Технологические основы поточно автоматизированного производства - Демьянюк Ф.С.

Author: Демьянюк Ф.С.
Tags: организация производственного процесса производственное планирование управление качеством машиностроение детали автомобиля автоматизация детали машин технология машиностроения
Year: 1968
Similar
Основы конструирования и технологии производства электронных и электрических средств автоматизации
Гибкие автоматизированные производства. Управление технологичностью РЭА
Разработка маршрутных технологических процессов изготовления деталей
Технологическая оснастка машиностроительных производств: Учебное пособие. Альбом. Часть I
Text
                    


 •
V  vr* Qt Л «чг W\/P «, / •'
ДОЖМЙЙИя
ПРОИЗВОДСТВА
* & Ж-.-' • Л!.' -Aw; :'
:>у
ш4ш
ийИяйвж	^ШжюИЖЖЯ
: V-
ШШин
:; <
шЖЖ®
: •


'• •



Д£МЬЯНЮ1


в
ТЕХНОЛ ОГИЧ ЕСКИ Е
основы

;И1^^В1НО
АВТОМАТИЗИРОВАН НОГО









Ф. С. ДЕМЬЯНЮК
Проф. докт. техн, наук
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ
ПОТОЧНО-
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Допущено
Министерством высшего и среднего
специального образования СССР
в качестве учебного пособия
для студентов машиностроительных вузов
ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ, ИСПРАВЛЕННОЕ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ВЫСШАЯ ШКОЛА»
Москва — 1968
УДК 658.564;62—52
Д-32
Технологические основы поточно автоматизиро-
ванного производства. Демьянюк Ф. С. «Высшая
школа», 1968.
В учебном пособии обобщен опыт работы ма-
шиностроительных предприятий поточного произ-
водства, сформулированы основные принципы
построения и автоматизации этого вида производ-
ства, необходимые при проектировании и перехо-
де на новые модели машин.
В книге рассмотрены принципиальные вопросы
типизации технологических процессов изготовле-
ния деталей и разработки наиболее, оптимальных
их вариантов с учетом режимов резания.
Технологические основы поточно-автоматизиро-
ванного производства изложены в неразрывной
связи с экономическими факторами.
Учебное пособие рассчитано на студентов ма-
шиностроительных вузов и рекомендуется инже-
нерам-технологам проектных организаций и ма-
шиностроительных предприятий.
Рисунков 253, таблиц 84, библиографий 42*
Рецензент
Кафедра технологии механосборочного производ-?
ства МВТУ им, Баумана
3-1-6
R0-68
ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ
При втором издании книги, выпущенной издательством «Высшая
школа» в 1965 г. в качестве учебного пособия для высших технических
учебных заведений, были сделаны значительные исправления текста.
В настоящем издании улучшена формулировка некоторых поня-
тий, уточнена связь между отдельными формулами, полнее обоснованы
принципы безостановочного перевода поточного производства на но-
вые модели машин, учтены замечания читателей, исправлены обнару-
женные ошибки, расчетные материалы даны в новых системах единиц
измерения.
Автор
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебное пособие является переработкой монографии «Технологи-
ческие основы поточного и автоматизированного производства», издан-
ной в 1958 г. Машгизом. За шесть лет после выхода в свет моногра-
фии машиностроение получило значительное развитие. Поточные
методы работы широко внедряются не только в машиностроение, но
и в другие отрасли народного хозяйства. Комплексная автоматизация
производственных процессов внедряется на основе поточности.
Отечественное машиностроение обогатилось сотнями автоматиче-
ских и тысячами поточных линий обработки деталей и сборки машин.
Машиностроительные предприятия получили тысячи единиц высо-
копроизводительного технологического оборудования. В связи с этим
еще большее значение приобретают теоретические основы построения
поточно-автоматизированного производства.
Поэтому монография переработана с учетом происходящих изме-
нений в машиностроительном производстве. Основные положения
книги уточнены и более научно обоснованы. Из книги изъяты мате-
риалы второстепенного значения и узкоспециальные и добавлены но-
вые. Формулы уточнены, обнаруженные ошибки исправлены.
Поточному производству присущи свои строго определенные зако-
номерности, по которым оно должно строиться, и знание этих зако
номерностей совершенно необходимо для инженерно-технических
работников, связанных с его проектированием, построением и управ-
лением.
В учебном пособии сформулированы и обоснованы основные прин-
ципы построения и автоматизации поточного производства на основе
анализа, систематизации, обобщения и теоретической разработки
огромного отечественного и зарубежного практического опыта.
Поскольку объективным критерием всякого производственного
процесса является его экономическая эффективность, экономический
фактор принят автором определяющим в изложении основ поточно-
автоматизированного производства.
ВВЕДЕНИЕ
Методы машиностроительного производства развивались па-
раллельно с развитием конструкций обрабатывающих машин.
Основным направлением в развитии производства являлся
переход от единичного и мелкосерийного к крупносерийному
и массовому производству. Если на протяжении всего XIX в. вы-
пуск различных машин ограничивался большими или меньшими
сериями, чему соответствовал непоточный способ производства,
то в начале XX в. выпуск некоторых изделий (например, автомо-
билей, швейных машин) стал массовым. Потребовался коренной
пересмотр методов машиностроительного производства. Приме-
нительно к изготовлению автомобилей был использован извест-
ный еще с мануфактурного периода поточный метод производ-
ства некоторых массовых изделий личного обихода и предме-
тов вооружения.
Поточный метод позволил резко увеличить выпуск машин,
повысить их качество при одновременном снижении издержек
производства и, как следствие, уменьшить себестоимость изго-
товления машин. Поточный метод благодаря свойственной ему
высокой эффективности в текущем столетии стал проникать во
все отрасли промышленности и даже в строительство.
В настоящее время поточный метод является наиболее про-
грессивным. В сочетании с комплексной механизацией и автома-
тизацией производства он применяется в самых разнообразных
условиях промышленного производства, особенно машинострои-
тельного. Поточный метод вполне сложился и развивается по
определенным присущим ему законам, которые должны быть
широко известны работникам всех отраслей и предприятий ма-
шиностроительной промышленности.
Поточные методы в их наиболее примитивной форме приме-
нялись еще в мануфактурный период капиталистического про-
изводства. Впервые поточное производство описал Адам Смит
в 1746 г. применительно к массовому изготовлению булавок.
В те же годы поточные методы применялись в русской ману-
факутре. В 1731 г. в Москве по методу поточного производства
работала фабрика металлических пуговиц и булавок.
Хотя производство булавок было преимущественно ручным,
но оно было организовано по принципу поточного производства.
В дальнейшем поточные методы развивались в условиях
крупной машинной индустрии..
6
Начиная со второй половины XIX в. поточные методы приме-
нялись в производстве предметов вооружения, в пищевой про-
мышленности, при изготовлении обуви и многих других массо-
вых и однородных изделий.
Наиболее характерным предприятием поточного производ-
ства в отечественном машиностроении в дореволюционный пе-
риод нужно считать завод швейных машин в Подольске. На
этом заводе уже в 1912—1914 гг. работали поточные линии ме-
ханической обработки отдельных деталей и сборки машин.
В наиболее развитых формах поточное производство в маши-
ностроении было осуществлено на автомобильном заводе
Г. Форда (США) в 20-х годах текущего столетия. В 1913 г. там
был пущен первый конвейер для сборки авотомобилей, после
чего поточный метод работы Г. Форд постепенно внедрял на
всех стадиях производственного процесса. Поточные методы ра-
боты строились на основе расчленения производственных про-
цессов на мелкие операции, закрепления этих операций за опре-
деленным оборудованием и расстановки оборудования по ходу
выполнения процесса. Сборка автомобилей осуществлялась на
движущихся конвейерах. Поточный метод работы показал
огромные преимущества по сравнению со старым, непоточным
методом работы. Время сборки автомобиля сократилось с 12 ч
до 1 ч 30 мин, а цикл изготовления автомобиля — с 21 дня до
нескольких дней. В 1920 г. Г. Форд довел выпуск автомобилей
до 4000 шт. в день и снизил стоимость автомобиля с 750 до
300 долларов. Позднее Г. Форд с успехом применял поточные
методы на принадлежащих ему стекольном и деревообрабаты-
вающем предприятиях, а также в шахтах и на железнодорож-
ном транспорте. Во всех случаях была достигнута большая эф-
фективность.
Однако метод Г. Форда базировался на мелком дроблении
(дифференциации) операций и крайней интенсификации труда
рабочего. Человек превращался в придаток машины. Резко уве-
личивалась утомляемость рабочего, поскольку он должен был
быстро выполнять многократно повторяющиеся и однообразные
движения в течение всей рабочей смены.
В СССР метод Г. Форда в общем виде стал известен
в 1924—1925 гг.
В отечественном машиностроении поточные методы стали
широко развиваться в годы первой пятилетки.
Интенсивное развитие нашей промышленности в годы пер-
вых пятилеток требовало применения более совершенных мето-
дов производства, поэтому поточные методы работы стали бы-
стро внедряться, в частности, в автомобильную и тракторную
промышленность, в сельскохозяйственное машиностроение,
в производство железнодорожных вагонов, электрических и ряда
других машин.
1
Проектирование новых автомобильных и тракторных заво-
дов и реконструкция действующих заводов в течение первой пя-
тилетки уже производились на основе поточных методов работы.
Одним из первых машинострительных заводов, перешедших
на поточные методы работы, был Московский автозавод, органи-
зовавший поточные линии механической обработки деталей
в августе 1929 г. Первые же месяцы работы поточных линий
в механическом цехе подтвердили преимущества этого метода.
Через четыре месяца после перевода на поток основных дета-
лей выпуск автомобилей увеличился в 3 раза при гом же числе
рабочих, с тем же количеством оборудования и площадей.
Последующая разработка проекта реконструкции и расшире-
ния автозавода велась уже с некоторым опытом организации
поточных методов работы, с полным сознанием необходимости
широкого применения поточных методов работы как при меха-
нической обработке деталей, так и на сборке, в литейном про-
изводстве и на некоторых других участках автомобильного про-
изводства.
В процессе проектирования новых тракторных предприятий
(Волгоградского, Харьковского и Горьковского автомобильных
заводов) широко применялись поточные методы работы с ис-
пользованием значительного количества специализированного
высокопроизводительного оборудования.
Пуск реконструированных и новых автомобильных и трак-
торных заводов подтвердил огромные преимущества поточных
методов работы. Трудоемкость изготовления автомобилей и
тракторов снизилась во много раз против трудоемкости изготов-
ления этих же машин методами непоточного производства. Цикл
изготовления машин уменьшился в десятки раз, а выпуск ма-
шин с единицы площади в несколько раз увеличился. Так, цикл
выпуска автомобиля после перевода процесса изготовления ос-
новных деталей на поточные линии сократился в 4 раза, а тру-
доемкость механической обработки комплекта деталей — в
12 раз. Выпуск с единицы площади возрос в 5 раз, в несколько
раз снизилась себестоимость изготовления автомобиля.
Особенно широко поточные методы работы развивались во
время Отечественной войны (в 1942—1944 гг.), когда перед со-
ветскими машинострителями стояла важнейшая задача беспе-
ребойного обеспечения Советской Армии многими видами бое-
вой техники и предметов снаряжения.
Машиностроительные заводы, не знавшие до того времени
поточных методов, приступили к их внедрению. Несмотря на от-
сутствие опыта в организации поточного производства, многие
предприятия сумели быстро освоить поточные методы работы
и в короткие сроки добились значительного увеличения выпуска
изделий с наличных площадей и оборудования при существен-
ном снижении трудоемкости и себестоимости продукции.
8
В послевоенный период поточные методы производства
в отечественном машиностроении получили дальнейшее разви-
тие. Для этого периода характерно внедрение поточных мето-
дов в те отрасли промышленности, которые в прошлом вовсе не
знали их, например в судостроение, тяжелое машиностроение,
в дизелестроение, приборостроение, в производство крупных па-
ровых котлов и других металлических конструкций.
Станкостроительный завод «Красный пролетарий», приме-
нив конвейерную сборку станков и переведя обработку основ-
ных деталей станков на поток, в 1946—1947 гг. увеличил вы-
пуск продукции на одного рабочего в 1,4 раза.
Московский судостроительный завод, применив элементы по-
точности при постройке судов, уменьшил производственный цикл
постройки судов в 2,5 раза, снизил трудоемкость на 1 т метал-
ла с 200—250 до ПО нормочасов.
Завод «Калибр», переведя изготовления микрометров и
штангенциркулей на поточные методы, в 1950 г. по сравнению
с 1940 г. достиг двадцатикратного увеличения выпуска микро-
метров с тех же площадей. При этом трудоемкость работы со-
кратилась в 2,5 раза, выпуск продукции на одного рабочего
увеличился в 4,5 раза, производственный цикл изготовления
микрометров уменьшился в 3 раза.
Таким образом, поточные методы работы, примененные
в самых разнообразных условиях производства, оказались весь-
ма эффективными. Такие же результаты были достигнуты и на
других предприятиях машиностроения, правильно применивших
поточные работы.
Однако далеко не все сделано для внедрения поточного про-
изводства.
Во-первых, наряду с положительными примерами известно
много случаев неудачного внедрения поточных методов работы.
На ряде предприятий механизированные поточные линии рабо-
тали плохо и конвейерная сборка выполнялась неудовлетвори-
тельно, а через некоторое время они были заброшены и демон-
тированы.
Во-вторых, в настоящее время даже на автомобильных заво-
дах, являющихся пионерами в развитии поточного производства,
поточные методы применены далеко не на всех стадиях произ-
водства. Ими охвачены преимущественно литейные, механиче-
ские, сборочные цехи и участки. В кузнечных, прессовых, арма-
турных, рамных, деревообрабатывающих и других цехах наряду
с отдельными разрозненными поточными линиями господствуют
методы непоточного производства. На большинстве предприя-
тий других отраслей машиностроения поточными методами
охвачены только сборка машин и механическая обработка от-
дельных групп деталей.
9
Даже на предприятиях массового производства, например
подшипников качения, еще слабо применяются поточные мето-
ды работы. В то время как детали коробок передач и дифферен-
циалов обрабатываются на автозаводах в поточных линиях,
кольца шарико- и роликоподшипников для этих же агрегатов,
которых требуется от двух до шести и более на один аг-
регат, на подшипниковых заводах изготовляются непоточным
методом.
Назрела необходимость создать учение о поточном производ-
стве, так как поточное производство является основой для ком-
плексной автоматизации процессов. Это учение, основанное на
обобщенном передовом опыте и анализе действующих в поточ-
ном производстве зависимостей, с исчерпывающей полнотой
должно освещать и формулировать законы построения поточно-
автоматизированного производства, а также давать технологу
все необходимые данные для проектирования и построения та-
кого производства в различных условиях машиностроительных
заводов и цехов.
Быстрое развитие социалистического планового хозяйства
нашей страны, сопровождающееся огромным ростом потребности
во всякого рода машинах, создает самые благоприятные усло-
вия для дальнейшего внедрения поточного производства во все
отрасли машиностроения.
В СССР планируются не только количество, но и типы ма-
шин. Выпуск машин распределяется по заводам с учетом наи-
более целесообразной их специализации, а также кооперирова-
ния между ними. Имеется возможность широкой стандартиза-
ции изделий, унификации отдельных деталей, узлов и агрегатов
машин. Все это позволяет укрупнять масштаб выпуска одина-
ковых деталей и узлов, обеспечивает стабильность производи
ства и, как следствие, расширяет возможности наиболее эффек-
тивного и рационального применения поточных методов с высо-
кой,степенью механизации и автоматизации процессов.
Потребность в машинах всех видов в СССР настолько вели-
ка, что большинство их целесообразно производить методами
массово-поточного производства. К их числу относятся сле-
дующие:
1)	оборудование безрельсового транспорта: автомобили лег-
ковые и грузовые, автобусы, автотягачи, автопогрузчики, авто-
краны, самосвалы, электрокары, штабелеукладчики, мотоциклы,
велосипеды и т. д., а также запасные части к ним;
2)	оборудование железнодорожного транспорта- железнодо-
рожные вагоны, тепловозы, электровозы, средства связи и цен-
трализации управления и др.;
3)	сельскохозяйственные машины: тракторы, плуги, бороны,
культиваторы, сеялки, комбайны и другие уборочные машины,
запасные части к сельскохозяйственным машинам;
1В Зак. 2446
10
4)	оборудование угольной промышленности: угольные ком-
байны, врубовые машины, конвейеры, погрузочные машины, на-
сосы, компрессоры, светильники, арматура и т. д.;
5)	самолеты, авиационные двигатели, приборы и агрегаты к
самолетам и двигателям, а также запасные части к ним;
6)	технологическое оборудование различных отраслей про-
мышленности: универсальные металлорежущие станки, тек-
стильные, кожевенно-обувные и другие машины, а также запас-
ные части к ним;
7)	энергетическое оборудование: стационарные двигатели
внутреннего сгорания различного назначения, насосы, компрес-
соры и др.;
8)	электрооборудование, электрогенераторы и электродвига-
тели основных видов и размеров, электроинструмент, электроап-
паратура, электроизмерительные приборы, средства автомати-
зации;
9)	домашние холодильники, газовые плиты, колонки, сти-
ральные машины, электропылесосы, электровентиляторы, элек-
тробритвы и другие бытовые электроприборы;
10)	радиоприемники, телевизоры, телефонные аппараты
и другие средства связи;
11)	речные и морские суда малого тоннажа, отдельные агре-
гаты и части к ним.
В общем большинство заводов машиностроения в нашей
стране может и должно быть переведено на поточные методы
работы. Поток в его различных формах должен охватить не
только отдельные стадии производства данного предприятия, но
и подавляющее большинство процессов как массового, так и се-
рийного производства.
Важнейшими предпосылками успешного внедрения поточных
методов в машиностроение являются рациональная специализа-
ция и кооперирование предприятий, а также стандартизация
продукции, позволяющие увеличить масштабы производства од-
нородной продукции машин, развитие производства отдельных
агрегатов, узлов или деталей.
За годы пятилеток отечественное машиностроение достигло
значительных успехов в указанных отраслях. Так, производ-
ство отдельных агрегатов самолетов (электрооборудования,
электроприборов, бензопомп, маслопомп, шасси, пусковых агре-
гатов, арматуры, крепежных и отдельных массовых деталей
и др.) в настоящее время в значительной степени сосредоточе-
но на специализированных заводах.
Производство карбюраторов, электрооборудования, аккуму-
ляторов, приборов, деталей из пластмассы, метизов, шоферско-
го инструмента, многих крепежных деталей в автомобильной
и тракторной промышленности также осуществляют специали-
зированные предприятия.
11
Широкое применение индивидуального электропривода, гид-
равлики и электроаппаратуры позволило в последнее время
и станкостроительной промышленности пойти по пути стандар-
тизации и унификации отдельных узлов станков и создания спе-
циализированных заводов для изготовления унифицированных
узлов и массовых деталей. Стандартизация и унификация от-
дельных узлов даже при небольшом выпуске станков станко-
строительными заводами позволяет организовать производство
отдельных станочных узлов и массовых деталей на специализи-
рованных предприятиях высокопроизводительными поточными
методами.
Однако имеющиеся возможности организации поточного про-
изводства на специализированных предприятиях реализованы
далеко не полностью. Так, шестеренчатые редукторы выпускают-
ся самыми различными по профилю заводами. Трудоемкость
изготовления редукторов очень высокая, достигает сотен нормо-
часов. При поточном методе производства с применением высо-
копроизводительного оборудования трудоемкость изготовления
редукторов сократилась бы в десятки раз и могла быть доведе-
на до нескольких часов. Один небольшой завод мог бы удовле-
творить всю потребность в редукторах многих отраслей маши-
ностроения. Для этого необходимо провести унификацию редук-
торов и отдельных деталей, создать гамму типоразмеров и мо-
дификаций редукторов. За счет небольших конструктивных из-
менений отдельных деталей можно иметь редукторы разных
модификаций и размеров.
Весьма велика потребность народного хозяйства в электро-
карах; она может быть исчислена десятками тысяч. Между тем
их внедрение ограничено недостаточностью выпуска; производ-
ство электрокаров ведется малопроизводительными непоточны-
ми методами при высокой себестоимости.
Ориентировочные расчеты и эскизный проект производства
электрокаров показывают, что, применяя поточный метод работы,
высокопризводительное оборудование и оснастку, можно на за-
нятых этим производством в настоящее время площадях выпус-
кать в десятки раз больше электрокаров при сниженной в не-
сколько раз себестоимости. Целесообразно также создать целую
гамму электрокаров в нескольких модификациях в зависимости
от потребностей промышленности.
Производство ряда узлов машин и массовых деталей в авиа-
строении, автостроении и тракторостроении, например армату-
ры, радиаторов, узлов тормозных систем, рессор, поршневых
колец, турбинных лопаток и других узлов и деталей, также
можно организовать с большой эффективностью по поточному
способу на специализированных заводах.
Сосредоточение производства однотипных изделий на хоро-
шо оснащенных специализированных предприятиях позволит
1В*
12
увеличить их выпуск в десятки раз, снизить себестоимость, улуч-
шить качество и систематически совершенствовать их конструк-
цию. Осуществление всех относящихся сюда мероприятий значи-
тельно поднимет производительность труда в машиностроении
и улучшит все показатели машиностроительного производства.
Чем объясняется задержка во внедрении поточных методов
или недостаточная их эффективность на ряде предприятий?
Известно, что еще во многих случаях причиной неудачного
применения и отказа от внедрения поточных методов работы на
некоторых предприятиях машиностроения являются недостаточ-
но глубокое знание принципов построения поточного производ-
ства технологами и руководящими работниками или неумение
правильно их применять в различных производственных услови-
ях. Только недостаточным ознакомлением с особенностями по-
строения поточного и автоматизированного производств часто
объясняется незначительная эффективность автоматизации не-
которых производственных процессов в машиностроении.
Опубликован ряд работ, оказывающих помощь технологу при
проектировании поточного производства. Однако они не исчер-
пывают всех вопросов, с которыми сталкивается технолог-про-
ектант при проектировании и построении процессов поточного
производства.
Новые производства часто проектируют на основе существу-
ющих технологических процессов непоточного производства,
хотя поставленные перед проектантами задания вполне обеспечи-
вают возможность применения принципов поточности и автома-
тизации. Например, выпуск компрессоров для холодильников
промышленного типа, светильников, кабельной продукции и дру-
гих изделий проектировался как непоточный. Сюда же можно
отнести производство подшипников качения на большинстве
наших подшипниковых предприятий.
Заявки на поставку нового оборудования, составляемые на
основе подобных несовершенных проектов, неправильно ориенти-
руют планирующие организации, станкостроительную и другие
отрасли промышленности на выпуск малопроизводительного
универсального оборудования.
Конечно, практика выявляет правильные пути построения
поточного производства. Однако это достигается нередко доро-
гой ценой: не только излишними капитальными затратами, но
и недостаточной их эффективностью.
В настоящее время изучение вопросов поточного производ-
ства студентами в высших технических учебных заведениях явно
недостаточно; в курсах технологии машиностроения, организа-
ции производства, проектирования цехов и заводов содержатся
неполные и разрозненные сведения о поточном производстве.
Вот почему установление, формулирование и научное обосно-
вание принципов поточного и автоматизированного производств
13
и разработка основ его проектирования и построения яв-
ляются самыми актуальными задачами, разрешение которых
окажет положительное влияние на дальнейшее внедренце поточ-
ных методов на всех стадиях производственного процесса в ма-
шиностроении и на их автоматизацию.
Настоящее учебное пособие является попыткой автора соз-
дать научные основы поточно-автоматизированного производ-
ства, исходя из результатов анализа, систематизации, теорети-
ческой разработки и обобщения опыта передовых машинострои-
тельных предприятий, а также многолетней работы автора по
проектированию и внедрению поточных методов и автоматиза-
ции процессов в автомобильной промышленности.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ПОТОЧНО-
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
ГЛАВА I
СУЩНОСТЬ ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
§ 1. ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА И МЕТОДЫ РАБОТЫ
В технической литературе обычно различают три основных
типа производства — единичное, серийное и массовое.
С этими типами отождествляют и методы производства.
Многие авторы полагают, что массовое производство — это
всегда поточное производство. Например, А. П. Соколовский пи-
шет, что «...в цехе, организованном по типу массового, па каж-
дом станке выполняется всегда одна и та же работа» *. А. И. Ка-
ширин называет массовым то производство, «в котором на боль-
шинстве рабочих мест выполняются закрепленные за ними опе-
рации» **.
Фактически это не совсем так. Массовость выпуска не всег-
да определяет способ производства. Так, при массовом выпуске
автомобилей штамповку небольших деталей из листа и изготов-
ление болтов и гаек на высадочных автоматах производят пар-
тиями без закрепления операций за определенным оборудова-
нием. И наоборот, при выпуске машин сериями нередко детали
в механических цехах обрабатывают на поточных линиях. По-
этому не следует смешивать типы и методы производства. Су-
ществуют три типа производства — единичный, серийный и мас-
совый, а методов производства существует только два — непо-
точный и поточный; даже на предприятиях массово-поточного
производства всегда имеются цехи и участки с непоточным ме-
тодом производства.
Единичным называется производство при выпуске несколь-
ких изделий в месяц или в год.
* Соколовский А. П Курс технологии машиностроения Т. Т. М.«
Машгиз, 1947, стр. 96
** Каширин А. И. Технология машиностроения. М., Маш1из, 1949м
стр. 19.
15
К единичному производству можно отнести изготовление
экспериментальных образцов машин в экспериментальных цехах
машиностроительных заводов, производство мощных гидротур-
бин и электрогенераторов, крупных станков и т. д.
Серийным называется производство,- которое выпускает ма-
шины сериями или партиями. В зависимости от величины по-
следних производство будет мелкосерийными или крупносерий-
ным. К серийному производству можно отнести, например, вы-
пуск партий станков, паровых котлов, судов определенного типа,
полиграфических машин, насосов и т. д.
Массовым называется производство при большом выпуске
изделий одного и того же типа, например выпуск автомобилей,
тракторов, швейных машин, электроприборов и т. д.
Массовое производство предполагает сборку и выпуск боль-
шого количества изделий одного типа в течение длительного
времени. Для сложных машин это будут годы, для простых из-
делий—месяцы и недели. При массовом выпуске сборка изде-
лий ведется непрерывно, однако в заготовительных и обрабаты-
вающих цехах изготовлять детали можно непрерывно по поточ-
ному методу работы либо крупными партиями пооперационно,
т. е. непоточным способом.
Если массовый выпуск изделий осуществляется поточным
методом, такое производство называют массово-поточным. При
выпуске на поточных линиях попеременно нескольких изделий,
родственных в технологическом отношении, его называют пере-
менно-поточным.
В единичном производстве предусматривают не только сбор-
ку и выпуск одной или нескольких машин, но соответственно
этому и обработку на станках одной или нескольких деталей,
обеспечивающих сборку одной -или нескольких машин. Поэтому
при единичном производстве и в литейном цехе и в кузнице из-
готовляются, а в механическом цехе обрабатываются на стан-
ках единичные детали, за исключением отдельных деталей, ко-
личество которых в изделии исчисляется десятками или сотня-
ми. Например, лопасти паровой турбины изготовляют партиями,
поскольку на один турбинный диск их устанавливается больше
сотни. Таким образом, единичное производство всегда является
непоточным. Его можно рассматривать как серийное, в котором
серия выпускаемых машин сведена до одной или нескольких
машин.
Непоточным будем называть метод производства, при кото-
ром детали изготовляют партиями на каждой операции, обраба-
тывающее оборудование расставляют группами по типам без
определенной связи с последовательностью выполнения опера-
ций, сборка изделий ведется на стационарных (неподвижных)
приспособлениях и обрабатываемые партии деталей не закреп-
ляются за одним и тем же оборудованием или рабочим местом.
16
При непоточном методе работы машины собирают партиями
на неподвижных сборочных местах. Подобно сборке, детали из-
готовляют также партиями как в заготовительных, так и в об-
рабатывающих цехах. Сначала вся партия деталей обрабаты-
вается на первом, затем на втором, потом на третьем станках
и т. д. Соответственно партионной пооперационной обработке
деталей станки в непоточном производстве обычно расставляют
группами по типам, например револьверные, токарные, фрезер-
ные, сверлильные и др. (рис. 1).
При непоточном производстве в процессе изготовления дета-
ли, помимо основных операций обработки, включается ряд та-
ких вспомогательных операций, как транспортирование партий
деталей от станка на технический контроль, в межоперационную
кладовую и обратно, а также хранение партий деталей в кладо-
вой. Например, процесс обработки подшипниковых колец в не-
поточном производстве протекает следующим образом (рис. 2).
Сначала партия колец проходит токарную обработку в группе
токарных автоматов, затем передается на технический контроль
и в межоперационную кладовую, из которой поступает на тер-
мическую обработку. После термической обработки и последую-
щего технического контроля партия колец поступает в кладо-
вую при термическом отделении. Через некоторое время кольца
обрабатывают на плоскошлифовальных и бесцентрово-шлифо-
вальных станках, затем вновь (в третий раз) подвергают кон-
трольной проверке и снова передают в межоперационную кла-
довую. После некоторого времени кольца поступают на участок
внутри- и желобошлифовальных станков, а оттуда — в кладо-
вую и т. д.
При обработке деталей описанным способом в любом цехе
производство будет непоточным. Даже при расстановке обору-
дования по ходу процесса (рис. 3) метод производства является
непоточным, если детали обрабатывают по описанной выше
схеме.
Поточным называется метод производства, при котором опе-
рации обработки или сборки машины закреплены за определен-
ным оборудованием или рабочими местами, оборудование или
рабочие места расположены в порядке выполнения операций,
а обрабатываемая деталь или собираемое изделие передается
с одной операции на следующую сразу после выполнения пред-
шествующей операции, как правило, при помощи специальных
транспортных устройств.
Основой поточного производства является поточная линия
для изготовления деталей или сборки изделия Поточная линия
для обработки деталей представляет собой набор обрабатываю-
щих машин от трех-пяти единиц до нескольких десятков, разме-
щенных в порядке выполнения операций обрабатываемой дета-
ли. Подобную линию снабжают транспортным устройством для
Испытание двигателей	'Инструмен- тальная кладовая	Конторско- вытовое помещение		Конторско- вытовое помещение
	Проезд	,				
Склад готовых
деталей
Сворка
двигателей
Сворка машин
Сворка узлов и машин
Сворка
рам
DTK
_
Склад Склад
ОТК
Склад готовых деталей
V Проезд _
Склад
ОГК
Проезд
Зуборезные	Шлифоваль- ные К	Слесарный^ участок^^*
Прутковые автоматы	Расточные	Специальные
Склад
Склад \Кладо6аядл%
инструмента
* Сверлильные!	Фрезерные и долвеж- ные	Токарные		механик цеха
Револьверные				Тяжелые револьверные, ^карусельные, \строгальные
		Заточное отделение	\ Склад
яе/клааобы.
Конторско- вытовые помещения
Рис. 1. Схема расстановки станков в механическом цехе непоточного производства
Проезд											
Ковочные машины	Технический контроль	Токарные автоматы	Технический контроль	пьэи	Технический контроль	Плоско-и бесцентрово- шлифовальные станки	Технический контроль	Внутри- а желобошлпро- вальные станки	Технический контроль	Сборка подшипников	< ^5 i
	Склад поковок		Склад обточенных колец		Склад термообрабо- тонных колец		Склад колец		Склад шлифованных колец		
Проезд
Рис. 2. Схема планировки оборудования цеха подшипников
19
передачи деталей с одной операции на другую. Примером мо-
жет служить поточная линия для обработки коленчатого вала
бензинового двигателя, показанная на рис. 4. Линия оснащена
рольгангом и монорельсами для передачи валов от одного стан-
ка к другому, а также для перемещения валов с рольганга на
станок и обратно.
проезд
Рис. 3. Схема расстановки оборудования при поточном способе обра-
ботки подшипниковых колец:
1 — площадка для заготовок; 2 — восьмишпиндельный токарно-карусель-
ный полуавтомат; 3 — четырехшпиндельный автомат; 4 — токарный станок;
5 — технический контроль; 6 — щит; 7 — термическая обработка; 8 — пло-
скошлифовальный станок; 9 — бесцентрово-шлифовальный станок; 10 —
внутришлифовальный станок; II — доводочный станок; 12 — сборка; 13 —
упаковка
Сборочная поточная линия представляет собой ряд рабочих
позиций (рабочих мест), оснащенных оборудованием, приспо-
соблениями, сборочным инструментом, транспортным устрой-
ством для передвижения собираемого изделия с позиции на по-
зицию и снабженных деталями и узлами для сборки изделия.
Схема поточной сборочной линии бензинового двигателя приве-
дена на рис. 5,6; на рис. 5,а дана схема стационарной сборки
бензинового двигателя.
На практике применяются следующие основные разновидно-
сти поточных линий: индивидуальные — для обработки одной
детали (см. рис. 4), спаренные — для обработки двух идентич-
ных деталей (например, впускного и выпускного клапанов, пра-
вой и левой ступиц колеса и т. д.), групповые —- для одновре-
менной обработки нескольких, иногда до 7—8 и более деталей
(рис. 6), групповые переменно-поточные — для изготовления
в последовательном порядке нескольких деталей.
Поточная линия, включающая различные виды обработки,
называется комплексной. Примером комплексной поточной ли-
нии является групповая поточная линия для изготовления четы-
рех тормозных камер, показанная на рис. 7. Эта линия включа-
Рис. 4. Планировка оборудования поточной линии коленчатого вала:
1 — монорельс с электротельфером; 2 — пресс
21
ет штамповку из листа, механическую обработку, сварку и мой-
ку деталей.
При параллельно-последовательном изготовлении деталей
8—30 (иногда и больше) наименований на участке, состоящем
примерно из 10—25 станков, этот участок называется техноло-
гически замкнутым и является промежуточной формой между
Рис. 5. Схема сборки бензинового двигателя:
а) — стационарная сборка; б) — поточная сборка; I — стенд для сборки
узлов двигателя; II — поворотный стенд; III — стеллажи для деталей, по-
ступающих с поточных линий данного цеха; IV — стеллажи для деталей,
поступающих на сборку из других цехов и заводов; 1—16 — сборочные
позиции на конвейере (кружками, залитыми наполовину, обозначены
рабочие)
поточной и непоточной формами организации производства
(рис. 8). В замкнутом производственном участке оборудование
расставлено по ходу обработки основных закрепленных за
этим участком деталей, причем все детали обрабатывают здесь
полностью.
Характерной особенностью развития поточных линий в на-
стоящее время является включение в линии механической обра-
ботки разнообразных процессов — сварки, термической обработ-
ки, мойки, окраски, слесарных операций, гидроиспытания, галь-
ванопокрытий, холодной высадки, а в последнее время даже
литья под давлением, горячей и холодной штамповки. Приме-
ром таких комплексных поточных линий являются линии для
изготовления тормозных камер (см. рис. 7) и корпуса поплав-
ковой камеры бензинового двигателя (рис. 9). Последняя вклю-
чает литье под давлением и гальванический процесс — пасси-
вирование.
§ 2. СТРУКТУРА ЦЕХОВ ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Сущность и характерные особенности поточных методов луч-
ше всего можно уяснить из анализа структуры цехов и процесса
обработки деталей в них.
В основе структуры цехов непоточного производства лежит
разделение цеха на специализированные участки по видам об-
работки с расстановкой обрабатывающих машин по технологи-
чески однородным группам. В этом случае на обособленных
друг от друга площадях располагают цехи или отделения меха-
нической обработки, слесарных работ, узловой и общей сборки,
Рис. 6. Групповая поточная линия для обработки четырех подобных деталей А, Б, В, Г:
1 — площадка для заготовок; 2 — площадка для стружки; 3 — подъемник; 4 — вертикально-протяжный станок; 5 —
сверлильный станок; 6 — тара; 7 — ванны для фосфатирования; 8 — горизонтально-расточный станок; 9 — заливоч-
ная машина; 10 — электропечь; 11 — электропечь для выплавки баббита из забракованных деталей; 12 — обдирочно-
шлифовальный станок; 13 — канавочный станок; 14 — верстак для технического контроля; 15 и 16 — площадка для
готовых деталей; 17 — рольганг
23
термической обработки, сварки, окраски, гальванических покры-
тий и т. д. Металлорежущее оборудование в свою очередь раз-
мещают на обособленных участках группами по типам: токар-
ные, зуборезные, шлифовальные, прецизионные автоматы
и т. д. Во многих случаях механические цехи сначала делят на
П р о е з
Проезд
Детали В,Г
Детали			Л
я	в	160	175
Б	г	206	200
Рис. 7. Комплексная групповая поточная линия для изготовления тормозных
камер автомобиля:
1 — площадка для заготовок; 2 — листоштамповочный пресс; 3 — штампованные
детали; 4 — четырехшпиндельный автомат; 5 — площадка для пруткового меч
талла; 6 — площадка для готовых деталей; 7 — электросварочный аппарат; 8 —
специальный сверлильный станок; 9 — контрольный стол; 10 — моечная машина;
а и в — приварные втулки; б — приварная шайба
отделения по типам обрабатываемых в них деталей (отделение
обработки корпусных деталей, отделение зубчатых колес, от-
деление мелких деталей и т. д.), а уже внутри каждого отделе-
ния оборудование размещают группами по типам.
Типичным примером построения ' непоточного производства
является планировка, приведенная на рис. 1. Стрелками показа-
но движение партии обрабатываемых маховиков в этом непоточ-
ном цехе.
Другим примером непоточного производства является произ-
водство подшипниковых колец, показанное на рис. 2.
Непоточным является также производство кузнечных и прес-
совых цехов автомобильных и тракторных заводов, несмотря на
массовый выпуск продукции.
24
Современный кузнечный цех (рис. 10) состоит обычно из
обособленных производственных отделений: заготовительного,
в котором режут и рубят заготовки металла для штамповки де-
талей; тяжелых, средних и легких молотов; ковочных машин;
а)
Рис 8. Технологически
замкнутый участок для из-
готовления 18 мелких не-
злей из прутка:
а) _ расположение оборудо-
вания: 1 — стеллаж готовых
деталей; 2 — технический
контроль; 3 — моечная маши-
на; 4 - стол мастера; 5 —
стеллаж; 6 — автомат;	1 —1
протяжный станок; 8 — свер-
лильный станок; 9 — резьбо-
нарезной станок: 10 — револь-
верный станок; II — фрезер-
ный станок; б) — обрабаты-
ваемые детали: Д — ниппель;
б, в, с - пробки: г — предо-
хранитель; б, к — втулки;
е — направляющая; w — та'*
релки клапана: з — вкладыш
рулевой тяги; и, м, и, °
гайки; л - штуцер; п. р. г -
болты разные
травильного и склада
На каждой операции штампуемые детали складывают
в большие ящики (кроватки), которые обычно стоят у молотов,
прессов, печей, загромождают проходы в ожидании передачи
их на следующие операции (см. на рис. 10 заштрихованные пря-
моугольники).
25
Прессовый цех обычно включает следующие производствен-
ные отделения: заготовительное, крупных, средних и мелких
прессов, окрасочное, склад готовых деталей и др. Оборудование
расставляют группами по типам.
Рис. 9. Планировка поточной линии для изготовления поплавковой
камеры карбюратора с включением в линию литейных операций:
1 - площадка для чушек; 2 — электроплавильная печь; 3 — электрованна;
4 — тара для стружки; 5 — литники; 6 — Остывающие отливки; 7 — пресс
для резки литников; 8 — машина для литья под давлением; 9 — малоагре-
гагный полуавтомат; 70 — лоток; II — шлифовально-заточный станок;
12 - верстак, 13 — контрольный стол; 14 — моечная машина; 15 — селено-
вый выпрямитель; 16 — ванны для пассирования; 17 — готовые детали
Штамповочное отделение
Рис. 10. Схема движения штамповок в процессе изготовления (непоточное
производство)
На рис. 1 показаны компоновка непоточного механического
цеха и. движение в нем партии деталей. В корпусе размещены
механический, термический и сборочный цехи. Южную часть
26
занимают механический и термический цехи, северную — сбо-
рочный. Оборудование механического цеха расставлено по ти-
пам. Всего в цехе 11 отделений, из них, 10 станочных и одно
слесарное. Кроме того, в цехе имеются два склада заготовок,
склад готовых деталей и четыре межоперационные кладовые.
Оборудование цеха универсальное (исключение составляет ше-
стой участок специальных станков). Площадь цеха равна при-
мерно 9000 м2. В нем размещено около 400 станков. Здесь обра-
батывают детали около 400 наименований от 1 до 100 кг, а так-
же свыше 300 наименований мелких и крепежных деталей.
Процесс изготовления партии (50 шт.) стальных маховиков
в этом цехе состоял из станочных, транспортных, складских
и контрольных операций, перечисленных в табл. 1.
Трудоемкость изготовления маховика в табл. 1 обозначена?,
время на транспортирование и пролеживание в кладовых —
?т и Тп.
Обозначив число деталей в партии п и число завозов дета-
лей в промежуточные кладовые к, найдем общую продолжитель-
ность цикла изготовления маховиков:
т. е.
Гц== 9,7 X 50 + 16 X 7 + 0,7 X 15 = 607,5
Таким образом, каждый маховик находился в механическом
цехе 607,5 ч, или 43 рабочих дня при двухсменной работе цеха.
Из этого времени каждый маховик подвергался обработке
на станках только 9,7 ч. Остальное время маховики пролежива-
ли в межоперационных кладовых Тпк = 112 ч и транспортирова-
лись от станков в промежуточные кладовые и из кладовых
к станкам, на что затрачивалось Гт(2я + 1) = 10,5 ч. Наконец,
каждый маховик пролеживал у станков, пока шла обработка
остальных 49 маховиков данной партии в течение Т(п— 1) =
= 475,3 ч.
Таким образом, только 1,6% общего времени каждый махо-
вик находился на обработке, а остальные 98,4% времени он по
существу пролеживал.
Наибольшее время маховики пролеживают у станков. Оно
прямо пропорционально величине партии:
Тс = Т(п~ 1) = 9,7 (50—1) = 475,3 ч,
где Тс—время пролеживания
Чем меньше партия деталей, тем меньше будет время проле-
живания у станков.
Таким образом, для сокращения времени нахождения детали
в обработке необходимо, во-первых, производить расстановку
оборудования в цехе совсем иначе, чем это принято в непоточ-
27
Таблица 1
Анализ движения и цикл обработки партии маховиков
в непоточном производстве
(партия 50 шт.)
				Время на		
। Станочные оп< | рации	Транспортные операции	Пролеживание маховиков	Наименование операций	3 ч я I н о 3 Ф х Ю ’3 н Г. я ° о 2? Л я 2	3 | С- СО * ОС- С ь О я я я а> з GU О х Р CU ь	пролежива- ние партии
I II III IV V VI VII	1 2 3 4 5 6 7 8	1 Illi	e 1 II	*> 1 II	“1 III	Подача маховиков со склада к станку (погрузка, перевозка выгрузка) .... 	 Обработка маховиков на токарно- карусельном станке 	 Обработка на токарно-револьвер- ном станке одной стороны . . Обработка па токарно-карусель- ном станке другой стороны . . Передача на контрольный пункт и в межоперационную кладо- вую (погрузка, перевозка, выг- рузка) 	 Пролеживание в межоперацион- ной кладовой 	 Подача маховиков из кладовой в токарное отделение (погруз- ка, перевозка, выгрузка) . . . Обработка на токарном станке Передача на контрольный пункт и в промежуточную кладовую (погрузка, перевозка, выг- рузка) 	 Пролеживание в межоперацион- ной кладовой 	 Подача деталей в отделение свер- лильных станков (погрузка, перевозка, выгрузка)	 Сверление 8 отверстий под на- резку резьбы диаметром 8 мм Передача на контрольный пункт и в межоперационную кладо- вую (погрузка, перевозка, выг- рузка) 	 Пролеживание в кладовой . . . Подача маховиков в отделение фрезерных станков (погрузка, перевозка, выгрузка)	 Разметка шпоночной канавки . . Долбление шпоночной канавки Передача на контрольный пункт и в промежуточную кладовую (погрузка, перевозка, выг- рузка) 		90 130 75 70 15 10 20	0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7	16,0 16,0 16,0
28
Продолжение табл. 1
Станочные операции	Транспортные операции	Пролеживание маховиков	Наименование операций	Время на		
				обработку одной детали Т станко- минуты			—'! транспорти- ровку партии Т , ч Т*	1 	-	 пролежива- ние партии Тп’4
VIII IX X	9 10 И 12 13 14 15	Г Д е ж	Пролеживание в межоперацион- ной кладовой 	 Подача маховиков в слесарное отделение(погрузка, перевозка, выгрузка) 	 Опиловка заусенцев, нарезка резьбы в восьми отверстиях Передача маховиков на конт- рольный пункт и в межопера- ционную кладовую (погрузка, перевозка, выгрузка) .	... Пролеживание в кладовой . . . Подача деталей в зуборезное от- деление (погрузка, перевозка, выгрузка)	 Долбление зубьев на венце ма- ховика 	 Передача на контрольный пункт и в межоперационную кладо- вую (погрузка, перевозка, выг- рузка) 		 . . - Пролеживание в кладовой , . . Подача в отделение сверлильных станков (погрузка, перевозка, выгрузка) 	 Балансировка маховика и развер- тывание конического отверстия Передача на контрольный пункт и склад готовой продукции . . Пролеживание на складе гото- вой продукции 	 Подача маховиков на сборку двигателя (погрузка, перевоз- ка, выгрузка) 		20 120 30	0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7	16,0 16,0 16,0 16,0
X	15	—	Итого. . . .	580 мин (9.7 ч)	10.5 ч	112,0 ч
ном (серийном) производстве, во-вторых, не строить промежу-
точные кладовые и, в-третьих, обрабатывать детали меньшими
партиями.
В отличие от рассмотренных цехов цехи поточного производ-
ства строят, как правило, по предметному (агрегатно-узловому)
признаку. В поточном цехе обычно выполняют обработку дета-
29
лей и сборку какого-либо узла, агрегата или целого изделия.
Таковы, например, цехи редукторов, двигателей и т. д.
Первичным структурным элементом поточного цеха является
поточная линия изготовления детали или сборки агрегата, узла
изделия.
Оборудование поточной линии, расставляемое по ходу вы-
полнения операций, не может быть сгруппировано по типам без
нарушения поточности.
Поточный цех представляет собой совокупность поточных ли-
ний, распланированных таким образом, чтобы обеспечить наи-
более эффективную обработку деталей и сборку изделий, за-
крепленных за данным цехом.
При планировке поточных линий преследуется та же цель,
что и при размещении станков в поточной линии: обеспечить
непрерывность процесса и минимальный цикл изготовления из-
делия, устранить вспомогательные и подсобные операции, прису-
щие непоточному производству. Это достигается за счет разме-
щения поточных линий по ходу процесса сборки изделия, за-
крепленного за данным цехом, при соблюдении принципа непре-
рывности процессов обработки и сборки.
Для обеспечения непрерывности процесса изготовления из-
делия необходимо, чтобы каждая деталь после обработки посту-
пала на соответствующую операцию сборки с тем же ритмом,
с каким она передавалась с операции на операцию на поточной
линии.
Соблюдение этого требования значительно облегчается при
таком взаимном расположении поточных линий обработки
и сборки, когда первая операция сборки данной детали является
продолжением механической обработки и располагается рядом
с последней операцией ее механической обработки.
На рис. 11 изображена схема взаимного размещения поточ-
ных линий обработки и сборки бензинового двигателя. Плани-
ровка поточных линий выполнена так, что все основные детали
и узлы двигателя (блок цилиндров с картером сцепления, кулач-
ковый вал, масляный и водяной насосы, головка блока, картер
коробки скоростей и т. д.) своими конечными операциями при-
мыкают к тому месту на сборочном конвейере, где эти детали
или узлы устанавливаются на двигатель. Основой планировки
данного цеха является поточная линия сборки двигателей, рас-
положенная в центре цеха. С обеих сторон к сборочному кон-
вейеру по ходу сборки примыкают поточные линии, расположен-
ные перепендикулярно к линии сборки. Поскольку блок являет-
ся базовой деталью, с которой начинается сборка двигателя, то
поточная линия для его обработки размещена в начале сборки.
Она состоит из восьми зигзагообразно расположенных ветвей
и включает 67 единиц разнообразного оборудования. Девять
ветвей линии обработки перпендикулярны сборочной линии, де-
30
сятая ветвь параллельна сборочному конвейеру, последняя опе-
рация обработки блока примыкает к первой позиции сборочно-
го конвейера.
Подобная планировка оборудования в поточной линии блока
обеспечивает размещение поточных линий для обработки кла-
панных втулок, крышек коренных подшипников, клапанов икар-
Блок
Кулачкобый । । бал
Детали
I । Шатун
Н-
S
Ц- + ♦ +
I дбигателя
П-
стали
МахоВик
Проезд
+ + + J-
цилиндроо
1^клЁпаЯм
^Кольцо^махоВ.
+- ! 4-
—hr
Коленчатый Вал
$
^4-
р:
! \сцепления
Рис. 11. Схема взаимного расположения поточных линий механической
обработки и сборки двигателей:
1 —• заготовки; 2 — запас деталей, поступающих с поточных линий данного цеха;
3 — запас деталей, поступающих из других цехов и с линий, удаленных
от сборки
сцепления
X
тера сцепления внутри поточной линии блока цилиндров. Это
целесообразно, поскольку перечисленные детали монтируют на
блоке в процессе его обработки. Поточная линия блока цилинд-
ров и перечисленных деталей построена с соблюдением основ-
ного принципа построения поточного цеха: первые сборочные
операции этих деталей расположены рядом с последними опера-
циями механической обработки и являются их продолжением.
Сборочный конвейер имеет около 25% резервных сборочных по-
зиций, что облегчает распланировку поточных линий с примыка-
нием последних операций обработки основных деталей к местам
их установки на двигателе.
Не всегда, однако, все поточные линии механической обра-
ботки деталей удается расположить рядом со сборочным кон-
вейером. Часть поточных линий для обработки мелких деталей
может быть размещена и на удаленных от сборочного конвейера
участках цеха; доставка мелких деталей на сборку обычно не
требует существенной загрузки транспорта. Детали, штампуе-
мые из листа, детали арматуры, крепежные детали изготовляют
31
в специализированных цехах и подают на сборку подвесными
конвейерами или с помощью наземного транспорта.
Изделия заводов-смежников (электрооборудование, проклад-
ки, подшипники качения, фильтры и др.), так же как изделия
других цехов, поступают с проезда, расположенного рядом со
Подача деталей на
Рис. 12. Схема планировки поточных линий механической обработки
и сборки бензинового двигателя на некоторых автозаводах:
1 — площадка для готовых деталей; 2 — площадка для заготовок; 3 ~ стек-
лянная перегородка; 4 — ворота; 5 — сборочный конвейер; 6 — стеллажи
сборочным конвейером. Все изделия заводов-смежников нахо-
дятся на стеллажах у мест установки изделия на двигатель.
Конвейер сборки двигателя открыт с обеих сторон для обеспече-
ния удобного подвоза и подачи деталей. Это вполне соответ-
ствует основному принципу планировки поточного цеха.
В зависимости от размера выпуска изделий и количества
оборудования в поточных линиях последние размещают либо
с двух сторон сборочного конвейера, как показано на рис. II,
либо с одной стороны, как изображено на рис. 12. Если невоз-
можно разместить все поточные линии обработки с двух сторон
сборочного конвейера, часть их выносят на отдаленные участки,
связывая со сборкой подвесными конвейерами.
Непрерывность производственного процесса между заготови-
тельными, обрабатывающими и сборочными цехами в правильно
организованном поточном производстве обеспечивается подвес-
ными конвейерами. На рис. 13 приведена схема движения ко-
ленчатого вала при механической обработке и сборке, включая
общую сборку автомобиля. На схеме показана поточная линия
механической обработки вала, примыкающая к сборочному кон-
вейеру. Поточность обеспечивается расстановкой оборудования
32
по ходу процесса и организацией работы, при которой осуще-
ствляется немедленная передача с одной операции на следую-
щую после выполнения. Пройдя все операции механической
обработки и технического контроля, вал через проезд передает-
ся на сборочную позицию 1, где его устанавливают на двига-
тель. Последний, пермещаясь непрерывно на сборочном конвей-
ере 2, постепенно оснащается деталями и узлами. В конце сбо-
рочного конвейера двигатель оказывается окончательно собран-
ным и проверенным. С последней позиции сборочного конвейера
Рис. 13. Схема движения коленчатого вала при механической обработке и
на сборке
двигатель подвешивается на подвесной конвейер 3, который пе*
редает его на испытательную станцию в соседний корпус. Испы-
танный и окрашенный двигатель по второму подвесному кон-
вейеру 4 подается на главный сборочный конвейер 5 к тому ме-
сту, где он устанавливается на' собираемый автомобиль. Даль-
нейший процесс изготовления автомобиля также происходит
непрерывно. На автомобиль монтируются недостающие узлы
и агрегаты: радиатор, крылья, колеса, кабина, платформа, опе-
рение и т. д. На конвейере же происходит заправка автомобиля
маслом, водой, бензином, так что с последней сборочной пози-
ции автомобиль съезжает собственным ходом.
Этим завершается поточный процесс изготовления автомо-
биля. Производственный цикл этого процесса (считая по колен-
чатому валу) не превышает 16 ч, в том числе цикл изготовления
штамповки в кузнице составляет около 7 ч, механическая обра-
ботка коленчатого вала — около 5 ч, сборка двигатепя — 1,2 ч,
испытание двигателя, включая транспортирование на испыта-
33
тельную станцию и на главный конвейер,— 2 ч> общая сборка
автомобиля — 0,8 ч.
В тех случаях, когда указанные принципы при построении
цехов поточного производства не соблюдаются, производствен-
ный процесс усложняется и удорожается, а также удлиняется
производственный цикл.
Даже на автомобильных заводах, считающихся основопо-
ложниками поточных методов производства в машиностроении,
нередко поточные цехи строят с нарушением основных принци-
пов. Так, например, при одностороннем размещении поточных
линий механической обработки деталей бензинового двигателя
на некоторых автомобильных заводах (схема приведена на
рис. 12) сборочный конвейер отгорожен от поточных линий об-
работки стеклянной перегородкой 3, идущей вдоль всего сбо-
рочного конвейера. Подача деталей к последнему, таким обра-
зом, не может осуществляться непосредственно передачей дета-
лей сборщику с последней операции механической обработки.
Детали транспортируются по проезду через ворота 4 к началу
конвейера и развозятся затем по рабочим местам сборки (стел-
лаж 6 и др.).
Отгораживание линий механической обработки деталей от
сборочной линии двигателя и подача всех деталей с одного кон-
ца конвейера делают излишней планировку линий механической
обработки по ходу процесса сборки двигателя. Так как конвейер
питается подвозом деталей с одного конца, то их можно подво-
зить на линию сборки с любой точки цеха.
На рис. 14 показана схема цеха общей сборки автомобиля,
отгороженного стеной от цехов шасси. Узлы автомобиля Л, Б и
В, обрабатываемые и собираемые в этих цехах, подаются на
главный сборочный конвейер 1 через единственные ворота 2,
расположенные у начала сборочного конвейера. Таким образом,
отгораживание стеной главного сборочного конвейера ведет
к питанию сборки только с одной стороны. При подобной пла-
нировке и выпуске, превышающем 350 машин в две смены, пода*
ча деталей и узлов наземным транспортом нередко затрудняет-
ся. В проезде главного конвейера под разгрузкой скопляется
пять-шесть тягачей с прицепами 3. В то время как одни тележ-
ки разгружаются, другие не могут проехать до мест разгрузки
и вынуждены поэтому простаивать до освобождения проезда.
Подобная планировка поточных и сборочных линий нера-
циональна.-Отгораживание линии сборки от обрабатывающих
цехов не применяется на зарубежных заводах поточного произ-
водства. Этого не было и на вновь построенных отечественных
заводах поточного производства. Отгораживание сборочных
конвейеров появилось позднее, при реконструкции автозаводов,
и мотивировалось необходимостью соблюдения особой чйстоты
на сборке и преграждения доступа на сборку посторонним. Од-
2 Зак. 2446
Проезд
Рис. 14. Схема планировки механического цеха агрегатов шасси автомобиля и конвейера общей сборки
автомобилей
35
нако эти мотивы нельзя признать удовлетворительными, а мно-
голетний опыт работы цеха двигателей Московского автозавода
и сборки грузовых машин на Горьковском автозаводе с откры-
тыми сборочными конвейерами подтверждает целесообразность
построения схемы размещения поточных линий обработки
и сборки без выгораживания сборки, как показано на рис. И.
На некоторых предприятиях можно видеть иное построение
Рис. 15. Схема планировки поточных линий механической обработки
деталей сборки изделий, принятая на некоторых заводах
поточного производства. Поточная сборка здесь оторвана от
поточных линий механической обработки и во времени и в про-
странстве. Поточные линии механической обработки работают
на склад; сборочный конвейер питается деталями со склада,
как показано на рис. 15.
Недостатками этой схемы являются прерывность процессов,
отделение сборки от обработки, усложнение и удорожание про-
изводства, удлинение циклов изготовления изделия. Перед от-
правлением на склад обработанные шлифованные детали про-
ходят антикоррозионную обработку (мойку, смазку и обвертку),
поэтому перед выдачей деталей со склада на сборку необходимо
очищать детали от покрытия. Возникают и такие дополнительные
транспортные операции, как транспортирование деталей с по-
точной линии на склад, а затем со склада на сборку. Появляет-
ся необходимость хранить и учитывать детали на складе, выде-
лять дополнительные складские площади. Внедрение такой
структуры поточного производства объясняется только недоста-
точным знанием основных принципов его построения, а также
приверженностью к привычным, хотя и нерациональным, фор’
мам организации производства.
9*
36
Особо следует остановиться на межцеховых связях, харак-
терных для предприятий поточного производства.
На предприятиях непоточного производства межцеховые
связи обычно осуществляются с помощью средств наземного
безрельсового транспорта (автомобилей, электрокаров или иных
механических тележек) либо рельсового транспорта. В то же
время на заводах поточного производства подобные транспорт-
ные связи недостаточно эффективны либо вовсе неприемлемы.
При пользовании указанными наземными транспортными сред-
ствами непрерывность и ритмичность процесса нарушаются,
возникает необходимость создавать значительные запасы обра-
батываемых изделий в конце потоков цеха-поставщика и в нача-
ле потоков цеха-потребителя. Неравномерная подача деталей
обусловливается также выделением значительных площадок
для хранения деталей у поточных линий и часто сопряжена
с таким загромождением проходов деталями, которое мешает
нормальной работе цеха. Нередко возникают очереди и простои
транспортных машин у мест выгрузки (см. рис. 14).
Условия работы безрельсового транспорта, в частности элек-
трокаров, ухудшаются в осенние и зимние месяцы. Перевозка
деталей и изделий во время дождя или снега порождает их
коррозию, а также ведет к загрязнению механических цехов.
Нередки случаи повреждения выступающих частей у собранных
агрегатов в процессе их транспортирования.
Наконец, необходимо учитывать и то, что работа безрельсо-
вого транспорта в условиях мощных грузопотоков, свойственных
многим предприятиям массового производства, сопряжена
с загрузкой большого количества автомобилей, автотягачей
с прицепами, электрокаров с подъемными платформами, а так-
же многочисленных транспортных рабочих. Так, при выпуске
около 300 грузовых автомобилей в две смены или 18—20 авто-
мобилей в час транспортированием деталей и изделий только
в механосборочные цехи постоянно занято более 50 различных
транспортных машин и около 250 рабочих.
Все эти свойственные безрельсовому транспорту недостатки
полностью отсутствуют в цехах поточного производства, где для
межцеховых транспортных связей широко используют оборудо-
вание непрерывного транспорта — подвесные конвейеры обычно-
го и автоматического действия (толкающие) с подачей и раз-
грузкой деталей в местах назначения.
Обеспечивая равномерную подачу деталей, конвейерный
транспорт создает лучшие условия для непрерывности произ-
водственного процесса; при этом снижаются потребные страхо-
вые запасы деталей, т. е. уменьшается незавершенное производ-
ство. Завод освобождается от содержания и ремонта большого
числа транспортных машин, от административного персонала
и служащих, обслуживающих эти машины, от транспортных
37
рабочих, от планировщиков и диспетчеров, занятых планирова-
нием и регулированием погрузки и работы наземного безрельсо-
вого транспорта.
Особой эффективностью характеризуются подвесные кон-
вейеры толкающего типа. При непрерывной подаче деталей
подвесными конвейерами отпадает необходимость в больших
площадках для хранения деталей, предупреждается загромож-
дение проездов, автоматически обеспечивается равномерное пи-
тание поточных линий обработки и сборки (конвейер является
складом). Подвесные конвейеры требуют только систематиче-
ской смазки и проверки механизмов.
На рис. 13 приведена схема транспортировки двигателей из
моторного корпуса в соседний корпус на испытательную стан-
цию и с испытательной станции на конвейер сборки автомоби-
лей. Рабочий последней сборочной операции навешивает двига-
тель на проходящий мимо подвесной конвейер, а рабочий испы-
тательной станции снимает двигатель на стенд. Так же транс-
портируются кабины и платформы из кузовного цеха на глав-
ный конвейер сборки.
Рис. 16 Схема сквозных потоков на автомобильном
заводе:
1 — кузнечный цех; II — склад поковок; III — механосбо-
рочный цех № 1; IV — механосборочный цех № 2; V —
склад резины; VI — литейная ковкого чугуна; VII — ли-
тейная серого чугуна; VIII — рессорный цех; IX — арма-
турный цех; X — прессовый цех; XI — кузовной цех;
XII — деревообрабатывающий цех
38
На рис. 16 приведена примерная схема конвейерного транс-
портирования заготовок и готовых деталей в механосборочные
цеха из всех цехов автомобильного завода с выпуском более
400 автомобилей в сутки. Потребляющими центрами здесь яв-
ляются поточные линии и сборочные конвейеры 4, размещенные
в механосборочных цехах.
Подвесные конвейеры сосредоточены в трех межцеховых га-
лереях. Галерея 1 соединяет южную группу цехов (рессорно-
пружинный, арматурный, прессовый, кузовной, деревообрабаты-
вающий) с механосборочными. Галерея 2 соединяет литейные
цехи (серого и ковкого чугуна), а галерея 5 — кузницу с меха-
носборочными цехами. Отдельная ветвь конвейера 3 обеспечи-
вает транспортировку резины на сборочный конвейер. Все кон-
вейеры толкающего типа автоматически подают и разгружают
детали в местах их потребления. Железнодорожный транспорт
обеспечивает заготовительные цехи металлом, формовочными
материалами, а также изделиями, поступающими со стороны.
Приведенные на рис. 13 и 16 схемы транспортных связей
обеспечивают непрерывность всех производственных процессов
изготовления автомобиля. Непрерывность процессов предпола-
гает точное согласование движения изготовляемых деталей, из-
делий в пространстве и во времени на всех участках предприя-
тия, начиная от поступления материалов в заводские ворота до
выхода из них готовой продукции.
§ 3. СУЩНОСТЬ ПОТОЧНОЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
Поточная сборка изделий широко распространена. Очень ча-
сто сборка изделий организуется по потоку при непоточном ме-
тоде обрабатки деталей. Даже такое частичное внедрение пото-
ка на сборке является весьма выгодным, так как обеспечивает
ритмичность сборки, побуждая непоточные цехи изготовлять
и подавать детали на сборку с определенной равномерностью.
Сущность непоточного метода сборки, или так называемой
стационарной сборки, заключается в том, что изделие собирает
от начала до конца на одном рабочем месте один рабочий или
одна бригада рабочих. На сборочный стенд устанавливают ос-
новную деталь собираемой машины, например станину или
раму, затем на нее ставят последовательно узлы и детали. От-
дельные агрегаты машины обычно собирают рядом на слесар-
ных верстаках. Специальные узлы, как, например, радио-
и электроаппаратура, гидравлические панели, монтируют спе-
циалисты в данной области.
Так, например, непоточная сборка бензинового двигателя
производится в следующем порядке. Вначале на рабочий вра-
щающийся стенд устанавливается блок и к нему прикрепляются
картер сцепления и некоторые мелкие детали. Рядом на верста-
39
ке производится подсборка сцепления. Далее отдельно собирают
маховик и сцепление с коленчатым валом, подбирают поршни
к цилиндрам, в блок цилиндров устанавливают коленчатый
вал с маховиком и сцеплением, монтируют шатунно-поршневой
механизм, кулачковый вал с шестерней распределения и т. д.
Все работы при стационарной сборке двигателя выполняет
бригада из 2—3 человек. Перечисленные этапы работы выпол-
няют последовательно на одном рабочем месте (см. рис. 5)<
Сборка растягивается на длительное время — до 6—8 ч и более
и ритм выпуска и цикл сборки будут равны 6—8 ч.
Между тем в поточном производстве тот же двигатель со-
бирают за 60—80 мин, и цикл сборки будет равен также 60—
80 мин. Поскольку ритм отдельных сборочных операций и кон-
вейера составляет 2,5—3 мин, то готовый двигатель снимают
с конвейера также через каждые 2,5—3 мин.
Цикл изготовления машины при стационарной сборке Гц.с
будет в 6 раз больше цикла поточной сборки Гц.ц, поскольку
длительность отдельных операций непоточной сборки в 6 раз
больше длительности поточной сборки:
п
7V с = Лс + ^2с + ^Зс + • • • + ^яс = 3	= 6 — 8 ч,
1
п
Т’ц. п в Лп + ^2П + ^зп + • • • +	== 2	== 1Ч.
1
где
Лс»	бгс И ^1п»	^лп
длительность выполняемых отдельных операций сборки.
Цикл поточной сборки всегда во много раз меньше цикла
стационарной сборки.
При стационарной сборке обычно применяют и предусмат-
ривают чертежами всякого рода пригоночные и доводочные ра-
боты: ручную нарезку резьбы, шабрение плоскостей и подшип-
ников скольжения, слесарную обработку и зачистку деталей,
опиловку острых углов, пригонку шлицев, шпонок, развертыва-
ние отверстий для контрольных шпилек и т. д.
Подобные операции удлиняют время сборки машин, и сбор-
ка усложняется слесарной доделкой деталей, проводимой попут-
но со сборочными операциями.
Поточная сборка совершается иначе. Все сборочные работы
разбивают на операции примерно равной длительности. Каждую
сборочную операцию выполняет на отдельной позиции один
рабочий или бригада рабочих (см. рис. 5). Базовую деталь со-
бираемой машины устанавливают на стенд, тележку или при-
способление, которое может перемещаться с одной позиции на
40
другую. Способы перемещения собираемой машины могут быть
разнообразными.
При небольшом суточном выпуске, например 3—10 единиц
таких тяжелых машин, как металлорежущие станки, вагоны,
автобусы, перемещение изделия с одной позиции на другую
может производиться краном, ручной или электрической лебед-
кой, тянущей цепью или тросом, перекатыванием тележки вруч-
ную и т. д.
Машины или узлы машин небольших габаритов при неболь-
шом выпуске можно собирать на рольганге, на рельсовых те-
лежках с ручным толканием и т. д.
При значительном выпуске машин (более 10—20 в смену)
поточная сборка осуществляется на конвейерах разного типа:
эстакадных, пластинчатых, цепных, ленточных, шаговых, под-
весных и др. Наиболее распространенным является эстакад-
ный сборочный конвейер. По эстакаде на высоте 600—800 мм
катятся по специальным направляющим колесные площадки,
укрепленные либо на одной, либо на двух тяговых цепях. К пло-
щадкам или непосредственно к цепи прикрепляют сборочные
площадки — приспособления, на которые устанавливают базо-
вые детали собираемой машины или узла машины. Количество
площадок соответствует количеству рабочих и контрольных по-
зиций.
Обычно узлы монтируют при движении конвейера со скоро-
стью 0,5—3,0 м!мин. Подлежащие монтажу детали и узлы раз-
мещают на специальных стеллажах вдоль конвейера или на
площадках подвесных конвейеров, движущихся параллельно
сборочному конвейеру. Рабочие-сборщики также размещаются
вдоль сборочной линии на каждой сборочной позиции.
Для ведения поточной сборки машины чертежи должны
быть тщательно отработаны. Они должны предусматривать
полную взаимозаменяемость собираемых деталей и узлов ма-
шины. Детали машины должны изготовляться в пределах чер-
тежных допусков, легко сопрягаться с другими деталями. Таким
образом, какие бы то ни было пригоночные работы на конвей-
ерной сборке должны быть полностью исключены.
Помимо сокращения цикла, поточная сборка обеспечивает
равномерный выпуск готовых собранных изделий. Эта черта по-
точной сборки является основным фактором, ориентирующим
все цехи и участки предприятия на непрерывную ритмичную ра-
боту.
Сборочные операции в поточном производстве размещаются
в непосредственном приближении к линиям механической обра-
ботки деталей. Подобное расположение сводит до минимума
транспортирование деталей при обработке и сборке и является
одной из предпосылок непрерывного ритмичного протекания
всех производственных процессов.
41
Так, изготовление бензинового двигателя разбивают на само-
стоятельные производственные участки — масляного насоса,
воздушного компрессора, водяного насоса и т. д. На каждом
из этих участков обрабатывают детали, собирают и испытывают
соответствующий узел двигателя, поступающий затем на общую
сборку двигателя. Детали, поступающие непосредственно на
сборку бензинового двигателя, обрабатывают на поточных ли-
ниях, примыкающих к линии общей сборки двигателя. Наконец,
испытанный и проверенный двигатель поступает по подвесному
конвейеру на общую сборку автомобиля.
§ 4. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА В ПОТОЧ-
НОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Продолжительность производственного цикла изготовления
партии деталей в непоточном производстве состоит из времени
на обработку, транспортировку и пролеживание детали в про-
межуточных кладовых. Суммарная трудоемкость
т
+ h + • • • + т = 3	U)
1
где /1, ?2, h,tm — продолжительность каждой операции при ко-
личестве последних, равном т.
Обозначим число завозов деталей в промежуточные кладо-
вые через к; длительность одного транспортирования партии
деталей от станков в кладовую и обратно — через Гт; время од-
ного пролеживания детали в кладовой — через Тп; количество
деталей в партии — через п; количество транспортирований де-
талей— через (2к 4- 1), поскольку оно в 2 раза больше количе-
ства завозов деталей в промежуточные кладовые плюс одно
транспортирование готовых деталей на сборку. Отсюда длитель-
ность производственного цикла изготовления партии деталей
в непоточном производстве
Гц=Г/г + Г^+Гт(2^+1).	(2)
Для определенного технологического цикла можно условно
принять постоянным время, необходимое на транспортирование
партии деталей со склада к станку и от станка в промежуточ-
ную кладовую, а также принять постоянным время пролежива-
ния деталей на складе. В примере время Тт на транспортирова-
ние партии маховиков (с учетом ожидания транспорта) приня-
то равным 0,7 ч и время пролеживания деталей на складе
Гп = 16 ч. Практически это время может быть иным, но при
установившейся организации непоточного производства оно
примерно соответствует действительным усредненным данным,
существующим в заводской практике.
2В Зак, 2446
42
Формулу (2) для определения длительности цикла изготов-
ления детали в непоточном производстве можно написать так:
Л = Тп + А,	(3)
где
Л = 7>+ Гт(2/<+ 1).	(4)
Для рассмотренного в табл. 1. примера постоянное число
А « 16 X 7 4-0,7(2 X 7 4- 1)^123 ч.
Следовательно, длительность цикла изготовления партии
маховиков п будет
9,7^4- 123 ч.
Это уравнение показывает, что при запуске в производство
по тому же технологическому маршруту только одного махо-
вика длительность цикла его изготовления будет
Та = 9,7 X 1 4- 123	133 ч, или 9,5 дней.
Практически подобные циклы изготовления деталей часто
наблюдаются на заводах при запуске по одной или по несколь-
ко штук деталей среднего размера.
Изобразив формулу (3) в виде графика (рис . 17), получим
длительность циклов изготовления маховиков в зависимости от
величины партий. Как видно из графика, цикл обработки махо-
виков не может быть меньше 133 ч. Он увеличивается пропор-
ционально количеству деталей в партии, составляя 607 ч для
партии из 50 маховиков.
На технологически замкнутых участках цикл изготовления
деталей значительно сокращается из-за отсутствия промежу-
точных кладовых.
В формуле (2) величина к есть число завозов деталей
в промежуточные кладовые. При отсутствии этих кладовых чис-
ло к равнялось бы нулю и цикл изготовления деталей в этом
случае был бы выражен сокращенной формулой
7"ц ~ Тп 4- 7\г0 4- Тт (2 X 0 4- 1) == Тп 4- 7\,	(5)
где Тт— время, необходимое для транспортирования готовых
деталей на сборку.
Наименьший цикл изготовления деталей в этом случае бу-
дет при запуске в производство одной детали при и=1.
Время Тт, необходимое для транспортирования деталей на
сборку, будет наименьшим или равным нулю при близком рас-
положении сборки машины от станка последней операции ме-
ханической обработки детали, т. е. при непосредственной пере-
даче детали с участка механической обработки на сборку.
Возможны полное устранение транспортирования деталей
в кладовые и обеспечение минимального цикла изготовления
висимости от величины партии деталей
Проезд 1,75-2,5
Рис. 18. Схема расположения станков замкнутого участка для
обработки четырех деталей:
1 — площадка для заготовок; 2 — токарно-карусельный полуавтомат;
3 — токарно-револьверный станок; 4 — зубодолбежный станок; 5 —
долбежный станок; 6 — универсально-токарный станок; 7 — стол тех-
нического контроля; 8 — зубострогальный станок; 9 — плоскошли-
фовальный станок; 10 — внутришлифовальный станок; 11 — балан-
сировочный станок; 12 — сверлильный станок; 13 — радиально-свер-
лильный станок; 14 — верстак; 15 — площадка для готовых деталей
Рис. 19. Эскизы деталей,
*	изображенном на рис. 18
обрабатываемых на участке,
44
деталей и в непоточном производстве при создании технологи-
чески замкнутых участков с расположением их у сборки
(рис. 18). Набор станков, обеспечивающий полную механиче-
скую обработку маховика (рис. 19, а), ступицы колеса
(рис. 19, в), тормозного барабана (рис. 19, б), конической
шестерни (рис. 19, г), построен в виде одного пролета, распо-
ложенного перпендикулярно линии сборки машины.
Подбор оборудования для данного участка выполнен,
исходя из норм времени на обработку этих деталей в непоточ-
ном цехе по схематическим процессам, приведенным в табл. 2.
Таблица 2
Схема процессов обработки четырех деталей на технологически
замкнутом участке
(выпуск 5,4 комплектов в две смены)
	Время н;		а обработку, мин		Всего	
Типы станков	маховика	1 коренной шестерни	тормоз- ного । барабана (2 шт.)	ступицы колеса (2 шт.)	часов на обработку	станков 1
Токарно-карусельный Токарно-револьверный Токарно-универсальный Сверлильный (сверле- ние, нарезка резьбы) Плоскошлифовальный Горизонтально-фрезер- ный 	 Зубострогальный . . . Вн у т риш л ифова л ьн ый Долбежный	 Зубодолбежный .... Балансировочный . . . Слесарная обработка	90 205 70 15 20 120 30 20	140 120 20 28 90 90 15 15	44x2 70x2 40x2 55x2 15x2	120X2 50x2 40x2 10X2	3,0 12,0 6,2 3,7 0,5 1,5 1,5 0,25 0,3 2,0 0,5 1,5	1 4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 верстак
Всего . . . .	9,5 ч	8,6ч	7,5 ч	7,3 ч	32,95 ч	16 стан- ков 1 верстак
Метод технологически замкнутых участков является более
эффективной формой организации производства, чем непоточ-
ный способ с расстановкой оборудования группами по типам.
Технологически замкнутые участки можно строить при не-
большом выпуске деталей, подбирая для каждого участка не-
сколько технологически подобных деталей. Практика под-
тверждает, что технологически замкнутые участки эффективны
не только в машиностроении, но также в инструментальном
производстве и в ремонтных цехах среднего размера.
45
Следовательно, в настоящее время нельзя рекомендовать
расстановку оборудования группами по типам даже в мелкосе-
рийном производстве.
На этом участке (см. рис. 18) станки расположены пример-
но по процессу их обработки. Как показывают стрелки, обра-
батываемые детали передаются от одного к другому не рядом
стоящему станку; детали иногда имеют возвратное движение.
Так, маховик при обработке на этом участке имеет и возврат-
ное движение. Преимущество такого технологически замкну-
того участка заключается в том, что нет необходимости много
раз отвозить деталь в промежуточные кладовые и вновь воз-
вращать ее на участок для дальнейшей обработки. Отпадает
необходимость в промежуточных кладовых, а часто и в складе
готовой продукции. Цикл изготовления партии деталей
сокращается за счет ликвидации транспортных операций и от-
сутствия пролеживания деталей в промежуточных кладовых.
Пролеживание у станков в ожидании выполнения следующих
операций будет незначительным ввиду возможности ограниче-
ния загрузки станков двумя-тремя закрепленными за ними
операциями.
Количество станков N для данного участка подсчитано
исходя из выпуска 135 комплектов деталей в месяц или
5,4 комплектов в сутки по формуле
уу = __гд9
V ’
где Тд — нормированное время обработки комплекта деталей
на данном станке;
Q — выпуск комплектов в две смены — 5,4;
f —суточный фонд станочного времени;
ц —коэффициент загрузки станка, принятый равным 0,80.
При намеченном выпуске полностью будут загружены кару-
сельный, токарно-револьверные и токарные станки. Остальные
станки будут загружены на 10—50%. Но даже при неполной
загрузке поточное расположение станков экономически выгод-
нее расположения станков по типам.
Рассмотрим, как протекает процесс обработки той же де-
тали (маховика) при поточном методе.
На рис. 20 показана поточная линия обработки маховиков.
В состав этой линии входят те же станки, на которых обраба-
тывался маховик в непоточном производстве и на технологи-
чески замкнутом участке (см. рис. 18) по процессу, приведен-
ному в табл. 2.
Поточную линию размещают перпендикулярно линии сбор-
ки против того места сборочного конвейера, где маховик уста-
навливают в двигатель. Станки линии расположены так, что
маховик после выполнения последней операции технического
контроля передается через проход на сборку с коленчатым
46
валом. Время, необходимое для передачи маховика на сборку,
входит в норму времени сборщика.
Поточная линия начинается от первого проезда, кончается
у второго проезда, идущего вдоль сборочного конвейера
(рис. 20). Между станками первой операции и проездом нахо-
дится стеллаж 1 для хранения примерно сменного запаса за-
готовок. В начале поточной линии справа стоит сборник для
Рис. 20. Поточная линия для обработки маховика:
1 — стеллаж для заготовок; 2 — токарно-карусельный полуавтомат; 3 — сбор-
ник для стружки; 4 — токарно-револьверный станок; 5 — универсально-токар-
ный станок; 6 — верстак технического контроля; 7 — долбежный станок;
8 — сверлильный станок; 9 — зубодолбежный станок; 10 — слесарный верстак;
11 — балансировочный станок; 12 — площадка для готовых деталей; 13 — стел-
лажи; 14 — конвейер сборки
стружки 3. Станки расставлены по обе стороны рольганга на
расстоянии от него на 900 мм. В конце поточной линии предус-
мотрена площадка 12 для хранения сменного запаса готовых
деталей.
Маховики обрабатывают следующим образом. Литейный
цех доставляет заготовки маховиков непосредственно к началу
поточной линии. Рабочий первой операции берет заготовки со
стеллажа и укладывает их на рольганг, затем с рольганга уста-
навливает маховик на станок и после обработки на станке
вновь кладет его на рольганг и проталкивает вперед. Рабочий
второй операции берет с рольганга маховик, прошедший пер-
вую операцию, выполняет на своем станке следующую опера-
цию и возвращает маховик на рольганг. Так маховик движется
по рольгангу от станка к станку, с операции на операцию,
пока не будет полностью обработан. После станков третьей и
десятой (последней) операции в поточной линии расположены
контрольные столы с необходимыми для проверки маховика
приспособлениями и контрольными инструментами. Операцию
контроля выполняют с ритмом станочных операций.
47
Как видно из планировки (рис. 20), четвертой операцией
является проверка правильности выполнения предыдущих опе-
раций. Контролер устанавливает в контрольное приспособле-
ние маховик, проверяет его и снова возвращает маховик на
рольганг для рабочего пятой операции. После полной обра-
ботки маховик вторично проверяется техническим контролем
на одиннадцатой операции. Проверенные маховики укладывают
на рядом расположенный стеллаж для готовой продукции, от-
куда их берет рабочйй-сборщик для установки в собираемый
двигатель. Операция сборки расположена рядом на продолже-
нии той же поточной линии с поворотом движения потока
влево на 90°.
Вторая и восьмая операции вследствие большой продолжи-
тельности разделены на две операции, каждая с добавлением
в поточную линию двух станков — токарно-карусельного и зу-
бодолбежного. Это позволяет вдвое увеличить выпуск махови-
ков и равномернее загрузить оборудование.
Анализ процесса показывает (см. табл. 2 и рис. 20), что вы-
дача маховиков на сборку будет производиться равномерно
через каждые 102,5 мин, поскольку станки второй операции
будут выдавать маховики на следующие станки только через
102,5 мин (г2 =	= Ю2,5 мин). Это и будет ритм работы
данной линии.
Следовательно, ритмом называется отрезок времени г,
в течение которого с поточной линии обработки или сборки вы-
дается одно изделие. Фактический ритм работы всякой поточ-
ной линии равен наибольшему ритму работы одного из стан-
ков этой линии, г = /шт. макс. В рассматриваемом примере
205	1 л о к
г = г2 == ——	102,5 мин.
Ритм является основой проектирования поточной линии и
определяется из уравнения
Т
г = -qMUh.
где Т — время, мин\ Q — выпуск изделий за время Т, шт.
Обратная величина ритма — темп—1/г шт./мин.
Как видно из процесса обработки маховика (см. табл. 2),
длительность отдельных операций в рассматриваемой поточной
линии колеблется от 15 до 205 мин, а ритм работы отдельных
станков — от 15 до 102,5 мин, или в 6,8 раза. Такие же колеба-
ния ритма работы отдельных станков наблюдаются в хорошо
организованных и давно работающих поточных линиях. Так,
на поточно-автоматизированных линиях обработки массовых
автомобильных деталей имеются следующие колебания станко-
емкости: 1) блок-цилиндров — от 0,5 до 4,0 мин, или в 8 раз;
48
2) балки передней оси — от 0,8 до 4,1 мин, или в 4,7 раза;
3) вала-шестерни — от 1,6 до 8,6 мин, или в 5,4 раза; 4) ша-
туна— от 0,1 до 0,9 мин, или в 9 раз; 5) ступицы — от 0,6 до
2,5 мин, или в 4,2 раза. Наглядно это показано на рис. 21.
Указанные примеры и практика работы сотен других по-
точных линий массового производства показывают, что непра-
вильно широко распространенное мнение, требующее строгой
Операции
Рис. 21. Колебания станкоемкости на поточной
линии обработки вала-шестерни
синхронизации операций поточной линии и высокой загрузки
всех станков поточной линии. Они желательны, но не обя-
зательны.
При описанном ходе процесса цикл обработки маховика
будет складываться из станочного времени, необходимого для
выполнения всех операций, времени передачи маховика от
станка к станку и времени пролеживания маховика на роль-
ганге.
Время снятия детали с рольганга, возврата детали на роль-
ганг и продвижения маховика по рольга'нгу к следующему
станку входит в станочную норму, поэтому при определении
цикла изготовления маховика на поточной линии это время
особо учитывать не следует.
Пролеживание детали при установившемся ритме работы
не будет сказываться на цикле ее изготовления; оно только
будет влиять на количество деталей, находящихся в работе, и
на цикл изготовления первого маховика, запущенного в изго-
товление при не заполненной маховиками линии.
Это видно из рассмотрения условного потока, показанного
на рис. 22. Поток здесь изображен в виде потока воды, стекаю-
49
щей по восьми ступеням, имеющим выемки. Допустим, что
каскадная лестница не заполнена водой. Вода, попавшая на
первую ступень (первая операция обработки маховика), не по-
течет на вторую ступень (вторая операция), пока не запол-
нится углубление на первой ступени, равное на рисунке 5 еди-
ницам (т. е. пяти маховикам на рольганге поточной линии).
Рис. 22. Условное изображение потока с неко-
торым запасом деталей (обозначены цифрами)
у станков
Затем вода попадает на вторую ступень и будет заполнять
углубление, равное 4 единицам, далее — на третью ступень
и т. д., пока вода не заполнит объема последней, восьмой сту-
пени (восьмая операция).
После заполнения всех углублений с каскадной лестницы
будет стекать воды столько, сколько ее будет выливаться на
первую ступень.
Если за единицу объема примем ведро воды и будем выли-
вать каждые 2 мин по одному ведру, т. е. будем работать
с ритмом г = 2 мин, то первое ведро воды стечет с последней
ступени через время
/•(/?+2^).	(6)
50
где Гц — цикл времени, необходимого для протекания первого
ведра воды по всем ступеням;
г —время (ритм), через которое выливается следующее
ведро воды, мин;
р —число операций (ступеней);
v —объем углубления на каждой ступени.
Для рассматриваемого примера
=	2 !,) = 2x8 4-2(5+ 4 +4 +74-3 + 4+ 12+5) =
= 16 + 2 X 44 = 104 мин.
Время, необходимое для протекания воды по каскадной
лестнице, будет равно 104 мин, и с последней ступени сольется
только 45-е ведро воды, первые 44 ведра воды будут размещены
в углублениях восьми ступеней каскадной лестницы. Каждое
следующее за 45-м ведро воды будет в потоке
Т'ц! =	“ 2	MUH,
где I — длина в мм, соответствующая длительности операции
/ш в мин.
Аналогичная картина будет при обработке маховиков на
описанной выше поточной линии.
Цикл запуска маховика Тц зависит от того, сколько будет
маховиков между отдельными станками и операциями. Если
между операциями будет находиться по и маховиков, то цикл
запуска маховиков
Нормальный же цикл изготовления маховика после запол-
нения линии маховиками
п
Л == ^Ш1 + Ли 2 + АпЗ + • • • + *шп == 2	==	(7)
1
что наглядно показано на рис. 23.
При равных для всех операций нормах времени
Для всякой поточной линии
п
+ ^ш2 + ^ШЗ + • * * + Ли/2 = 2^ш =
1
Цикл изготовления детали в поточном производстве равен
станкоемкости ее изготовления.
В автоматической поточной линии штучное время отдель-
ных позиций равно между собой, т. е. = — ритму работы
51
линии, поэтому цикл изготовления детали на автоматической
линии
Tn = tmp = rp>
(8)
где р — число позиций (операций) на линии.
Цикл изготовления деталей в поточном производстве в де-
сятки раз короче цикла изготовления деталей в непото^ном
производстве. Это важнейшее
преимущество поточного про-
изводства.
Примеры из практики пол-
ностью подтверждают это по-
ложение. Так, длительность
производственного цикла из-
готовления автомобиля ЗИЛ,
считая по блоку цилиндров,
включая отливку блока ци-
линдров, его механическую об-
работку, сборку и испытание
двигателей, сборку и сдачу ав-
томобиля, составляет всего
25,5 рабочего часа (табл. 3).
Технологический цикл изго-
товления автомобиля, рассчи-
танный по другим деталям, в
частности по деталям из ков-
кого чугуна, по штампованным
деталям и деталям из листа,
будет несколько большим. Это
объясняется тем, что, кроме
перечисленных этапов, детали
из ковкого чугуна проходят от-
жиг, составляющий вместе с
Рис. 23. Цикл изготовления махови-
ка на поточной линии:
операции: 1 — на токарно-карусельном
станке; 2, 3 и 4 — на токарно-револь-
верном станке; 5 — на радиально-свер-
лильном станке; 6 — слесарная обра-
ботка; 7 — на зубодолбежном станке;
8 — на балансировочном и сверлиль-
ном станках
операциями укладки деталей на тележки, с остыванием и вы-
грузкой тележек дополнительно 3V2 рабочего дня. Детали из
листа штампуют крупными месячными и полумесячными пар-
тиями, затрачивая на партию 3—4 дня. Штамповка партии де-
талей в кузнице также длится 3—4 дня.
Таким образом, общий оптимальный технологический цикл
изготовления автомобиля (считая по деталям из ковкого чу-
гуна) составляет 1,64-3,5 = 5,1 рабочего дня, или 72 ч при двух-
сменной работе завода.
При непоточном методе длительность производственного
цикла изготовления автомобиля при выпуске 65—200 автомо-
билей в месяц составляет более 75 рабочих дней.
Длительность производственного цикла изготовления под-
шипников качения при непоточном методе составляет пример-
52
но 19 дней, или 272 рабочих часа, т. е. в 3,7 раза больше цикла
изготовления автомобиля, хотя шарикоподшипник состоит
всего из нескольких простых деталей: двух колец, сепараторов
и шариков. Такая значительная длительность производствен-
ного цикла есть прямой и естественный результат изготовле-
ния подшипников по непоточному методу.
Таблица 3
Продолжительность цикла изготовления грузового автомобиля
(считая по блоку цилиндров)
Этапы изготовления
Запуск вагранки, плавление чугуна, выдача первых ковшей
металла ...............................................
Операции на формовочном и литейном конвейере, включая
охлаждение и выбивку...................................
Передача на подвесном охладительном конвейере в очист-
ное отделение .........................................
Очистка блока в поточной механизированной линии . . . .
Ожидание отправки и транспортирования в механосбороч-
ный цех..................................................
Операции на поточной линии механической обработки,
включая ожидание в механической обработке..............
Сборка двигателя на конвейере............................
Передача двигателя подвесным конвейером на испытатель-
ную станцию............................................
Испытание двигателя, включая установку и съем его со
стенда ................................................
Окраска и передача двигателя подвесным конвейером на
общую сборку автомобиля................................
Сборка автомобиля на главном конвейере и сдача в экспе-
дицию .................................................
Время, мин
180
50
ПО
180
150
240
150
80
150
60
180
Всего ...............
1530 мин
(25,5 рабо-
чего часа)
Примечание. Стержни изготовляют параллельно первым операциям.
. Процесс изготовления шарикоподшипниковых колец при
непоточном методе состоит из элементов, указанных в табл. 4.
Из 271,7 ч, необходимых для изготовления 1000 колец, не-
посредственно на выполнение семи операций обработки прихо-
дится 104 ч, или 38,4%, на транспортирование и на пятикрат-
ное пролеживание колец в межоперационных кладовых —
167,7 ч, или 61,6 %!. Это показано на рис. 24. Фактический цикл
изготовления подшипников в непоточных цехах вдвое больше.
Продолжительность производственного цикла изготовления
шарикоподшипника при поточном методе работы с высокоча-
53
Таблица 4
Продолжительность цикла изготовления колец подшипников
в непоточном производстве
Наименование операций	Время на 1 шт., мин	Время (вклю- чая проле- живание) на 1000 шт., ч
Подача металла со склада к ковочным машинам		0,7
Высадка и раскатка партии колец 		0,5	16
Передача на проверку и на межоперационный склад 		—-.	0,7
Пролеживание на складе при кузнице		—	24
Передача партии деталей из склада в автоматный цех				0,7
Обтачивание наружной поверхности и одного тор- ца кольца 			1,0	16
Обработка внутренней поверхности кольца и вто- рого торца 		1,0	16
Передача партии деталей на проверку и на меж- операционный склад 		—..	0,7
Ожидание на складе следующей операции ....	—	24
Передача партии деталей со склада в термический цех				0,7
Термическая обработка партии деталей 		40	16
Передача партии деталей на контроль и на меж- операциоппый склад		—	0,7
Ожидание на складе следующей операции ....	——	24
Выдача со склада и транспортирование партии деталей к шлифовальным станкам				0,7
Шлифование торцов колец подшипников на верти- кально-шлифовальном станке 		1,0	8
Передача партии деталей на проверку и межопе- рационный склад 		—	0,7
Ожидание на складе следующей операции ....		.	24
Подача партии деталей со склада к бесцентрово- шлифовальным станкам 		—	' 0,7
Шлифование наружной и внутренней поверхностей, шлифование желобов		4	16
Сдача колец на технический контроль, антикор- розионная обработка колец; сдача на промежу- точный склад 			.	8
Пролеживание подшипниковых колец на складе . .	—	24
Выдача партии подшипниковых колец на сборку	—	0,7
Сборка партии колец и упаковка 			10,0	16
Транспортирование колец на склад готовой про- дукции 		—	0,7
Пролеживание готовых колец на складе		—	32
Итого		57,5	271,7
	19 рабочих дней	
54
стотной закалкой колец в линии будет в сотни раз короче.
Если принять во внимание только сумму штучных времен по
всем операциям изготовления кольца, то
=	=	1,0+ 1,0 + 40,0+ 1,0+4,0+10,0=57,5 мин.
Если считать, что изготовление шариков и сепараторов ве-
дется параллельно кольцам, общий цикл изготовления под-
Рис. 24. График цикла изготовления подшипни-
ковых колец при расстановке станков группами
по типам:
I — межоперационные склады; II — участок токар-
ной обработки; III — участок термической обра-
ботки; IV — участок плоского и бесцентрового шли-
фования; V — участок внутреннего шлифования;
VI — участок сборки
шипника за счет этих изделий не удлинится. Фактическая про-
должительность цикла изготовления подшипника будет в 2—
3 раза больше расчетного за счет некоторого межоперацион-
ного пролеживания деталей и составит
Тц. ф = 3,0 X 57,5 мин 3,0 ч.
Поточная линия обработки шарикоподшипниковых колец
изображена рис. 25. Для изготовления 1000 подшипников на
55
поточной линии с ритмом г = 0,48 мин необходимо затратить
всего около 9 ч, что в 34 раза меньше, чем при непоточном
способе.
Проезд
Рис. 25. Схема планировки оборудования поточной линии для обработки
конических подшипниковых кюлец:
1 — площадка для заготовок колец; 2 — ящик для стружки; 3 ~ шестишпиндель-
ный токарно-карусельный полуавтомат; 4 — верстаки для клеймения и техниче-
ского контроля; 5 — высокочастотная установка для термообработки колец;
6 — моечная машина и ванна для отпуска; 7 — двусторонний плоекошлифоваль-
ный станок; 8 — бесцентрово-шлифовальный станок; 9 — бесцентрово-внутришли-
фовальный станок
На сборку
§ 5. ЗАДЕЛЫ В ПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Заделы — количество деталей, находящихся в обработке на
поточной линии,— должны быть рассчитаны технологом зара-
нее. Для крупногабаритных деталей должны быть предусмот-
рены места у первых и последних станков поточной линии,
а также на межоперационном транспортном устройстве.
В автоматизированном поточном производстве задел дета-
лей на линии должен быть рассчитан при разработке техноло-
гического процесса так же, как запас деталей на транспортной
системе линии и в автоматизированных бункерах (магазинах).
Этот запас должен быть минимальным, но достаточным для
бесперебойной работы линии.
В непоточном производстве необходимый задел деталей Q
определяется продолжительностью цикла Тц изготовляемых
деталей:
Q = Тап,	(9)
где п — суточный выпуск деталей при исчислении цикла их из-
готовления в днях.
В рассмотренных выше примерах обработки маховика и
подшипниковых колец необходимые заделы деталей будут
равняться:
для маховика	'
Q = 1\п = 43 X 3 = 129 шт.,
для колец подшипника
Q = Т^п = 19 X Ю00 = 19 000 шт.
56
в
в
Как видно из этих формул, количество деталей в заделе
непоточном производстве прямо пропорционально циклу
днях и суточному выпуску деталей. При большом выпуске и
длительном цикле изготовления деталей задел деталей при не-
поточном методе работы будет весьма значительным.
При выпуске 200 автомобилей в сутки и цикле изготовления
в 75 рабочих дней задел деталей в непоточном производстве
составил бы
Q ==75 X 200 = 15 000 комплектов,
т. е. необходимо было бы хранение на производственных пло-
щадях и межоперационных складах до 45 000 т деталей при
весе одного комплекта 3 т. Если считать, что половина этих
комплектов должна находиться в производстве и половина —
на межоперационных складах и что на 1 'м2 можно уложить
в среднем около 1,5 т деталей, необходимое количество площа-
дей под межоперационные кладовые
~	45000	« - ппп 9
= 15000 м -
Фактически в механосборочных цехах автомобильного про-
изводства таких площадей нет, потому что производство построе-
но по поточному принципу и в нем нет ни межоперационных
кладовых, ни складов готовой продукции, ни складов заготовок,
все площади используются под производственное оборудование.
В поточном производстве задел деталей на поточной линии
не связан с циклом их изготовления, он определяется количе-
ством рабочих мест и количеством позиций на станках и не на-
ходится в прямой зависимости от количества выпускаемых де-
талей.
Так, на поточной линии обработки подшипниковых колец
(см. рис. 25) имеется 15 рабочих мест, 12 станков, отпускная
печь с моечной машиной и два оборудованных контрольных
стола. Выпуск составляет 143 кольца в час. На многих рабочих
местах одновременно находится по несколько колец. Далее
некоторое количество колец находится и между рабочими ме-
стами. Задел между отдельными станками создается с целью
обеспечения бесперебойной работы последующих станков, пока
на данном станке происходят смена и регулирование затупив-
шегося инструмента.
Таким образом, задел деталей на поточной линии будет
складываться из двух величин: деталей, находящихся в обра-
ботке на всех рабочих точках линии, и межоперационного
задела деталей, определяемого временем, необходимым на
смену и регулирование затупившегося инструмента каждой ра-
бочей точки поточной линии. В полный задел деталей на по-
точной линии необходимо включить некоторое количество заго-
товок в начале и готовых деталей в конце поточной линии.
57
Отсюда минимально необходимый задел деталей на поточной
линии может быть выражен следующей формулой:
р	/р	\
с = 2«+4(27'н + л + гс), о°)
1	и	'
где р — количество рабочих мест на поточной линии;
п — количество одновременно обрабатываемых деталей
на данном рабочем месте;
k — коэффициент, учитывающий неточность расчетов,
равный 1,0—1,5;
г — ритм работы линии, мин;
Тн — время на смену и регулирование изношенного инст-
румента данного станка, прибора и т. д., мин;
Т3 и Tz — время, на которое поточная линия должна быть
обеспечена заготовками, а сборочная линия — обра-
ботанными деталями, изготовляемыми на данной по-
гочног линии, мин.
Задел для поточной линии подшипниковых колец, рассчи-
танный указанным способом, приведен в табл. 5.
В рассмотренном нами примере поточной линии для обра-
ботки подшипниковых колец минимальный задел деталей со-
ставляет 1164 колец при выпуске 143 колец в час, т. е. задел
равняется примерно сменному выпуску деталей.
При непоточном методе изготовления подшипниковых колец
со сменным выпуском, в 2 раза меньшим, задел составляет
примерно 49 000 шт., т. е. в 19 раз больше.
Приведенные расчетные цифры вполне соответствуют фак-
тическим заделам деталей в непоточном и поточном произ-^
водствах.
При недостаточном заделе деталей на поточной линии каж-
дый последующий станок будет иметь простои в работе при
непредвиденной остановке любого предыдущего станка.
Для предупреждения простоев станков на поточной линии
между операциями всегда имеется некоторый задел деталей,
позволяющий работать некоторое время станкам последующих
операций в период простоя данного станка.
Завышенный задел деталей на поточной линии будет увели-
чивать стоимость незавершенного производства и создавать
неудобство работы. Для увеличенного задела деталей йа линии
необходимо предусмотреть место для его хранения. А так как
задел перемещается по линии в зависимости от остановки того
или иного станка, то места для его хранения должны быть пре-
дусмотрены в разных частях поточной линии. При размещении
задела деталей только в одном месте придется транспортиро-
вать детали в данное место для временного хранения,^ а затем
снова возвращать их к станкам для дальнейшей обработки.
58
Таблица 5
Минимальный задел деталей на поточней линии обработки
подшипниковых колец
(см. рис. 25)
Элементы технологического процесса
Заготовки деталей в начале поточной ли-
нии .................................
Токарная обработка на шестишпиндель-
ном полуавтомате ....................
Клеймение колец на специальном автомате
Индукционный нагрев и закалка колец . .
Отпуск и мойка колец.................
Проверка предыдущих операций ....
Шлифование торцов на плоскошлифоваль-
ном полуавтомате с двумя шлифоваль-
ными кругами.........................
Шлифование на бесцентрово-шлифоваль-
ном станке . ........................
Шлифование отверстия на внутрибесцент-
рово-шлифовальном полуавтомате . . .
Окончательная проверка обработанных
колец ...............................
Запас готовых деталей в конце линии . .
Всего. .
Устанавливаемый задел на поточной линии должен быть
возможно ближе к минимальному заделу, определяемому по
формуле (10).
Задел деталей у станков дает возможность не нарушать рит-
ма работы линии при вынужденном уменьшении выпуска дета-
лей с отдельных рабочих мест линии. В следующие часы выпуск
деталей с этого оборудования должен быть соответственно уве-
личен, чтобы обеспечить заданный выпуск в смену и восстано-
вить нарушенные межоперационные заделы. На станках с рит-
мом работы, меньшим ритма линии, это сделать легко, так как
выпуск с этих станков может быть увеличен. На станках с
ритмом работы, равным ритму поточной линии, вынужденный
простой станков можно восполнить только за счет увеличения
времени их работы.
При расчете производительности поточной линии обычно
предусматривают потери, составляющие до 15% общего фонда
времени, вследствие чего фактический выпуск деталей в период
59
работы станка превышает расчетный выпуск на 15%, что обес-
печивает возможность восстановления нарушенных заделов,
вызванных вынужденными простоями отдельных станков. По-
полнение заделов возможно за счет частичной работы таких
станков в третью смену.
Задел деталей на автоматической линии рассчитывают при
проектировании линии. Количество деталей, находящихся в об-
работке на автоматической линии, определяется числом рабо-
чих позиций линии; оно не может быть изменено.
Для уменьшения потерь, вызываемых непредвиденными
простоями, в автоматические линии встраивают автоматические
магазины или бункеры, в которых находится страховой запас
деталей, питающий последующие участки линии при непредви-
денной остановке предыдущего участка. Иногда автоматические
линии делят на отдельные участки. Каждый из них является
по существу отдельной автоматической линией. Конечно, для
автоматических линий, обрабатывающих блоки цилиндров, кар-
теры коробки передач бензинового двигателя и иные крупные
детали, автоматические бункеры ввиду громоздкости деталей не
могут быть созданы. В этом случае страховые запасы деталей
не могут быть созданы, и задача сводится к определению опти-
мального количества рабочих позиций, обеспечивающих наибо-
лее высокую производительность. Практика эксплуатации линий
для корпусных деталей показывает, что оптимальным количест-
вом позиций автоматической линии для обработки корпусных
деталей является 8—16. Объединение в одну автоматическую
линию большего количества станков целесообразно по мере
повышения надежности конструкций станков.
После каждой такой автоматической линии можно иметь
страховой запас деталей, определяемый по формуле (10), для
поточной линии.
Для обработки небольших изделий — поршней автомобиль-
ных двигателей, шарикоподшипниковых колец и других дета-
лей— в автоматических линиях создают страховые заделы, хра-
нящиеся в автоматических бункерах. Эти заделы обеспечивают
нормальную работу последующего участка автоматической ли-
нии за счет питания его из бункера во время вынужденного
простоя предыдущего участка.
На автоматическом заводе поршней автоматизированные
бункеры с восьмичасовым запасом поршней расположены после
литейного участка линии и на участке механической обработки
поршней.
Увеличенное количество автоматизированных бункеров или
магазинов в автоматической линии является помехой в ее рабо-
те, так как автоматический бункер сам является сложным ме-
ханизмом, который может выходить из строя.
60
У нас накоплен значительный опыт эксплуатации автомати-
ческих линий для корпусных деталей. Этот опыт показывает, что
при хорошо продуманной технологической схеме и надежно вы-
полненных механизмах линии для участков автоматических ли-
ний с восемью-шестнадцатью рабочими позициями нет необхо-
димости строить автоматические бункеры.
На рис. 26 показана схема автоматической линии, состоящей
из двух участков (15 позиций) и бункера между ними; там же
дана схема работы этой линии при остановке одного из двух
участков.
Рис. 26. Схема работы автоматической линии для обработки небольших
деталей (поршни, подшипниковые кольца и др.)
При остановке первого участка линии второй участок будет
работать, получая детали из бункера. Пополнение магазина
будет осуществлено при непредвиденной остановке второго уча-
стка линии. В этом случае первый участок будет работать на
магазин. При простоях первого и второго участков по 2 ч в раз-
ное время вся линия прекратит выдачу деталей не на 4 ч, а
только на 2 ч, т. е. выпуск деталей с линии будет прекращен в
течение 2 ч. При отсутствии магазина выпуск деталей был бы
прекращен на 4 ч.
В приведенном примере предполагалось, что непредвиденные
остановки участков автоматической линии будут чередоваться.
Но может случиться, что и во второй раз по непредвиденной
причине остановится первый участок линии, тогда в связи с
израсходованием деталей из бункера неизбежен простой вто-
рого участка. И, наоборот, в случае остановки второго участка
линии дважды подряд первый участок при второй остановке
вынужден будет остановиться из-за прекращения приема дета-
лей бункером.
61
Заполнение бункера возможно при работе первого участка
в нерабочие часы линии. Магазин дает возможность сократить
общий простой линии вдвое.
Из анализа заделов установлено, что в условиях непоточно-
го метода заделы деталей при одинаковых масштабах выпуска
в десятки раз превышают заделы деталей при поточном методе.
Разница в величинах заделов будет тем больше, чем больше
выпуск деталей. При выпуске трех маховиков в день задел при
непоточном методе работы в 5 раз больше, а при выпуске 1000
подшипниковых колец в сутки — в 15 раз больше, чем в поточ-
ном производстве при выпуске 8 маховиков и 2000 подшипнико-
вых колец в две смены.
§ 6. НЕКОТОРЫЕ ЧЕРТЫ ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Кроме отмеченных основных отличительных признаков, по-
точное производство характеризуется также многими другими
чертами, которые необходимо знать для правильного его пост-
роения.
Поскольку поточному производству в отличие от непоточного
свойственна ритмичность процессов и синхронность работы на
отдельных участках и линиях, многие организационные факторы
в условиях потока получают особое решение. К ним относятся
системы производственного планирования и учета, формы опла-
ты труда, организация технического контроля, порядок питания
станков инструментом, организация ремонта оборудования и
квалификация цехового персонала.
В непоточном производстве детали изготовляют партиями
на каждой операции со значительным межоперационным их
пролеживанием. В результате цикл изготовления изделий удли-
няется в десятки раз по сравнению с поточным производством,
где не партия в целом, а, как правило, только одна деталь пе-
редается с одной операции на следующую. Межоперациоиная
передача детали может осуществляться в потоке строго ритмич-
но, чего не может быть в непоточном производстве при обработ-
ке деталей партиями. Обработка деталей партиями создает не-
обходимость пооперационного учета деталей в процессе их из-
готовления и сложного оперативного планирования загрузки
оборудования Между тем при поточном методе оперативное
планирование загрузки оборудования и пооперационный учет
являются ненужными, так как движение деталей в обработке
предопределяется расстановкой оборудования по ходу выполне-
ния процесса, и передача деталей с одной операции на другую
осуществляется без всякой документации.
Далее, в непоточном производстве применяют обычно наряд-
ную систему оплаты труда, так как каждый рабочий обраба-
тывает на своем станке партию деталей независимо от других
62
станков. В поточном производстве количество обработанных за
смену деталей зависит не только от данного станка и рабочего,
но также и от подачи деталей с предыдущих операций. Все
станки поточной линии обрабатывают за смену примерно одно
и то же число деталей. Поэтому на поточной линии ведется
почасовой или сменный учет выработки рабочих и принята без-
нарядная система оплаты труда.
В непоточном производстве на участке мастера выполняют
только отдельные операции: токарные, фрезерные, сверлильные
и т. д.; полное изготовление детали осуществляют несколько
участков или даже цехов. Между тем на поточной линии под
руководством мастера деталь обрабатывается полностью. Таким
образом, в непоточном производстве мастер несет ответствен-
ность только за выполнение порученных ему отдельных опера-
ций, а в поточном он обеспечивает сборку готовыми деталями,
отвечая не только за количество, но и за качество продукции.
Эта особенность влияет на организацию управления поточным
и непоточным производствами и предопределяет различие тре-
бований, предъявляемых к квалификации мастера в обоих слу-
чаях. Если в поточном производстве мастер должен обладать
широкой квалификацией, знать технологию обработки на самом
различном оборудовании, входящем в состав данной поточной
линии, то в непоточном производстве мастер часто является
узким специалистом — токарем, фрезеровщиком, шлифовщиком
и т. д. Обеспечивая подачу деталей на сборку, мастер поточного
производства участвует в управлении производством; выполняя
отдельные операции непоточного производства, мастер не участ
вует непосредственно в обеспечении сборки готовыми деталям!
т. е. мало влияет на общий ход производства.
Существенно различаются также технико-экономические по-
казатели поточного и непоточного производств. Так, поточный
метод позволяет в десятки раз сократить производственный
цикл, в несколько раз снизить трудоемкость и себестоимость
изготовления изделий и увеличить выпуск продукции с тех же
площадей. В условиях поточного производства открываются не-
ограниченные возможности для усовершенствования технологи-
ческих процессов, их автоматизации и механизации.
Перечисленные преимущества будут обоснованы в последую-
щих главах при более подробном сравнительном анализе обоих
методов производства.
ГЛАВА II.
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОТОЧНО-АВТОМА-
ТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
§ 7, ОСОБЕННОСТИ ПЛАНИРОВАНИЯ, УЧЕТА И ОПЛАТЫ ТРУДА
В ПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Коренное различие между поточным и непоточным методами
производства имеется в планировании, в производственном
учете и системах оплаты труда. Это различие легко понять на
примере изготовления партии в 50 маховиков (см. гл. I).
При непоточном методе работы партия маховиков подавалась
из склада заготовок в отделение карусельных и токарно-револь-
верных станков (см. рис. 1). На каждую операцию выписывали
наряд, служивший документом для оплаты за работу, для при-
емки деталей техническим контролем и для пооперационного
учета обработки маховиков. После выполнения операции махо-
вики передавали на контрольный пункт при межоперационной
кладовой для проверки и отметки в наряде о произведенной
операции; поступление маховиков в межоперационную кладо-
вую отмечали в складской регистрационной карточке.
Полная обработка маховиков состояла из десяти станочных
операций. Это означает, что 10 раз выписывали наряды на ра-
боту, столько же раз учитывали выполнение операций и 7 раз
партию маховиков заносили в складскую учетную карточку и
списывали с нее.
Таким образом, при непоточном методе работы необходимы
пооперационный учет деталей, находящихся в обработке, и на-
рядная система оплаты труда рабочих.
Расстановка оборудования по типам и пооперационный учет
деталей, проходящих обработку, создают большие трудности в
планировании производства и в ритмичном снабжении сборки
машин.
На рис. 1 показана схема расстановки оборудования в непо-
точном механическом цехе автомобильного завода до перевода
производства на поточное. В этом цехе обрабатывали детали
около 800 наименований, из которых 400 относились к ориги-
нальным деталям и 400 — к крепежным и мелким.
Во всех отделениях указанного цеха выполнялось около 4000
станочных операций на 400 единицах производственного обо-
рудования, т. е. на один станок приходилось в среднем до 10
операций. Детали обрабатывали партиями.
В чем сущность планирования такого производства? На осно-
вании данных, занесенных в учетные карточки, партии деталей
направляют из кладовых на обработку в то или иное отделение
64
цеха. Распределение работы по отделениям и станкам обычно
выполняют планйр'овщики или мастера-распределители.
По большинству нарядов работа обычно заканчивается к
концу рабочего дня, поэтому законченные наряды поступают
на отметку о выполненной работе только на следующий день.
При большом числе одновременно выполняемых цехом опера-
ций запись выполненных накануне работ обычно заканчивается
только во второй половине слдцуюше.го дня. Поэтому планиров-
щик, приступая утром к распределению деталей по станкам, не
имеет точных данных о работе, выполненной за предыдущий
день. Планировщику приходится руководствоваться памятью и
проверкой на месте работы, выполненной отделениями накану-
не. В этом случае детали распределяют по станкам приближен-
но и часто на обработку направляют детали не в том порядке,
в каком следовало, чтобы обеспечить ритмичную сборку машин.
Неточное планирование приводит к несвоевременному изго-
товлению и несвоевременной подаче деталей на сборку, созда-
вая вынужденные простои сборочных участков.
Составление графика движения деталей в обработке смяг-
чает, но не исключает полностью этого недостатка. Так как
фактическое выполнение норм времени значительно повышает
плановые наметки (1,5—2 раза), то обычно такой график пос-
ле 5—6 дней работы нарушается и работу распределяют по
станкам по общим соображениям и по требованию сборки.
В распределении работы по станкам планировщику не может
оказать помощь основной персонал цеха: начальники отделений,
участков, мастера. Каждый из них выполняет только одну или
несколько операций процесса обработки деталей; следующие
операции совершаются в прочих отделениях другими мастерами.
Поэтому на выполнение всех операций и своевременный выпуск
готовых деталей не могут оказать должного влияния ни началь-
ники участков, ни мастера.
Таким образом, в сложном цехе непоточного производства за
движением деталей в изготовлении могут следить только пла-
нировщики и мастера-распределители. Они это делают, не имея
возможности использовать данные производственного учета,
который обычно запаздывает.
Такое планирование чарто приводит к несвоевременной по-
даче деталей на сборку. В результате сборка машин простаи-
вает в начале месяца, а руководство сборочного и механического
цехов занято главным образом «выколачиванием» деталей на
сборку. Достаточное обеспечение сборки деталями начинается
только к концу первой декады или в середине текущего месяца.
А так как число рабочих на сборке машин рассчитывают на
равномерную работу, то потерянные дни в начале месяца вос-
полняются «штурмовой» работой во второй половине. В следую-
65
щем месяце «простойный» и «штурмовой» циклы вновь повто-
ряются.
Эта картина хорошо известна работникам непоточного про-
изводства.
Движение деталей в процессе обработки в поточном произ-
водстве предопределяется расстановкой оборудования в поточ-
ных линиях и их межоперационным транспортом. Поэтому в
поточном производстве нет необходимости создавать поопера-
ционный учет, составлять графики прохождения деталей по
Рис. 27. Поточная линия обработки блока цилиндров:
1 — площадка для заготовок; 2 — барабанно-фрезерный станок; 3 — пло-
скошлифовальный станок; 4 — сверлильный станок; 5 — стол технического
контроля; 6 — расточный станок; 7 — протяжный станок; 8 — фрезерный
станок; 9 — хонинговальный станок; 10 — моечная машина; 11 — стенд для
гидроиспытаний блока
операциям и станкам. Поточному производству не нужны пла-
нировщики, мастера-распределители и учетчики для выполнения
перечисленных функций. Здесь нет места для межоперацонных
кладовых, так как детали с операции на операцию передаются
непосредственно рабочими, как правило, с помощью средств
механизированного транспорта.
Процесс изготовления деталей в поточном производстве по-
казан на рис. 27, на котором изображена поточная линия обра-
ботки блоков цилиндров на высокопроизводительном оборудо-
вании.
Работа на указанной поточной линии протекает следующим
образом. Блоки цилиндров подвозят из литейного цеха автотя-
гачами к началу поточной линии, где экспедитор механосбороч-
ного цеха принимает их с отметкой в документе о получении
партии блоков. Если блоки подают из литейного цеха подвес-
ным конвейером, толкающие тележки с подвешенными блоками
3 Зак*, 2446
66
автоматически сходят на запасную его ветвь, с которой их
снимает рабочий первой операции без оформления какого бы то
ни было документа. Обработанный на первом станке блок ци-
линдров передается по рольгангу на станок второй операции,
после чего блок следует на третью операцию, затем — на авто-
матическую линию и т. д. до последней операции, которой обыч-
но является технический контроль. Здесь одновременно осущест-
вляется учет количества обработанных деталей.
Длительность операций обработки блока цилиндров колеб-
лется в пределах от 0,5 до 4 мин, следовательно, через каждые
4 мин на каждом станке начинается обработка очередной де-
тали. Передача блока с операции на операцию по рольгангу
осуществляется без каких-либо документов. Нет никакой необ-
ходимости вести и пооперационный учет выработки на поточной
линии.
Записи в учетной ведомости для поточной линии будут вы-
глядеть примерно следующим образом (табл. 6).
Таблица 6
Запись учета деталей на поточной линии
Наименова-
ние и номер
издел ий,
программа
Виды учета
Июль 19 __ года
1	2	3	456789	10
Маховик —
деталь №...
Выпуск
в сутки —
200 шт.
Поступило заго-
товок ....	—
Сдано годных
деталей .	.	,	—
Брак ............—
Остаток на ли-
нии ..........200
220
216
2
202
240
214
3
225
200
206
2
217
204
210
1
210
В отличие от сложного операционного учета непоточного
производства производственный учет в поточном производстве
весьма прост.
Планирование сводится к систематической ритмичной по-
даче заготовок к началу поточной линии и недопущению сокра-
щения межстаночного задела деталей ниже минимального.
Простота учета деталей в поточном производстве позволяет
руководству цеха и предприятия всегда иметь необходимые дан-
ные о количестве поступивших и находящихся в обработке де-
талей, что облегчает регулирование и наблюдение за ходом про-
изводства. Подобные сведения можно получать через каждый
час, если это необходимо, т. е. на линиях поточного производства
легко осуществима работа по часовому графику.
67
Оплата труда рабочих на поточной линии не может произ-
водиться по нарядам, как это принято в непоточном производ^-
стве, когда наряды выписывают на обработку определенной
партии деталей.
Беспрерывное движение обрабатываемых деталей с опера-
ции на операцию и соответствующая этому безнарядная систе-
ма оплаты труда на поточной линии являются важными факто-
рами правильного построения поточного производства.
Каждый станок на поточной линии в течение длительного
времени выполняет одну и ту же работу. Норма времени и
расценка на работу являются постоянными. Для подсчета за-
работка за смену достаточно знать количество обработанных
деталей. Учет деталей ведут контрольные пункты. Количество
сделанных за смену деталей на каждой операции подсчитывают
сами рабочие, заполняя в конце смены ярлык с обозначением
номера детали, номера операции и количества сделанных дета-
лей, а также своей фамилии или своего рабочего номера. В
случае необходимости запись может сделать отметчик со слов
рабочего.
Так как контрольные пункты подсчитывают количество обра-
ботанных деталей, то при помощи этих сведений расчетная часть
цеха может легко проверить правильность записей, сделанных
в ярлыках отдельными рабочими. Контроль облегчается тем, что
количество обработанных за смену деталей на каждом станке
колеблется незначительно, в пределах 5—10%.
Для автоматической поточной линии и автоматического за-
вода формы учета и система оплаты труда остаются теми же,
что и для поточных линий, но количество деталей в обработке на
автоматической линии остается неизменным.
Подробное описание системы учета и оплаты труда непоточ-
ного и поточного производств было сделано потому, что нередко
после перевода непоточного производства на поточное сохра-
няются и обработка деталей партиями, и нарядная система
оплаты труда, вследствие чего поточный метод работы оказы-
вается малоэффективным.
Работа на такой поточной линии протекает следующим обра-
зом. Перед началом смены рабочие идут в межоперационную
кладовую за получением партии деталей. После обработки пар-
тии деталей рабочий относит ее на контрольный пункт для про-
верки и последующей сдачи в межоперационную кладовую.
Только после сдачи обработанной партии рабочий может полу-
чить на обработку следующую партию деталей. Оплата рабочих
производится по нарядам, выдаваемым при получении деталей
на обработку.
Придя к своему рабочему месту вовремя, рабочий начинает
обработку деталей с опозданием на 30 мин, которые он затра-
чивает на получение деталей, режущего и измерительного инст-
3*
68
румента. Окончание обработки партий деталей рабочими проис-
ходит в разное время: один рабочий заканчивает обработку за
30 мин до окончания смены, второй — за 20 мин, третий — за
10 мин. Свободное время остается не использованным рабочими,
так как обработанные детали необходимо отнести на контроль-
ный пункт, сдать, получить отметку в наряде о выполнении рабо-
ты, а затем сдать в кладовую рабочий и измерительный инстру-
мент. На это оформление уходит до 60 мин, т. е. около 12,5%
рабочего времени. Фактически это есть непоточный метод рабо-
ты с удлиненным циклом изготовления деталей, недостаточной
производительностью труда, со сложным учетом и т. д., хотя
расстановка оборудования в поточной линии сделана правильно.
Такой поточный метод работы неэффективен.
В результате сравнения системы планирования, учета и опла-
ты труда можно сделать следующие выводы:
1.	Заготовки, обрабатываемые в поточной линии, подаются из
заготовительного цеха непосредственно к началу поточной ли-
нии, поэтому излишними являются склады заготовок в механи-
ческих цехах.
2.	Обрабатываемая в поточной линии деталь передается с
операции на операцию, от одного станка к следующему при по-
мощи транспортного устройства поточной линии без какого бы
то ни было документа, немедленно после выполнения данной
операции.
На автоматической поточной линии передача детали с одной
операции на следующую осуществляется автоматически, без
участия рабочего.
3.	Межоперационные кладовые (склады) в поточном произ-
водстве недопустимы, так как они нарушают непрерывное дви-
жение деталей в обработке.
4.	Пооперационный учет и нарядная система оплаты труда,
необходимые в непоточном производстве, мешают ритмичному
движению обрабатываемых деталей, поэтому неприменимы в по-
точном производстве. В поточном производстве необходимо при-
менять упрощенную систему оплаты труда.
5.	Иная система учета и оплаты труда в поточном производ-
стве требует изменения также бухгалтерского цехового учета,
отличающегося от бухгалтерского учета непоточного произ-
водства.
§ 8.	ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
В ПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Расстановка станков по типам, выполнение отдельными
станками различных операций требуют организации в непоточ-
ном производстве отдельных контрольных пунктов, оборудован-
ных универсальными измерительными приборами и инструмен-
69
тами для возможности проверки самых разнообразных деталей.
Обычно такие пункты размещаются при межоперационных кла-
довых, чго сокращает транспортирование деталей, поскольку
детали, прошедшие контроль, передаются в кладовую, располо-
женную рядом с контрольным пунктом.
При такой организации контрольные операции отделены от
станочных и организационно с ними не связаны, а контрольно-
измерительные инструменты являются, как правило, универсаль-
ными, причем контрольный пункт проверяет выполнение различ-
ных операций.
Иное положение на поточной линии: здесь контрольные опе-
рации являются составной частью технологического процесса
изготовления детали. Их проектируют при разработке техноло-
гического процесса, встраивают в поточные линии, оснащают
специальными контрольными приспособлениями и инструмента-
ми, а для тяжелых деталей — подъемно-транспортными устройст-
вами и выполняют в одном ритме с производственными опера-
циями. Контрольный пункт в поточной линии проверяет одни и
те же операции обрабатываемой детали. Примером расположе-
ния контрольных операций в поточной линии могут служить
контрольные пункты на поточной линии обработки блока цилинд-
ров (см. рис. 27). Выбор метода контроля, контрольного обору-
дования и оснастки, расчет времени на выполнение контрольной
операции, размещение контрольной точки между другими опе-
рациями выполняет технолог, проектирующий поточную линию.
, Этим самым контрольная операция на поточной линии орга-
нически сочетается с общим технологическим процессом изготов-
ления детали. Единственное отличие контрольной от всякой тех-
нологической операции заключается в подчинении контролера,
выполняющего контрольную операцию, контрольному мастеру,
а не мастеру участка, который руководит всеми рабочими поточ-
ной линии. Однако контроль детали контролер обязан выполнять
в установленное время, соблюдая ритм работы на поточной ли-
нии наравне с прочими производственными рабочими, и подчи-
няться в этом отношении администрации цеха.
На автоматической поточной линии контрольные операции
выполняют либо встроенными в станки контрольными инструмен-
тами, либо отдельными контрольными автоматами, также
встроенными в автоматическую линию.
Таким образом, технический контроль в поточном производст-
ве строится на совершенно ином принципе, чем в непоточном.
§ 9.	ОСОБЕННОСТИ СНАБЖЕНИЯ РАБОЧИХ МЕСТ В ПОТОЧНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ ИНСТРУМЕНТАМИ
В непоточном производстве операции не закреплены за опре-
деленными станками. Даже одну и ту же операцию в разных
партиях одинаковых деталей выполняют разные рабочие на
70
различных станках. Режущий инструмент в большинстве случаев
также не закрепляют за определенными станками.
Подбор и выдача инструмента для обработки данной партии
деталей обычно производятся только после подачи деталей к
станку. Инструмент подбирает сам рабочий по технологическому
процессу: новая партия деталей, подаваемая к станку, требует
иного набора инструментов.
Время смены затупившегося инструмента может быть опре-
делено только самим рабочим, знающим и фактическое начало
обработки партии деталей, и режимы резания, и нормы времени
на выполнение этой работы. Поэтому система питания станков
инструментами приспособлена для выполнения переменной ра-
боты.
Не закрепленный за операциями и за станками инструмент
хранится по типоразмерам, без связи с технологическим процес-
сом обработки.
И мастер, и рабочий не знают, какой инструмент понадобится
завтра для такого-то станка. Поэтому в инструментальной кладо-
вой должен храниться большой набор инструментов, главным
образом универсальных, в предположении, что они могут потре-
боваться для той или иной работы данного отделения.
Только незначительная часть специального инструмента пред-
назначена для выполнения определенных операций и поэтому
хранится под определенными номерами. При таких условиях не-
возможно организовать подачу инструмента к станкам средст-
вами кладовой и принудительную смену затупившегося инстру-
мента. Время смены инструмента может устанавливать только
рабочий, выполняющий данную работу. Поэтому выдача и сме-
на инструмента в непоточном производстве осуществляются по
требованию рабочего. Выдача инструмента из кладовой произ-
водится по маркам, иногда и по рабочим книжкам.
Снабжение станков инструментом в поточном производстве
основано на совершенно иных принципах, вытекающих из иного
характера процесса обработки.
Станки поточной линии постоянно или длительное время вы-
полняют одни и те же операции, работают одними и теми же
инструментами, поэтому инструмент закрепляют за определен-
ными деталями и операциями. Имеется большое количество спе-
циального инструмента, предназначенного для выполнения толь-
ко определенных операций. В инструментальной кладовой хра-
нится лишь тот инструмент, который применяется на поточных
линиях, обслуживаемых данной кладовой.
Закрепление операций за станками определяет постоянную
точку применения данного инструмента.
Строго определенный выпуск деталей с поточной линии, по-
стоянство работы инструмента дают возможность расчетом и
71
статистически определить расход инструмента на каждом стан-
ке и период его работы между переточками.
Неизменные условия работы инструментов на 'поточной или
автоматической линии позволяют технологу и работникам ин-
струментальной кладовой знать: 1) номер режущего и измери-
тельного инструмента, применяемого на каждом рабочем месте
поточной линии; 2) период стойкости и сроки сменяемости ин-
струмента; 3) расход инструмента; 4) необходимое количество
инструмента в кладовой, обеспечивающее нормальную работу
поточных линий.
Эти условия создают возможность обеспечения подачи инст-
румента к рабочим местам силами инструментальной кладовой
и плановой смены инструмента на станках поточной линии.
Подобные условия работы инструмента на поточной линии
позволяют организовать его выдачу из инструментальной кладо-
вой на бездокументной основе; в кладовую предъявляется комп-
лект затупившегося инструмента, а взамен кладовая выдает та-
кой же комплект заточенного инструмента.
Один комплект рабочих инструментов находится на рабочем
станке, при необходимости второй заточенный комплект находит-
ся у станка. Когда наступит время замены инструмента, рабочий
или наладчик производит ее, не тратя времени на получение
инструмента из кладовой.
В определенное время работник инструментальной кладовой
принесет к станку комплект заточенного инструмента и возьмет
для передачи в заточку затупленный комплект. Инструменталь-
ная кладовая сдает затупленный инструмент в центральную за-
точку в обмен на заточенный комплект. Для обеспечения беспе-
ребойной работы поточной линии инструментальная кладовая
должна иметь в наличии один-два комплекта заточенного инст-
румента.
Замена инструмента на станке, в инструментальной кладо-
вой, в заточном отделении производится без каких-либо доку-
ментов. За наладчиком или рабочим записан только один комп-
лект инструмента, впервые установленный на станках (и вто-
рой— запасной, если он постоянно находится у станка).
Таким образом, для нормального питания станков поточной
линии необходимо иметь следующий запас инструментов: на
станке — один комплект; в цеховой кладовой (второй, резервный
и затупленный комплект) —три комплекта; в заточном отделе-
нии (один — в заточке; второй, готовый для обмена)—два
комплекта, т. е. всего шесть комплектов.
Для нормального питания цеховой кладовой на центральном
инструментальном складе должен храниться запас инструмента
в зависимости от периодичности его изготовления в объеме 1 —
3-месячной потребности в нем.	
72
Таким образом, различие систем питания инструментом в по-
точном и непоточном производстве объясняется различной сис-
темой организации работы на станках в том и другом случае.
§ 10.	ОСОБЕННОСТИ РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ В ПОТОЧНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
Принципы организации ремонта оборудования в непоточном
и поточном производстве также неодинаковы ввиду различных
условий эксплуатации оборудования.
В непоточном производстве каждое отделение механического
цеха имеет обычно некоторое число одинаковых типов станков,
поэтому для вышедших в ремонт станков всегда имеется соот-
ветствующая замена. Работу с ремонтируемого станка распре-
деляют между другими станками такого же типа. А так как при
расчете оборудования всегда предусматривается 4% календар-
ного фонда времени на капитальный ремонт и до 11% —на те-
кущий ремонт, каждый седьмой станок в отделении является
практически резервным, позволяющим поочередно ремонтиро-
вать станки по определенному плану.
Совершенно в иных условиях эксплуатируется оборудование
в поточном производстве. В поточных и автоматических линиях
автомобильных и тракторных заводов, например, имеется зна-
чительное количество высокопроизводительных многоинструмент-
ных специализированных станков, по одному на операцию в каж-
дой линии. Станки-дублеры в поточных и автоматических линиях
составляют не более 5—10%.
Следовательно, большинство специализированных и спе-
циальных станков в поточных и автоматических линиях работает
в две смены без дублеров, которые могут заменить основные
станки в случае непредвиденного выхода их в ремонт. С оста-
новкой специального станка в поточной линии прекращается ра-
бота не только на данном станке, но и на всех последующих
станках после исчерпания межоперационного задела; в резуль-
тате может приостановиться выдача готовых деталей на сборку,
т. е. прекратиться сборка изделия, а значит и выпуск продукции
заводом.
Таким образом, оборудование в поточно-автоматизированном
производстве работает в более сложных условиях, чем в непо-
точном. При отсутствии станков-дублеров в поточной линии дли-
тельная остановка станков для ремонта невозможна. Но так как
без систематического ремонта оборудование работать не может,
то возникает вопрос: как должен быть организован этот ремонт?
Наиболее простым выходом является установка на всех поточ-
ных линиях станков-дублеров. Однако это неприемлемо, посколь-
ку потребовалось бы приобретение дополнительно значительного
количества сложного и дорогостоящего оборудования, понадо-
73
билось бы предусмотреть для него дополнительные площади в
поточных линиях. Это оборудование в нормальных условиях не
было бы использовано, так как его основная задача — подменять
основные станки в период их ремонта. Так, в поточную линию
обработки блоков цилиндров (см. рис. 27) включены четыре
автоматические линии производительностью каждая по 30 бло-
ков в час, или 400 блоков в две смены. Выход в ремонт на не-
сколько дней любой из этих четырех линий может вызвать пре-
кращение подачи блоков цилиндров на сборку, прекращение
сборки двигателей и машин, что принесло бы заводу огромные
потери. С другой стороны, установка линий-дублеров потребова-
ла бы полмиллиона рублей дополнительных капитальных затрат
без должного их использования.
Поэтому для поточных линий должно быть найдено другое
решение, обеспечивающее бесперебойную работу поточных ли-
ний и систематический ремонт оборудования без длительной
остановки его на ремонт. Основой этого решения служат следую-
щие два положения:
1) станок в поточной линии не должен останавливаться про-
извольно, а только в предусмотренное для его ремонта время;
2) сроки ремонта оборудования в поточной линии не должны
превышать нескольких дней, так как длительный простой может
привести к задержке выпуска продукции заводом.
Для выполнения планового скоростного ремонта оборудова-
ния необходимо следующее:
1)	полное, глубокое знание состояния работающего на линии
оборудования обслуживающим его персоналом: мастером, налад-
чиком, рабочим, ремонтным персоналом; необходимо знание ра-
бочего состояния каждой детали, каждого механизма станка:
нагруженное™, интенсивности изнашивания и периода ее сме-
няемости; правильный уход за механизмами станка, системати-
ческая чистка и смазка механизмов должцы предупреждать слу-
чайные поломки этих механизмов; глубокое знание рабочим со-
стояния всех механизмов станка позволяет предупреждать не-
предвиденный отказ в работе, поломки и дает возможность с
достаточной точностью определять время замены изношенных
деталей;
2)	возможность более полной взаимозаменяемости изнаши-
ваемых узлов и деталей станка при широкой унификации от-
дельных узлов; возможность быстрой замены изношенных дета-
лей и узлов;
3)	кроме того, должно быть обеспечено своевременное изго-
товление запасных сменяемых узлов и деталей; должен быть
создан на несколько дней запас обработанных деталей для воз-
можности остановки станка на ремонт; должен быть правильно
выбран срок для остановки станка* '	.......• 	• . < -
ЗВ Зак. 2446	-	. ’	‘ '
74
Конструкции современных станков и технология их изготов-
ления могут полностью обеспечить унификацию узлов и деталей,
а также их взаимозаменяемость. Эти условия должны соблю-
дать заводы-изготовители станков. Электроприборы, гидропане-
ли, зубья шестерен, подшипники, крепежные и другие детали, а
также их конструктивные элементы — диаметры валов и отвер-
стий, шлицевые и резьбовые соединения и др. — могут быть ши-
роко унифицированы для самых разнообразных станков. Унифи-
кация облегчает изготовление запасных частей, сокращает в не-
сколько раз номенклатуру запасных частей и инструментов для
их изготовления. Взаимозаменяемость деталей позволяет изго-
товлять запасные детали к механизмам станков без последую-
щей пригонки по месту, т. е. обеспечивает быструю замену этих
деталей и узлов в ремонтируемых станках.
Выявление изнашивающихся деталей в станках, определение
сроков их службы и замены, своевременное изготовление этих
запасных деталей и узлов являются обязанностью ремонтной
службы предприятия поточного производства.
Практика показывает, что глубокое знание станков и умение
их быстро ремонтировать постепенно вырабатывается у работ-
ников поточного производства, что обеспечивает беспрерывную
двухсменную работу сложных уникальных многоинструментных
станков и автоматических линий.
Так, на автозаводе им. Лихачева в течение десяти лет рабо-
тали без дублеров в две и три смены пять автоматических ли-
ний, обеспечивавших ежедневно выпуск нескольких сот корпус-
ных деталей. Однако ни одного раза за десять лет эти автома-
тические линии не были причиной срыва сборки двигателей.
Подобная эксплуатационная надежность оборудования в ра-
боте была достигнута после углубленного изучения сроков
службы его важнейших узлов и деталей в результате профилак-
тического ухода за всеми механизмами. Важное значение имело
также создание парка необходимых запасных частей. Таким об-
разом, появилась возможность намечать твердые календарные
сроки остановки автоматических линий на очередной ремонт,
предупреждать аварийный и произвольный выход их из строя.
К предусмотренному сроку создавался необходимый задел
обработанных деталей, и линия ремонтировалась в намеченные
короткие сроки.
Так же успешно работают без дублеров автоматические ли-
нии и на многих других автотракторных заводах.
Однако не исключена целесообразность применения станков-
дублеров в условиях, когда в поточном производстве работают
многие станки одной модели. Например, в механосборочном це-
хе, располагающем десятками шести- и восьмишпиндельных
многорезцовых токарно-карусельных автоматов прерывного и
непрерывного действия одного типоразмера, но с разными инет*
75
рументальными наладками, на каждые 15—20 таких станков од-
ного типа целесообразно иметь один запасной станок, который
должен являться оборотным фондом при капитальном ремонте.
Резервные станки необходимо предусматривать при проекти-
ровании поточных линий, с соответственным их размещением в
поточных линиях.
Таким образом, к ремонтной службе поточного производства
предъявляются более высокие требования, чем к ремонтной
службе непоточного производства.
1.	В поточном производстве крайне необходимо глубокое
знание цеховым персоналом состояния механизмов станков (мас-
терами, наладчиками, рабочими, работниками ремонтной служ-
бы), исключающее непредвиденный выход оборудования
из строя.
Еще до пуска оборудования поточной линии цеховые работ-
ники обязаны в совершенстве его изучить для предупреждения
произвольной остановки станков.
2.	При расчете и построении поточных линий целесоообразно
предусматривать резервный станок на каждые 15—20 одномо-
дельных станков; этот станок должен служить оборотным фон-
дом при капитальном ремонте однотипного оборудования. Одна-
ко количество дублеров не должно превышать 4—5% общего
количества таких станков.
3.	В отдельных случаях допустимо проектирование обходных
процессов и оборудования для них в поточных линиях, чтобы
обеспечить ремонт основного оборудования поточных линий.
4.	В поточных линиях должны быть предусмотрены места
для установки дублеров или резервных станков. В противном
случае будет трудно включить их в состав действующих поточ-
ных линий.
§ 11.	ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЦЕХАМИ ПОТОЧНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Поскольку в условиях непоточного и поточного производств
различны планирование и учет, организация контроля и снабже-
ния инструментом, системы оплаты труда и ремонта оборудова-
ния, постольку и функции по управлению этими производствами
будут неодинаковы.
Отличительной особенностью непоточного производства яв-
ляется то, что цеховой персонал (начальники отделений, участ-
ков, технологи, мастера, а иногда и начальники цехов) вы-
полняет только отдельные операции процесса изготовления де-
тали и не участвует в полном изготовлении детали. Наблюдение
за движением детали в обработке в разных отделениях цеха
доступно только руководству цеха, которому подчинены отделе-
ния, если изготовление детали заканчивается в одном цехе. При
ЗВ*
76
изготовлении детали в нескольких цехах полное изготовление
детали обеспечивается только руководством завода. Общее ру-
ководство изготовлением деталей в непоточном производстве
осуществляет аппарат производственного бюро или отдела. При
большой номенклатуре изделий, обрабатываемых в непоточном
цехе, эта функция отнимает большую часть рабочего времени
у руководства цеха.
Так, автоматный или шлифовальный цех подшипникового за-
вода выполняет одну-две из 12 операций, необходимых для пол-
ного изготовления кольца. Задача такого цеха и его руководства
сводится к получению колец со склада, к выполнению одной или
двух операций обработки и последующей отправке колец на
следующий межоперационный склад. Руководство этого цеха не
знает, когда и как будут переданы эти детали на дальнейшую
обработку. Об этом должны позаботиться производственный
отдел и руководство завода.
В непоточном цехе маховик обрабатывают семь разных от-
делений. В обязанность начальника каждого отделения входят
получение со склада маховиков, выполнение одной или двух
операций и отправка маховиков на контроль и в промежуточную
кладовую. Наблюдение же за тем, чтобы маховики без длитель-
ного пролеживания в межоперационной кладовой были переда-
ны на дальнейшую обработку, касается только производственно-
го бюро и начальника цеха. Для полного изготовления махови-
ков руководство цеха должно дать график работы каждому из
семи отделений и следить за его соблюдением.
Таким образом, одними из главных функций руководства не-
поточным производством являются наблюдение за движением
и переходом обрабатываемых деталей из отделения в отделение,
с одной операции на другую, обеспечение намеченного графиком
движения деталей, систематическая проверка выполнения этого
графика каждым подразделением в отдельности.
Между цеховыми работниками механосборочного поточного
цеха функции управления распределены иначе.
В поточной линии полностью обрабатывается одна или не-
сколько деталей; готовые детали с линии выдаются непосредст-
венно на сборку. Следовательно, мастер, руководящий поточной
линией, имеет возможность изготовлять полностью и выдавать
на сборку готовые детали без какого бы то ни было вмешатель-
ства руководства цехом. Для этого в распоряжении мастера
имеются все необходимые средства: налаженное оборудование,
рабочая и контрольная оснастка и инструмент, необходимое ко-
личество рабочих и наладчиков. Соответственно начальник от-
деления или участка, которому подчинено несколько поточных
линий, обеспечивает изготовление и подачу на сборку несколь-
ких готовых деталей. Присущей руководству непоточного цеха
функции обеспечения движения деталей в обработке в поточном
77
производстве не существует; ее выполняют рабочие поточной
линии, передавая деталь на следующую операцию. Ритмичное
движение детали в процессе обработки предопределено расста-
новкой оборудования поточной линии.
Главная функция руководства завода, цеха, как и начальни-
ка участка и мастера поточного производства, состоит в обеспе-
чении бесперебойной работы оборудования, в поддержании на
подведомственном участке заданного ритма работы.
Если предприятие выпускает, например, каждые 4 мин одну
машину, т. е. работает с ритмом, равным 4 мин, то каждая по-
точная линия, каждый участок, каждый цех должны выдавать
на сборку через каждые 4 мин по одному комплекту деталей или
узлов, изготовляемых на данном участке. Заготовительные цехи
должны подавать в обрабатывающие цехи такое же количество
комплектов заготовок.
Функция планирования, свойственная непоточному производ-
ству, отпала. Взамен появилась необходимость обеспечить на
каждой производственной рабочей точке (станке, сборочном
месте), на поточной линии, участке, конвейере и т. д. выпуск
в единицу времени заданного количества деталей, узлов, машин.
Каждая рабочая точка может разладиться, ее оборудование
или оснастка могут выйти из строя, и рабочая точка может при-
остановить выполнение своей функции. Основная задача руково-
дящего состава поточного производства, начиная от наладчика
и кончая директором предприятия, сводится к предотвращению
выхода из строя любой рабочей производственной точки и к обес-
печению ее нормального функционирования. На это направлено
все внимание руководства поточной линии, участка, отделения
цеха и т. д. Бесперебойную работу каждой рабочей точки обес-
печивают также вспомогательные службы цеха и завода — ин-
струментальная, ремонтная, хозяйственная и др.
Следовательно, главная функция руководства в поточном про-
изводстве сводится к разработке и выполнению мероприятий,
обеспечивающих бесперебойную ритмичную работу каждого ра-
бочего места.
Мастер заботится об этом на поточной линии, начальник от-
деления— на своем участке, начальник цеха — в пределах по-
следнего, а руководство предприятия — по заводу в целом.
§ 12.	КВАЛИФИКАЦИЯ ЦЕХОВОГО ПЕРСОНАЛА В ПОТОЧНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
Различия в непоточном и поточном производствах сказы-
ваются также в квалификации цехового персонала.
Рабочий механического цеха непоточного производства (то-
карь, фрезеровщик, шлифовщик и т. д.) постоянно выполняет
один вид обработки. Рабочий поточного производства, выполняя
78
в основном один вид обработки, дожен уметь работать на боль-
шинстве станков поточной линии. Это необходимо для многоста-
ночного обслуживания и для подмены других рабочих данной
линии, не вышедших на работу по разным причинам. Обычно ра-
бочий поточной линии приобретает несколько специальностей:
токаря, фрезеровщика, сверловщика, шлифовщика и т. п.
Мастер, начальник участка, начальник отделения и технолог
непоточного производства имеют узкую специальность. Напри-
мер, начальник участка и мастер токарного отделения так же,
как и технолог этого отделения, специализируются по токарной
обработке различных деталей и вовсе не связаны с другими вида-
ми обработки — фрезерованием, шлифованием и т. д.
Наоборот, начальник отделения, технолог, мастер поточного
производства обязаны уметь налаживать и работать на различ-
ных станках поточной и автоматической линии — токарных, фре-
зерных, шлифовальных, зуборезных и др.
Например, поточная линия обработки маховика и зубчатого
венца включает следующее основное оборудование: вертикаль-
ные восьмишпиндельные токарно-карусельные полуавтоматы,
сверлильные агрегатные станки, гибочный станок, сварочный
аппарат, электронагревательную печь, многорезцовые и одно-
шпиндельные токарные полуавтоматы, зубофрезерные и балан-
сировочные станки. И начальник участка, и мастера такой ком-
плексной поточной или автоматической линии должны знать
конструкцию всего этого оборудования, должны уметь налажи-
вать и работать на любой из перечисленных машин (т. е. они
должны быть специалистами широкого профиля).
В отличие от технолога непоточного производства технолог,
работающий на любом участке поточного производства, должен
знать весь технологический процесс изготовления деталей.
В подшипниковом производстве, где цех выполняет одну или
две операции, узкая специализация распространяется на весь це-
ховой персонал вплоть до начальника цеха. Начальник автомат-
ного цеха занят только обтачиванием подшипниковых колец на
автоматах, не имея соприкосновения с другими видами обработ-
ки, начальник шлифовального цеха занимается только обработ-
кой колец шлифованием и т. д.
Таким образом, цеховые работники непоточного производст-
ва имеют узкую специальность, а цеховые работники поточного
производства должны быть специалистами широкого профиля.
Это важное положение нужно иметь в виду при переводе
производства на поточное или при организации нового поточно-
автоматизированного производства. До пуска вновь создава-
емых поточно-автоматизированных линий необходимо подгото-
вить мастеров и наладчиков широкой специальности, умеющих
налаживать все станки порученных им линий.
Несоблюдение этого важного условия при построении поточ-
79
него производства приводит к неправильной организации труда
на поточных линиях и снижению их эффективности.
В рассмотренном выше примере неправильной организации
планирования и учета работы на поточной линии это основное
условие не было соблюдено. Хотя оборудование в поточных лини-
ях было расставлено по технологическому процессу, мастера уз-
кой специальности непоточного производства продолжали обслу-
живать и налаживать станки по-старому: мастер-токарь обслужи-
вал только револьверные станки; мастер-шлифовщик обеспечи-
вал работу только шлифовальных станков; мастер-фрезеровщик
обеспечивал работу фрезерных станков. Технологическую связь
между отдельными операциями осуществлял только технолог.
И хотя поточные линии обработки деталей внешне были постро-
ены правильно, внутреннее организационное построение потока,
специализация мастеров, организация работы и учета на поточ-
ных линиях были разорваны на отдельные операции, не связан-
ные между собой. Работа на поточной линии выполнялась так
же, как и при непоточном методе; большого эффекта эта линия
не давала, пока не были устранены отмеченные отступления.
Мастер поточной линии должен обеспечивать работу всех
станков своей линии или только отдельного ее участка, если по-
точная линия имеет большое количество оборудования. Наладчи-
ки налаживают от 8 до 12 станков, расположенных подряд в по-
точной линии, например с 1-й по 8-ю операцию, с 9-й по 16-ю
и т. д., хотя в данный диапазон могут входить станки раз-
ных типов.
Такой метод руководства поточными линиями и участками
поточных линий обеспечивает необходимую связь между отдель-
ными операциями, непрерывность процесса обработки и наи-
большую производительность труда.
Приведенный выше пример подтверждает это положение.
После того как мастер стал руководить и отвечать за работу
всей поточной линии, а наладчик — за отдельные ее участки, ког-
да был упрощен учет и обеспечено правильное движение дета-
лей в обработке, выпуск деталей данной поточной линии при на-
личном оборудовании и с тем же составом рабочих к концу вто-
рого месяца увеличился на 28%, а цикл изготовления деталей
сократился с 35 до 3 дней.
На автоматической линии, где имеется автоматическая пере-
дача деталей с одной операции на другую, и наладчик и рабочий
должны знать и уметь налаживать любой станок автоматиче-
ской линии, т. е. должны быть специалистами широкого профиля.
В индивидуальном производстве, где имеется по одной, еди-
нице оборудования разных типов, мастер и технолог имеют дело
с разными станками, но рабочий, хотя и имеет высокую квали-
фикацию, является узким специалистом: токарем, фрезеровщи-
ком, шлифовщиком и т. д.
ГЛАВА III
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОТОЧНО-АВТОМАТИ-
ЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
§ 13.	ТРУДОЕМКОСТЬ И СЕБЕСТОИМОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
В ПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Экономическая эффективность поточного производства опре-
деляется короткими производственными циклами, минимальны-
ми трудоемкостью и себестоимостью изготовления изделий.
Улучшение экономических показателей при внедрении поточных
методов является результатом действия следующих факторов.
Закрепление операций за оборудованием, расставленным по
ходу выполнения процесса изготовления изделия, и выполнение
рабочими в течение длительного времени одних и тех же опера-
ций создают предпосылки повышения производительности труда
рабочих поточных линий.
Ликвидируются характерные для непоточного производства
дополнительные транспортные и складские операции, требу-
ющие значительного числа рабочих, а также оборудования и
площадей для выполнения этих операций. Упрощение системы
планирования, учета и управления производством сводит до ми-
нимума организационные потери, что также является важным
условием повышения производительности труда. После перевода
на поточный метод обработки деталей и сборки изделий выпуск
их при неизменном составе оборудования и оснастки обычно воз-
растал на 40—50% уже в третий-четвертый месяц работы на по-
токе, а трудоемкость производства существенно снижалась.
Еще большие возможности снижения трудоемкости, а значит
и себестоимости, при поточном методе работы открываются в ре-
зультате применения высокопроизводительного оборудования и
оснастки. В непоточном производстве его применение затруд-
нено необходимостью выполнения каждым станком различных
операций и обработки разнообразных деталей. Обработка каж-
дой новой партии деталей в непоточном производстве требует
новой оснастки, инструмента и настройки станка. Этому отвеча-
ют станки и оснастка универсального типа, обеспечивающие воз-
можность переналадки станка на выполнение разнообразных
операций. Однако трудоемкость обработки на таких станках
в десятки раз больше трудоемкости обработки на специализиро-
ванных высокопроизводительных станках. Сказанное можно по-
яснить следующим примером.
На рис. 28 показана токарная обработка ступенчатого вала
на станках разного типа тремя способами. На черновую и чисто-
вую токарную обработку вала на универсальном токарном стан-
ке (рис. 28, а) затрачивается 25,5 мин при высокой квалифика-
81
ции токаря. В случае обработки того же вала на двух одно-
шпиндельных многорезцовых токарных полуавтоматах 14 и 10
резцами одновременно (рис. 28, б) время обработки сократится
до 9,8 мин, или в 2,6 раза. Наконец, при обработке подобного
вала на вертикальном шестишпиндельном токарно-карусельном
полуавтомате непрерывного действия с одновременной работой
45 резцов (рис. 28, в) время на токарную обработку вала сокра-
тится до 1,5 мин, или в 17 раз.
Рис. 28. Обработка ступенчатого вала:
а) — на универсально-токарном станке; б) — на одношпиндельном много-
резцовом полуавтомате; в) — на шестишпиндельном токарно-карусельном
полуавтомате непрерывного действия
Иногда в непоточном производстве при значительном выпус-
ке деталей некоторые операции закрепляют за определенным
оборудованием. Такое закрепление является по существу внед-
рением элементов поточности в непоточное производство. Даже
частичное закрепление операций за станками имеет некоторые
преимущества по сравнению с типичным непоточным произ-
водством.
Основной причиной недостаточного применения высокопроиз-
водительного оборудования в непоточном производстве является
принцип групповой расстановки оборудования (токарные, фре-
зерные, шлифовальные, сверлильные и другие станки). В этом
случае расчет потребного количества оборудования и его за-
грузки выполняют по общему количеству станко-часов, затрачи-
82
ваемых на обработку данного вида для всего набора деталей.
Процесс обработки деталей обезличен, скрыт в общем количест-
ве часов и распределен по видам работ. Обезличенный расчет
токарных станков предусматривает возможность обработки на
каждом станке разных деталей, подходящих под размер данно-
го станка,— ступенчатого вала, ступицы, шкива, барабана, ше-
стерни и т. д—в зависимости от задания, которое будет выдано
на данный станок. Станки подбирают не для обработки опреде-
ленных деталей, а для выполнения общего количества нормо-
часов.
Какие это будут станки? Очевидно, станки универсального
типа, позволяющие выполнять на них самые разнообразные ра-
боты, хотя и с невысокой производительностью. В противопо-
ложность этому в поточном производстве, когда за основу берет-
ся процесс обработки одной или нескольких деталей, возможно
применять более производительное оборудование даже при отно-
сительно небольшом выпуске изделий. При невысоком выпуске
следует проектировать групповые поточные линии и технологи-
чески замкнутые участки, закрепляя за каждым станком не-
сколько операций и подбирая для них высокопроизводительное
оборудование.
Немалой помехой при использовании высокопроизводитель-
ного оборудования является требование высокого процента его
загрузки. В настоящее время коэффициент загрузки оборудо-
вания— один из обязательных показателей при оценке проектов
цехов, участков, линий. Принято, что подобный коэффициент
удовлетворителен в размере 70—80% и выше. Вот почему про-
ектанты-технологи иногда отдают предпочтение малопроизводи-
тельным, но достаточно высоко загруженным станкам.
Высокий коэффициент загрузки оборудования весьма жела-
телен, но не может и не должен быть единственным критерием
оценки различных вариантов технологического процесса. Основ-
ными критериями всякого технологического процесса являются
трудоемкость и себестоимость изготовления детали, которые мо-
гут быть минимальными, даже при относительно небольшой за-
грузке отдельных станков.
Как правило, трудоемкость изделий в непоточном производ-
стве во много раз выше трудоемкости аналогичных изделий в по-
точном производстве. Так, станкоемкость механической обработ-
ки комплекта деталей трехтонного грузовика в непоточном про-
изводстве с небольшим выпуском колеблется от 600 до 1200
станко-часов, тогда как в поточном производстве и при большом
выпуске станкоемкость обработки комплекта деталей составляет
около 60 станко-часов, или в 10—20 раз меньше. Такое колеба-
ние объясняется различной структурой оборудования механиче-
ских цехов непоточного и поточного производств. В то время
как в непоточных механических цехах состав оборудования ос-
83
тается неизменным при различных масштабах выпуска, в поточ-
ных механосборочных цехах этот состав существенно изменяет-
ся: при увеличении выпуска изделий доля высокопроизводитель-
ных автоматических станков в структуре парка возрастает.
Таблица 7
Соотношение типов оборудования механических цехов
поточного и непоточного производств
Наименование станков	Процентное соотно- шение станков			Процентное соотно- шение станков, приведенное к уни- версальным ”		
	цех непоточного производства	цехи поточ- ного произ- водства		один станок заменя- ет простые	цех непоточного производства	цех поточного про- изводства с боль- шим выпуском
		со средним выпуском	с большим выпуском			
Простые токарные	 Токарно-карусельные	 Револьверные	 Многорезцовые одношпиндельные Токарные автоматы и полуавтоматы многошпиндельные	 Строгальные	 Горизонтально- и вертикально-фре- зерные 	 ... Многошпиндельные фрезерные . . . Протяжные вертикальные и гори- зонтальные	 Долбежные	 Сверлильные и расточные одно- шпиндельные	 Агрегатно-сьерлильные ...... Автоматические линии 	 Точные расточные ......... Круглошлифовальные	 Плоскошлифовальные	 Бесцентрово-шлифовальные и мно- гокамневые круглошлифовальные Внутришлифовальные	 Разные		26,0 2,3 12,0 1,2 0,5 7,2 14,2 0,5 1,2 12,5 0,1 9,0 6,6 0,1 6,6	7,5 0,8 6,3 11,3 2,6 10,0 1,7 2,0 17,0 3,0 0,5 7,2 3,2 2,2 2,7 22,0	3,0 0,1 3,4 7,6 8,1 5,7 4,3 3,6 12,0* 12,6 1,6 1,0 5,5 1,6 5,3 1,6 23,0	1 1 1 4 15 1 6 8 4* 10 80 6 1 1 10 Ь 3	26,0 2,3 12,0 4,8 7,5 7,2 14,2 4,0 1,2 12,5 0,6 9,0 6,6 1,0 6,6	3,0 0,1 3,4 30,4 121,5 5,7 25,8 28,8 48,0 126,0 128,0 6,0 5,5 1,6 53,0 1,6 69,0
Итого. . . .	100%	100% |	100%	—	115,5	657,4
* Универсальные станки, оснащенные многошпиндельными сверлильными головками,
В табл. 7 приведено процентное соотношение станков непо-
точного и двух поточных механических цехов для изготовления
машин весом 3—6 т.
Приняв общее количество станков для всех цехов одинако-
84
вым и равным N, можно сравнить производительность этих це-
хов в целом по разным типам оборудования. Количество станков
для токарных работ в непоточном цехе равняется 0,427V; количе-
ство станков для токарных работ второго поточного цеха состав-
ляет всего 0,227V. Однако производительность этих станков бу-
дет в несколько раз выше производительности токарных станков
непоточного цеха. Приняв в среднем производительность много-
резцового станка равной производительности четырех простых
токарных станков и производительность одного шести- и вось-
мишпиндельного токарно-карусельного полуавтомата равной
производительности 15 простых токарных станков, найдем, что
производительность токарной группы поточного цеха будет соот-
ветствовать производительности 157,97V простых токарных стан-
ков, т. е. в 3,8 раза (157,9:42) больше производительности то-
карной группы станков непоточного цеха, хотя количество стан-
ков в поточном цехе примерно в 2 раза меньше, поскольку
0,427V: 0,227V^2.
Подсчитав таким же образом производительность других
станков, найдем, что при одинаковом количестве станков 7V про-
изводительность поточного цеха Рп будет больше производитель-
ности непоточного цеха Рн в 5,7 раза:
РП:РН== 6,587V: 1,157V^5,7.
Приведенные соотношения дают приближенное представле-
ние о производительности механических цехов непоточного и по-
точного производств. Учитывая, что универсальные станки в по-
точном производстве оснащены специальными приспособлениями
и инструментом и работают как настроенные станки, можем
принять, что производительность их будет также значительно
выше аналогичных станков непоточного цеха. Поэтому при рав-
ных количествах оборудования поточный цех может выпускать
в 6—10 раз больше изделий, чем непоточный. Подобный вывод
полностью согласуется с практикой работы поточных цехов ав-
томобильного производства.
Таким образом, непоточное производство является недо-
статочно совершенной структурой производства, характеризую-
щейся высокой трудоемкостью и себестоимостью изготовления
продукции. Однако применение высокопроизводительного обо-
рудования вполне возможно и в условиях непоточного произ-
водства. Целесообразность этого будет обоснована в следую-
щем параграфе.
§ 14.	УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ СТАНКОВ
ПРИ НЕБОЛЬШОМ ВЫПУСКЕ ИЗДЕЛИЙ И НЕВЫСОКОЙ ИХ
ЗАГРУЗКЕ
Целесообразность использования высокопроизводительного
оборудования при небольшом выпуске изделий можно опреде-
лить, сравнивая экономию заработной платы, получаемую от
85
применения подобного оборудования, с дополнительными за-
тратами на его приобретение по следующей формуле:
QC3^K,	(11)
где Q —количество деталей, подлежащих изготовлению за
период его службы, шт.;
Сэ— экономия на заработной плате, получаемая при об-
работке одной детали на высокопроизводительном
станке;
К —дополнительные затраты на приобретение высоко-
производительного станка, руб.
Фактическая экономия будет значительно больше подсчи-
танной таким образом экономии за счет влияния накладных
расходов, не учитываемых в данной формуле. В главе «Метод
определения эффективности технологического процесса» приве-
ден метод расчета эффективности различных вариантов техно-
логических процессов с учетом влияния накладных расходов.
Для целей предварительного выбора оборудования вполне
удовлетворителен рассматриваемый метод расчета.
Очевидно, что высокопроизводительный станок будет эффек-
тивен при соблюдении формулы (И), из которой можно найти
минимально необходимый суточный выпуск фд, достаточный
для применения высокопроизводительного оборудования.
Выпуск Q можно представить в виде
Q = FdQ„	(12)
где F — годовой фонд работы оборудования, дни;
d —• принятый срок покрытия дополнительных затрат,
годы;
фд_--суточный выпуск, шт.
Экономия на заработной плате:
= С1 С2,	(13)
здесь Сх — расценка на операцию для универсального станка,
руб. (с включением начислений на заработную плату, рав-
ных 0,04s):
Ci +0,04)$/,
где s — минутная заработная плата станочника, руб.;
/ — станкоемкость, мин;
С2 — расценка на операцию для высокопроизводительного
станка, руб.
За критерий.сравнения примем высокопроизводительный ста-
нок. Если его стоимость в рублях обозначим через Д2, стои-
мость менее производительного станка — через Д1 руб. и число
станков, заменяющих один высокопроизводительный станок, -—
через п, то дополнительные затраты на приобретение высоко-
производительного станка
К = Л2 —	(14)
86
Число универсальных станков п можно приближенно (без
учета потерь) найти по формуле
„ =	(15)
где tx — станкоемкость операции при обработке детали на уни-
версальном станке, мин\
/ — суточный фонд станочного времени, мин.
Подставив в формулу (11) значения из уравнений (12)—(15),
получим
Д1^/>Л2-Л1«,	(16)
откуда суточный выпуск фд, достаточный для применения вы-
сокопроизводительного станка, будет
г) _	Ain _ __А2___
Fd(Ci — С2) ~	„ л	U '
Фактический коэффициент загрузки станка будет найден
по формуле
’I—(18)
д	Fd (Сэ1 + СЭ2)
В этих формулах:
С91 + Сэ2 экономия
обработке
При закреплении за высокопроизводительным станком не
одной, а двух деталей с одинаковым суточным выпуском фор-
мулы (16) и (17) примут следующий вид:
Сд(Сэ1	F d = А2 — (Д1« +	(16а)
п	+	=Л т < (17а)
л г Л
Frf (СЭ1 + СЭ2) + Ах -j- 4-	~~j
на заработной плате, реализуемая при
первой и второй деталей на высокопро-
изводительном станке;
Л'д, п', t\ — стоимость станка, количество станков и станко-
емкость изготовления второй детали на малопро-
изводительных станках.
При одинаковой станкоемкости и стоимости универсального
оборудования для обеих деталей минимальный суточный выпуск
каждой детали будет в 2 раза меньше. При закреплении трех
деталей за станком минимальный суточный выпуск каждой из
трех деталей соответственно уменьшится, составляя в среднем
одну треть минимального суточного выпуска одной детали Qr
87
Пример 1. Определим по указанному методу минимально
необходимый выпуск и минимальную загрузку высокопроизво-
дительного станка для обработки ступенчатого вала (рис. 28)
и двух шестерен (рис. 29).
Минимальный суточный выпуск валиков, целесообразный
для их обработки (см. рис. 28) на шестишпиндельном токарно-
карусельном автомате непрерывного действия,
Qa= ----------
Fd (Cx — C2) + Ax ~~r
16 000
16 000
— ~	92 шт.
307 X 2 (0,23 — 0,013) +
Для простоты расчетов примем Qa = 100 шт. При определе-
нии Q принято:
А2 — стоимость станка (16000 руб.);
F — годовой фонд станочного времени (307 дней);
d — срок выпуска валиков и срок окупаемости затрат
на приобретение шестишпиндельного полуавтомата
(2 года);
Сх и С2 — расценки на обработку валика (см. рис. 28) на токар-
ном станке и полуавтомате:
Сх st} = 0,009 X 25,5 = 0,23 руб.,
где s = 0,009 руб. — минутная заработная плата станочника;
tx — станкоемкость обработки валика на токар-
ном станке — 25,5 мин\
С2 = s/2 = 0,009 X 1,5 = 0,013 руб.,
где /2 = 1,5 мин — станкоемкость обработки валика на шести-
шпиндельном полуавтомате;
А! — стоимость токарного станка— 1350 руб.;
/ — суточный фонд работы станка — 840 мин.
Для обработки 100 валиков в сутки потребовалось бы со-
гласно уравнению (15) три универсально-токарных станка:
QJ, _ 100 x 25,5
§40--=3 станка.
При указанном выпуске загрузка шестишпиндельного полу-
автомата согласно уравнению (18) будет
100 X 1,5 л io	юл/
= или 18%’
а загрузка каждого из трех универсально-токарных станков —
100 X 25,5	<
~ —3>Г84б— = 1.01 • или 101 % •
Позиция 1
Позиция П
ПозицияШ
Рис. 29. Схема унифицированной наладки для обработки двух шестерен (цилиндриче-
ской А и конической Б) на шестишпиндельном токарно-карусельном полуавтомате:
позиция I — загрузочная; позиция 21 — в гнезде а крепят инструменты: 1 — для детали А;
2 — для детали Б; позиция III — в гнездах а, б, в и г крепятся инструменты: 1, 2, 3 — для
детали А; 4, 5, 6 — для детали Б; позиция IV — в гнездах а, б, в крепят инструменты:
1, 2, 3 — для детали А; 4, 5 — для детали Б; позиция V — в гнездах а и б крепят инстру-
менты: 1 — для детали А; 2, 3 — для детали Б; позиция VI — в гнездах а, б крепят инстру-
менты; I, 2 — для детали А; 3 — для детали Б
89
Дополнительные затраты на приобретение шестишпиндель-
ного токарного полуавтомата окупятся экономией заработной
платы через 2 года, что видно из решения уравнения (16):
(?д(С1-с2)^>д2-л1^1,
откуда
100 X 0,22 X 307 X 2> 16 000- 1350 X 3,
13 324 руб. > 11 950 руб.
Сравнивая тем же способом обработку валиков (см. рис. 28)
на двух многорезцовых одношпиндельных токарных полуав-
томатах и шестишпиндельном полуавтомате, найдем, что при
том же суточном выпуске (<2Д= 100 шт.) экономически выгод-
нее применять шестишпиндельный полуавтомат.
В табл. 8 приведены сравнительные данные обработки
100 валиков в сутки на станках трех типов.
Таблица 8
Эффективность обработки ступенчатого вала
на трех типах станков
Наименование показателей	Токарно- универсал fa- ные станки	Одношпин- дельные многорезцо- вые станки	Шестишпин- дельные то- карно-кару- сельные 110- л уавтоматы
Станкоемкость, мин		25,5	9,8	1,5
Расценка на одну деталь, руб.. . .	0,23	0,082	0,013
Количество станков для выпуска 100 валиков в сутки 		3	2	1
Загрузка станков, %		101	58	18
Общий выпуск деталей, обеспечи- вающий окупаемость дополни- тельных затрат на приобретение шестишпиндельного полуавтомата экономией заработной платы . . .	55 000	51 000	
Потребное количество рабочих для выпуска 100 деталей в сутки . . .	6	2	0,32
Потребное количество площадей под станки, м2 .......... Резервы оборудования.по дополни- тельному выпуску валиков в две смены, шт		36	24	12
	0	66	444
Таким образом, при выпуске 50 валиков в смену и загрузке
шестишпиндельного полуавтомата всего на 18% экономически
более выгодно применение высокопроизводительного станка.
Фактическая выгода будет значительно больше за счет влия-
ния накладных расходов, за счет меньшего количества рабочих
и меньшего размера площадей.
90
Шестишпиндельный токарно-карусельный полуавтомат ра-
ботает как станок, настроенный на определенную операцию;
поэтому его применение возможно только в индивидуальных
групповых поточных линиях или на технологически замкнутых
участках, где существует закрепление операций за определен-
ными станками. В непоточном производстве использование по-
добных станков будет недостаточно эффективным.
Пример 2. На рис. 29 изображена схема унифицированной
наладки на шестишпиндельном токарно-карусельном полуав-
томате для обработки двух шестерен — цилиндрической А и
конической Б. Унифицированная наладка позволяет сократить
время на переналадку станка для обработки второй детали
с 8—12 до 3—4 ч.
Найдем минимальный суточный выпуск каждой детали,
экономически выгодный для применения высокопроизводи-
тельного станка, по основным данным табл. 9.
Таблица 9
Эффективность обработки деталей на универсальных
и многопозиционных станках
Наименование экономических показателей	Деталь А		Деталь Б	
	универ- сальные токарные станки	шести- шпиндел ь- ные полу- автоматы	универ- сальные токарные станки	шести- шпиндел ь- ные полу- автоматы
Станкоемкость, мин	 Расценка на обработку одной де-	40	3,0	120	5,0
тали с начислениями на зарпла- ту, руб		0,33	0,03	1,0	0,042
Стоимость станков, тыс. руб. . . .	1,35	15,0	1,35	15,0
Суточный выпуск каждой детали
Q = _______________;
Ч-Д	f	f /
Fd(C3i+C32) + А'-у- + А^ —
15 000	15 000
”	120 -НО ~ 773 4- 257
307 X 2(0,3 4-0,96) 4- 1350 ——
ШТ.
Количество потребных токарно-универсальных станков для
обработки по 15 деталей А и Б в сутки будет
15 (40 4- 120) о о
п ==---1—L== 2,8 станка.
Принимаем 3 станка с загрузкой каждого на 95%'.
Загрузка шестишпиндельного токарного полуавтомата
Од (С +	15 у 8	1Лп
----j-----	или 14
91
Дополнительные затраты на приобретение токарного полу-
автомата окупаются экономией на заработной плате после вы-
пуска каждой детали в количестве Q:
Q = Q^Fd = 15 X 307 X 2 = 9210 шт.
И в данном примере оказалось экономически более выгод-
ным применение высокопроизводительного станка даже при
загрузке всего 14,0% (при закреплении за станком двух раз-
ных деталей). Процент загрузки станка увеличивается за счет
времени на переналадку сганка. Если это время будет состав-
лять Тн = 3 ч и станок будет переналаживаться в течение меся-
ца восемь раз, то полная загрузка станка повысится на
7Н X 8 X ЮО = 24 X ЮО
71 —	14 X 25	14 X 25
-7о/о,
гий диаметром 6—14 мм
еля (рис. 30) (сверху и
Рис. 30. Блок цилиндров бензи-
нового двигателя
а в целом т] = 14,0 + 7,0 = 21,0%.
Пример 3. Для сверления 73 о
в блоке цилиндров бензинового ;
и с двух боковых сторон) можно
применить радиально-сверлиль-
ные станки с поворотными кон-
дукторами либо трехсторонний
агрегатный станок, одновременно
производящий сверление 73 от-
верстий. Возникает вопрос, при
каком выпуске и какой нагрузке
целесообразно применять агре-
гатный станок? При сверлении
73 отверстий разных диаметров
на радиальных станках время на
обработку одного блока составит
примерно 136 мин, а при сверле-
нии этих же отверстий на агре-
гатном трехстороннем 73-шпин-
дельном станке эта же работа
будет выполнена за 3 мин.
При сравнении двух вариан-
тов сверления блока цилиндров необходимо иметь в виду, что
специальный агрегатный 73-шпиндельный станок не может
быть использован для изготовления какого-либо другого изде-
лия, поэтому его стоимость должна быть полностью покрыта
экономией на заработной плате.
При сверлении блоков цилиндров на радиально-сверлиль-
ных станках их стоимость за этот же период уменьшится на
сумму амортизации. Поэтому вместо полной стоимости стан-
ков должна быть взята сумма амортизации этих станков
за d лет;
92
ах = 0,083/Цб/,
где 0,083/1! — сумма годовой амортизации из расчета полной
амортизации за 12 лет.
Приняв срок окупаемости агрегатного станка d равным
2 годам, стоимость 73-шпиндельного агрегатного станка А2 =
= 15 000 руб., стоимость радиального станка с роторным кон-
дуктором /Ij = 5000 руб., найдем номинальный суточный вы-
пуск блоков цилиндров (Эд, целесообразный для применения
агрегатного станка:
=-----------------Г =
Fd (С, — С2) + at -j-
__________________15 000_______________ = 15 000 _ . R
307 x 2(1,2 — 0,03)+ 0,083 x 5000 x 2-^-	720 + 135
Ci = 5/j = 0,009 X 136,0 = 1,2 руб.,
С2 = st2 = 0,009 X 3,0 = 0,03 руб.;
Для выпуска 18 блоков в сутки потребовалось бы радиаль-
но-сверлильных станков
п = 18 х 136 _2 9
840	“ ’
Для расчета приняты три станка, каждый с загрузкой
*1 = 2ХОХ 1°° = 97%
О
Трехсторонний агрегатный станок будет загружен лишь на
_ 18 X 3,0 X ЮО = 6 5о/
840
Таким образом, при выпуске 18 блоков в сутки и загрузке
агрегатного станка всего на 6,5% его полная стоимость оку-
пается экономией на заработной плате в течение 2 лет.
Данный пример также подтверждает целесообразность при-
менения высокопроизводительного оборудования с относитель-
но невысокой его загрузкой.
Всякое повышение загрузки высокопроизводительного стан-
ка будет соответственно увеличивать его эффективность.
§ 15.	ЗНАЧЕНИЕ ОСНАСТКИ В ПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Время, расходуемое на обработку детали на станке, скла-
дывается из машинного и вспомогательного времени, затрачи-
ваемого на установку и съем детали, на смену и регулирование
инструмента. Для станков, у которых вспомогательное время
не совмещается с машинным, вспомогательное время состав-
93
ляет обычно 50% от штучного, а при высоких режимах резания
часто возрастает до 55—70%. Поэтому возможность увеличе-
ния выпуска деталей со станка в значительной мере зависит
от сокращения вспомогательного времени. Сказанное справед-
ливо применительно ко всем видам металлорежущего оборудо-
вания, но особенно к высокопроизводительным станкам, выпу-
скающим 120—60 деталей в час, когда машинное время со-
ставляет 0,5—1,0 мин.
На многопозиционных станках и на станках с многопози-
ционными приспособлениями детали устанавливаются в период
работы станка, т. е. вспомогательное время совмещается с ма-
шинным. Но и в этом случае на выпуск деталей со станка
влияет вспомогательное время, которое может быть больше
машинного при ручном зажиме детали или при утомлении
рабочего, если крепление детали требует значительных
усилий.
Существуют два основных способа крепления деталей
в приспособлениях: первый способ основан на использовании
ручного винтового и эксцентрикового зажима, второй— на при-
менении пневматического, гидравлического, электрического или
иного механизированного зажима.
При ручных винтовых зажимах на закрепление и освобож-
дение детали затрачивается в 8—10 раз больше времени, чем
при автоматизированных; кроме того, для осуществления руч-
ного зажима необходимо приложить значительное (до 100 н и
более) усилие. Если, например, на закрепление детали в при-
способлении только двумя винтовыми зажимами и на освобож-
дение ее расходуется 20—30 сек, то в автоматизированном
приспособлении на эту же операцию затрачивается лишь
2—3 сек.
Каждое ручное ’зажатие при помощи винтового или экс-
центрикового зажима и освобождения детали требует прило-
жения усилия рабочего до 100 н и более, причем при двух вин-
товых зажимах рабочий должен четыре раза приложить это
усилие в течение нескольких минут.
Количество пятисекундных силовых импульсов, отдаваемых
рабочим в течение смены,
и = -р- 2/г = 756	,	(19)
где т — количество рабочих минут в смену;
tm — штучная норма времени обработки детали на станке;
п — число ручных зажимов в приспособлении;
—коэффициент рабочего времени, учитывающий потери
на обслуживание станка, личные надобности рабочих
и др., принятый равным 0,9.
94
Работая на станке непоточного производства, оснащенном
приспособлением с двумя винтовыми зажимами, рабочий при
штучной норме времени 20—40 мин будет делать за смену
U = 756~ = 38н- 76 импульсов.
Такое количество силовых импульсов не утомит рабочего.
С другой стороны, при 20—40-минутной операции уменьшение
времени на крепление и открепление детали на 30—40 сек за
счет автоматизации приспособления снизит общее станочное
время только до 19—39 мин, или на 2,5—5%. Выпуск деталей
за смену также заметно не изменится и будет составлять
п 420 x 0,9 1n on
<?д = —.----= Юн-20 деталей.
t Ш
При станкоемкостн операции 2 мин на высокопроизводи-
тельном станке ручной зажим детали увеличит штучное время
£ш на 30—40 сек, или на 25—30%, и снизит сменный выпуск со
190 до 142 деталей, или на 58 деталей в смену. Поскольку по-
добное неполное использование станков недопустимо, в поточ-
ном производстве на высокопроизводительных станках приме-
няют, как правило, автоматически действующие приспо-
собления.
В ряде случаев ручные зажимы могут обеспечить высокий
выпуск деталей со станка, но утомляемость рабочего, вызы-
ваемая большим количеством зажимов, не позволяет исполь-
зовать полностью производительность станка, и максимальный
выпуск будет определяться не станком и приспособлением,
а утомляемостью рабочего. При станкоемкостн операции
^ш = 2 мин рабочий делает за смену
и	2
U = 756 — = 756	= 756 зажимов и разжимов.
Количество зажимов, которое может сделать рабочий за
смену, зависит от его состояния здоровья и от усилия, необхо-
димого для выполнения зажима.
Данные заводской практики показывают, что при значитель-
ном усилии, необходимом для крепления детали, средний ра-
бочий может выполнить за смену до 700 зажимов. На большее
количество зажимов способен не каждый рабочий. Поэтому,
если будет дано задание обработать за смену примерно 250 де-
талей в приспособлении с двумя винтовыми ручными зажима-
ми, требующими приложения максимального усилия, рабочий
не сумеет обработать заданное количество деталей, хотя произ-
водительность станка и будет достаточной.
На рис. 31 показано приспособление для обработки торцов
1 и 2 блока цилиндров на барабанно-фрезерном станке. Детали
в этом приспособлении крепят двумя винтовыми зажимами.
Рабочий средней физической силы обрабатывает за смену
95
225 блоков, хотя станок обеспечивает выпуск 280 блоков.
Таким образом, из-за утомляемости рабочего производитель-
ность станка будет использована только на 80%. Замена руч-
ных зажимов пневматическими позволила бы повысить смен-
ный выпуск на 25% при резком снижении утомляемости.
Для фрезерования и центровки торцов коленчатого вала на
одном заводе применялись два станка (рис. 32): фрезерно-
центровочный станок с ме-
ханическим креплением 2
детали, но останавливаемый
при снятии обработанной и
установке новой детали, и
фрезерно-центровочный ста-
нок барабанного типа с
установкой детали во время
работы станка, но с ручным
приспособлением 7, имею-
щим два винтовых зажима.
Первый станок обеспечивал
обработку 200, второй — 270
валов в смену. Несмотря на
одинаковую расценку и воз-
можность получения повы-
шенного заработка, рабочий
не смог обрабатывать боль-
Рис. 31. Приспособление с ручными
зажимами для обработки блока ци-
линдров на барабанно-фрезерном
станке
ше 200 валов в смену, так как крепление валов ручными зажи-
мами его преждевременно утомляло.
Как и в первом примере, для облегчения труда и улучше-
ния использования станка завод изготовил приспособление
с механическим зажимом.
Таким образом, облегчая условия труда, высокоэффектив-
ные автоматизированные приспособления в непоточном произ-
водстве не способствуют увеличению выпуска деталей. Поэто-
му они не имеют широкого применения в непоточном производ-
стве. Обычно станок непоточного производства обрабатывает
различные детали. Для такой работы наиболее подходят уни-j
версальные зажимные приспособления, обеспечивающие воз-|
можность установки в них различных деталей. Для токарной
обработки деталей средней размерности это будут трехкулач-!
ковые патроны и планшайбы с винтовым креплением детали,'
для фрезерных и строгальных работ — универсальные
тиски и т. д.	j
Выполнение каждым станком поточной или групповой по-
точной линии одних и тех же операций в течение длительного
времени позволяет применять высокоэффективные автоматиче-
ские приспособления.
Рис. 32д Приспособление для фрезерования торцов и центрования колен-
чатого вала:
2 — ручной зажим; 2 — механический зажим
97
На рис. 33 изображено автоматизированное приспособление
для сверления контрольных отверстий в блоке цилиндров (см.
деталь на рис. 30).
Блок цилиндров массой около 140 кг легко вталкивается
по роликам в приспособление до заднего упора. Поворотом пу-
сковой рукоятки два пневматических цилиндра 1 и 2 слегка
прижимают блок к задней стенке приспособления. Загорание
Рис. 33. Пневматический кондуктор для сверления и развертывания двух
базовых отверстий в блоке цилиндров
зеленой лампы 3 указывает рабочему на правильную установку
блока цилиндров в приспособлении. Кондуктор закрыт, и ра-
бочему без светящейся лампочки трудно было бы проверять
правильность установки блока. Дальнейший поворот пусковой
рукоятки обеспечивает поджим блока к верхней плите приспо-
собления пневматическими цилиндрами 4 и 5. На установку и
зажим детали затрачивается около 5—7 сек. Столько же вре-
мени занимает освобождение и выталкивание блока цилиндров
из кондуктора. Несмотря на большую массу блока, усилие,
затрачиваемое рабочим на установку и съем детали, весьма
незначительно.
Приспособление для фрезерования шпонки, показанное на
рис. 34, имеет два пневматических цилиндра. Нижний цилиндр
подает уложенный на призмы коленчатый вал до упора; другой
цилиндр при помощи штока и рычага прижимает шейку вала
к призме. Вал массой 50 кг устанавливают в приспособление
электротельфером и зажимают пневматическими цилиндрами
в течение 7—10 сек, не требуя от рабочего приложения сущест-
венного усилия.	--—
4 Зак. 2446
1150 К^егмеи1ЛНЬ1е шпоночнЬ!г кйнабки
Рис. 34. Пневматическое приспособление для фрезерования сегментной шпоночной канавки в шейке
коленчатого вала
99
Для сравнения с пневматическим на рис. 35 показано при-
способление для фрезерования плоскости картера редуктора
с ручными зажимами, применяемое в непоточном производстве
при небольшом выпуске деталей. Детали крепят шестью при-
жимными планками, каждую планку крепят отдельным бол-
том. На крепление детали затрачивают около 90 сек; столько
же времени требуется на открепление детали.
Рис. 35. Приспособление с ручным зажимом для фрезерования корпуса
редуктора
Установку и выемку детали из приспособления выполняет
мостовой кран. На эту операцию требуется около 180 сек, т. е.
всего на установку и съем детали затрачивается 6 мин; фрезе-
рование детали продолжается 8 мин. Таким образом, за смену
рабочий обрабатывает 30 деталей и 360 раз приложит усилие
для закрепления и открепления детали. При большом выпуске
деталей ручные зажимы могли бы ограничивать производи-
тельность станка, поэтому они автоматизируются.
Малопроизводительные оборудование и приспособления не
способствуют широкому применению в непоточном производ-
стве столь высокоэффективного инструмента, как фасонные
резцы, комбинированный осевой инструмент, фасонные про-
тяжки, профильные шлифовальные круги и т. д.
Из описанного следует:
1)	высокоэффективные автоматизированные зажимные при-
способления и другая оснастка мало применимы в непоточном
производстве, во-первых, потому, что их применение не увели-
чивает выпуска продукции и не снижает заметно трудоемкости
работы, во-вторых, потому, что отсутствие закрепления опера-
ций за станками требует использования универсальной, менее
производительной оснастки. Механизированная оснастка в не-
поточном производстве применима только при массовом выпу-
ске деталей, как, например, в подшипниковом производстве;
2)	применение автоматизированной оснастки в поточном
производстве вызывается необходимостью полного использо-
вания высокопроизводительного оборудования;
4*
100
3)	приспособления с ручными зажимами ограничивают вы-
пуск высокопроизводительных станков, поэтому их не следует
рекомендовать для поточного производства;
4)	автоматизированная оснастка в поточном производстве,
значительно снижая трудоемкость и себестоимость обработки
деталей, существенно облегчает условия труда.
§ 16.	АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
В ПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Под автоматизацией технологических процессов подразуме-
вается автоматическое выполнение механизмами функций, вы-
полнявшихся ранее рабочими при обработке детали на станке
или на другом оборудовании, включая установку и съем детали
со станка и автоматическую передачу обрабатываемой детали
с одной операции на другую.
Автоматизацию процессов обработки осуществляют станки-
автоматы, полуавтоматы, автоматические линии, а также авто-
матические приспособления и автоматически действующий
межоперационный транспорт.
Необходимо напомнить, что автоматом называется станок,
выполняющий одну или несколько операций без участия ра-
бочего; автомат обеспечивает автоматическую подачу, уста-
новку и закрепление детали в зажимном приспособлении, авто-
матическое движение рабочих органов станка, производящих
обработку детали, освобождение и снятие детали после обра-
ботки и автоматически повторяет указанный цикл работы.
Полуавтоматом называется станок, в котором установка и
зажим детали в приспособлении, освобождение и снятие дета-
ли, а также пуск станка осуществляются рабочим, а все осталь-
ные движения — подвод инструмента, его рабочий ход, отвод
инструмента в исходное положение и остановка станка — вы-
полняются автоматически.
Автоматической линией будем называть соединение группы
станков-автоматов в одно- или многорядный агрегат, автома-
тически выполняющий ряд операций, обеспечивающий установ-
ку, съем и передачу детали от одного автомата к другому.
Автоматический завод представляет собой соединение в од-
но целое нескольких автоматических линий, полностью обраба-
тывающих деталь, производящих сборку и упаковку деталей,
а иногда и получение заготовок деталей, как, например, в ав-
томатическом заводе поршней.
Автоматизация производственных процессов предусматри-
вает широкое применение для изготовления деталей станков-
автоматов, автоматических линий и другого автоматически
действующего оборудования. Роль рабочего при работе на
станках-автоматах и автоматических линиях сводится к наблю-
дению, регулированию и наладке автомата и его отдельных
101
механизмов; в выполнении же операции рабочий не принимает
непосредственного участия.
Выше была показана затруднительность применения стан-
ков-автоматов, полуавтоматов и автоматических линий в непо-
точном производстве. Практика подтверждает это положение.
Хотя применение высокопроизводительного оборудования эко-
номически выгодно при небольших выпусках и невысокой за-
грузке, эти типы станков в непоточном производстве почти не
применяются, за исключением прутковых автоматов.
Рис. 36. Автоматизация межоперационной транспортировки колец на
заводе подшипниковой промышленности:
I — цех токарных автоматов; II — термический цех; III — плоско- и бес-
центрово-шлифовальные станки; IV — цех внутри -и желобошлифоваль-
ных станков; V — технический контроль; 1 — автоматическое транспортное
устройство; . 2 — механический склад-аккумулятор; 3 — пластинчатый
конвейер
Применение автоматов и полуавтоматов вполне возможно
и в непоточном производстве при массовом выпуске деталей.
Однако при расположении однотипных станков группами не
используются преимущества, присущие поточному производст-
ву, и затрудняется механизация и автоматизация межопера-
ционных транспортных операций. Применение автоматов с рас-
положением их группами не сокращает цикла производства,
требует межоперационных кладовых, излишних площадей,
сложного учета и управления производством.
В непоточном производстве для автоматической передачи
деталей между станками, удаленными друг от друга на десят-
ки метров, и распределения обрабатываемых деталей по стан-
кам необходимы крайне сложные автоматические устройства.
Последние, как правило, недостаточно эффективны, что под-
тверждается практикой.
На рис. 36 изображена схема общепринятой расстановки
высокопроизводительного оборудования на заводах подшипни-
ковой промышленности. В каждом отделении цеха расположе-
ны сотни однотипных станков, одновременно обрабатывающих
102
десятки различных типоразмеров колец. Расстояние между
оборудованием двух смежных- операций по обработке кольца
составляет здесь 50—60 м. Станки смежных операций разде-
лены межоперационными складами. В этих условиях межопе-
рационные автоматические устройства должны иметь значи-
тельную длину. Они предназначены для одновременного транс-
портирования и распределения по станкам десятков типораз-
меров колец, а затем для сбора обработанных колец со стан-
ков и транспортирования их на следующий межоперационный
склад.
В то время как применение высокопроизводительного обо-
рудования в непоточном производстве при массовом выпуске
деталей не представляет затруднений, автоматизация транспор-
тирования деталей (колец) с одной операции на другую край-
не осложняется удаленным расположением станков соседних
операций и наличием межоперационных складов. Это под-
тверждают межоперационные автоматические транспортные
устройства, смонтированные в некоторых шарикоподшипнико-
вых цехах.
На токарном участке роликоподшипникового цеха одного
подшипникового завода был смонтирован клавишный конвейер
длиной 90 м для подачи нескольких типоразмеров колец кони-
ческих подшипников к станкам, а затем к контрольным пунк-
там. Сложный распределительный механизм этого конвейера
оказался неудовлетворительным, и завод отказался от его ис-
пользования через некоторое время.
На другом заводе был установлен пластинчатый транспор-
тер длиной 50 м для принудительной подачи подшипниковых
колец к токарным и шлифовальным станкам. После некоторого
периода частичной эксплуатации конвейер был демонтирован,
а транспортирование колец стало осуществляться ручными те-
лежками.
Указанные способы автоматизации межоперационного
транспортирования колец оказались неудачными только пото-
му, что это была попытка автоматизации транспортных опера-
ций в условиях непоточного производства. Автоматизация мог-
ла привиться и быть эффективной, если бы автоматизировались
транспортные операции между станками, расставленными по
ходу процесса обработки.
По этой причине недостаточно эффективна автоматизация
межоперационного транспортирования колец, осуществленная
на подшипниковом заводе для группового расположения стан-
ков (см. рис. 36).
Указанное автоматическое устройство осуществляет транс-
портирование 12 типоразмеров колец диаметром 50—115 мм и
шириной 18—32 мм со склада поковок (склад № 1) на участок
токарных автоматов. Общая длина этого устройства — 75 м.
103
Автоматическое устройство обеспечивает распределение ко-
лец по токарным автоматам вне зависимости от количества и
порядка расположения станков. После обработки кольца из
автоматов поступают самокатом на автоматические подъемни-
ки, поднимающие их на общий конвейер для передачи на конт-
рольный пункт на складе № 2. Установку колец в рабочее поло-
жение на станке выполняет пневматический автооператор.
Для подачи колец со склада № 1 к загрузочному столу ав-
томатического устройства пристроен пластинчатый конвейер
длиной 15 м, проходящий вдоль склада № 1 и направленный
перпендикулярно к автоматической транспортной трассе (см.
рис. 36).
Работа автоматического устройства заключается в сле-
дующем.
На складе № 1 рабочий кладет кольца в автоматический
магазин (аккумулятор), который поднимает кольца и передает
их на автоматическое устройство, доставляющее детали к оп-
ределенному токарному автомату. При помощи автооператора,
без участия рабочего, автомат выполняет токарную обработку
и вновь возвращает кольцо на автоматическое транспортное
устройство, которое передает деталь на контрольный пункт при
складе № 2. На контрольном пункте кольцо проверяют и пере-
дают на склад для хранения и последующей отправки в терми-
ческое отделение.
Дальнейшее использование автоматического транспортного
устройства потребовало бы нескольких съемов и укладок колец
на автоматическое транспортное устройство. В этом случае
транспортное устройство заменило бы электрокары или другой
наземный транспорт, а приемка деталей на складе и укладка
их на транспортное устройство выполнялись бы вручную.
В рассматриваемом примере фактически автоматизированными
оказались только две токарные операции и транспортирование
колец со склада № 1 к токарным автоматам и от автоматов —
на склад № 2. Автоматизация следующих участков (термиче-
ского, шлифовальных и складов № 3, 4, 5) оказалась неосу-
ществленной из-за большой ее сложности и недостаточной
эффективности.
Несмотря на значительные затраты (свыше 500 тыс. руб.),
производительность труда на автоматах увеличилась только
втрое, тогда как на четырех автоматических линиях для обра-
ботки блока цилиндров бензинового двигателя, построенных
по принципу поточной обработки, производительность тру-
да возросла в 10 раз, причем затраты на их приобре-
тение были покрыты экономией на стоимости обработки в те-
чение трех лет.
Причиной недостаточной эффективности автоматизации об-
работки подшипниковых колец является несоблюдение прин-,
104
ципа построения автоматических линий — принципа поточности.
Строгая поточность протекания технологического процесса
является основой построения автоматической линии.
При обработке детали на поточной линии систематически,
ритмично повторяются все движения рабочего, все элементы
станочных, транспортных и контрольных операций. На этой
основе появляется возможность сначала фиксировать, а затем
и рационализировать их для последующей автоматизации.
Строгая последовательность выполнения операций на поточной
линии позволяет также объединить некоторые операции с целью
их совмещенного выполнения на одном специализированном
станке-автомате.
Развитие индивидуального электрического привода, совер-
шенствование гидравлических, пневматических и электронных
средств управления обеспечивают возможность построения на
этой основе разнообразных и сложных металлообрабатываю-
щих станков-автоматов, полуавтоматов и других автоматиче-
ски действующих механизмов для поточных линий.
Сначала развитие станков шло по пути концентрации опе-
раций (многорезцовые, многошпиндельные токарные полуавто-
маты, одно-, дву- и трехсторонние агрегатные сверлильные
станки и т. д.). В дальнейшем отдельные станки-полуавтоматы
начали группировать в автоматические поточные линии, выпол-
няющие группу сложных операций. Наконец, на последней
стадии развития автоматизации в одну автоматическую группу
входят уже различные автоматические линии, в совокупности
выполняющие полную обработку детали, включая отливку за-
готовки, термическую обработку, лужение, упаковку и другие
процессы. Именно на этой основе был создан автоматический
завод поршней.
Автоматизация развивается по линии усовершенствования
поточных процессов обработки. Функции рабочего постепенно
передаются автоматически действующим механизмам. Напри-
мер, специальный механизм (автооператор) устанавливает де-
тали в приспособление станка, деталь зажимается автоматиче-
ски; детали от станка к станку начал проталкивать специаль-
ный автоматически действующий транспортер.
В настоящее время автоматизация процессов изготовления
шарико- и роликоподшипников также осуществляется на основе
строгой поточности по типу автоматических линий, показанных
на рис. 37. В этих автоматических линиях станки смежных опе-
раций расположены рядом, поэтому автоматические транспорт-
ные устройства являются сравнительно простыми. Учитывая
простую, удобную форму подшипниковых колец для транспор-
тирования, применены механизированные желоба. Для автома-
тической загрузки токарных автоматов используют автоопера-
торы, успешно работающие в настоящее время.
DO
Зак^ 24 40
Рис. 37. Примерная схема автоматической линии для обработки подшипниковых колен:
1 — скребковый транспортер; 2 — шнек для стружки; 3 — четырехшпиндельный автомат;
4 — станок для снятия фасок; 5 — закалочный агрегат; 6 — плоскошлифовальный станок;
7 — бесцентрово-шлифовальный станок; 8 — бесцентрово-внутришлифовальный станок; 9 —
желобошлифовальный станок; 10 — моечная машина; 11 — пластинчатый транспортер; 12 —
аккумулятор бракованных колец; 13 — участок технического контроля; 14 — аккумулятор
готовых колец; 15 — транспортер сборки; 16 — эксцентриковый пресс; 17 — моечная маши-
на; 18 — ванна для смазки колец; 19 — станок для обвертки подшипников; 20 — станок для
сборки подшипников; 21 — станок для вставки заклепок; 22 — подъемник; 23 — наклонный
желоб; 24 — место наладчика; 25 — гидравлический пресс; 26 — стеллаж для труб

106
Все станки автоматической линии должны работать с одним
и тем же ритмом, несмотря на колебания станкоемкости от-
дельных операций до 200%. В подшипниковые автоматические
линии встраивают также оборудование для получения загото-
вок колец. Так, б автоматическую линию для изготовления кар-
данных подшипников 1-го ГПЗ включены операции рубки
термические процессы, про-
прутка, выдавливания заготовки,
о Цо Цо
цессы сборки и т. д.
Таким образом, по-
строение автоматических
линий, основанных на
групповом расположении
оборудования, противоре-
чит основному принципу
автоматизации процессов
и поэтому не может быть
рекомендовано. Эффек-
тивно можно автоматизи-
ровать только технологи-
ческие процессы, постро-
енные по поточному прин-
ципу и тщательно отра-
ботанные.
Автоматизация про-
цессов обработки уже до-
стигла такой степени раз-
вития, что самые слож-
ные детали машин, как,
например, V-образный
блок цилиндров бензино-
вого двигателя, полностью
обрабатывают на авто-
матических линиях.
На рис. 38 показаны
три параллельно распо-
ложенные линии для пол-
Рис. 38. Автоматические линии
для полной обработки V-об-
разного восьмицилиндрового
блока бензинового двигателя
(завод «Форд» — США):
1—7 — секции линии для обра-
ботки плоскостей, цилиндров
блока, отверстий под коленча-
тый и кулачковый валы для
сверления и нарезания резьбы
в мелких отверстиях со всех
сторон блока, чистовой обработ-
ки основных отверстий
107
ной обработки V-образного восьмицилиндрового блока авто-
мобиля «Форд».
Каждая линия состоит из 6 секций, последний, 7-й, участок
автоматических линий состоит только из двух параллельных
секций.
Производительность этих трех автоматических линий —
350 блоков в час, по 120 блоков с каждой линии. На линиях од-
новременно работает 2291 инструмент. При обработке блока
выполняется около 764 операций-проходов. Такая комплексная
автоматическая линия снижает трудоемкость изготовления бло-
ка в 14 раз и составляет 4—5 мин вместо 65—70 мин при ча-
стичной автоматизации процессов его изготовления.
В рассматриваемом примере построены три автоматические
линии вместо одной со станками-дублерами на каждой позиции.
При одной автоматической линии потребовалось бы станков на
25—30% меньше, так как на многих позициях заданную про-
грамму могли выполнять два станка, но потребовались бы авто-
матические устройства для распределения блоков по станкам-
дублерам. Однако в случае выхода из строя одного-двух
станков могла приостановиться работа всей линии.
При трех линиях распредительные устройства не нужны;
при остановке одной линии программу смогут выполнять
остальные две, возможна поочередная остановка линий для
планово-предупредительного их ремонта.
Таким образом, если при проектировании автоматической
линии окажется, что 60—70% станков линии должны иметь
дублеры, целесообразнее строить вместо одной две линии, не-
смотря на необходимость добавления 25—30 %' станков.
§ 17.	МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
В ПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Под механизацией процессов обработки подразумевается
выполнение внестаночных операций различными механизмами,
управляемыми рабочим.
К числу внестаночных операций, подлежащих механизации,
необходимо отнести установку тяжелых деталей в приспособ-
ления, перемещение деталей и узлов с одной операции на сле-
дующую, транспортирование деталей и узлов из заготовитель-
ных цехов на механическую обработку, сборку и на испытание;
удаление отходов с рабочих мест и передачу их в сборники и
далее на погрузку, разгрузку материалов н'а складах, а также
погрузку готовой продукции и т. д.
Выбор средств механизации подъемно-транспортных опера-
ций должен быть подчинен требованиям их максимальной эф-
фективности.
4В*
108
Высокоэффективной будет механизация, обеспечивающая
выполнение подъемно-транспортных операций с минимальной
трудоемкостью и в наиболее короткое время.
Так, для установки на станок детали массой 150 кг можно
применять следующие подъемно-транспортные средства: мосто-
вой электрический кран, наколонный поворотный кран с ручной
(цепной) талью, катучую балку с электротельфером (рис. 39),
электротельфер (рис. 40) или пневматический подъемник на
монорельсе и др.
Рис. 40. Электротельфер, смонтированный на гибкоподвешенном моно-
рельсе:
1 = 1яга; 2 — пластинчатые губки; 3 — монорельс; 4 — пусковая кнопка; 5 ==»
трос; 6 — нижняя полка монорельса; 7 = скоба
109
Время установки на станок и съема со станка детали при
помощи указанных подъемно-транспортных устройств различ-
но для каждого из этих механизмов (табл. 10).
Таблица 10
Примерное время установки на станок и съема со станка
детали массой 150 кг
Подъемно-транспортное устройство
Мостовой электрический кран (включая время на вывоз крана)
Поворотный наколонный кран с ручной цепной талью.........
Подвесная катучая балка типа ЗИЛ.........................
Электротельфер, смонтированный на гибкоподвешепном моно-
рельсе с прямой полкой ..................................
Пневматический подъемник, смонтированный на гипкоподве-
шенном монорельсе с прямой полкой........................
Время, мин
5,0
2,5
0,5
0,2
0,2
В соответствии с заводской практикой автомобильной и
тракторной промышленности, а также некоторых других про-
изводств наиболее эффективными оказываются электротельфер
и пневматический подъемник, смонтированные на гибкоподве-
шенных монорельсах при передвижении детали по прямой ли-
нии, и подвесная катучая балка — при подаче детали с любой
точки подкрановой площади. Электротельфер имеет перед пнев-
моподъемником то преимущество, что для него не требуются
неподвижные и гибкие воздухопроводы с давлением воздуха до
0,5 Мн!м2 (5 ат). Малоэффективным подъемно-транспортным
устройством является мостовой электрический кран.
Из заготовительных цехов в механосборочные цехи детали
можно перевозить различными транспортными средствами —
электрокарами, автотягачами, автомашинами, наконец, под-
весными конвейерами. Количество перевозимых за смену де-
талей массой 150 кг каждым видом транспорта также будет
неодинаковым (табл. 11).
Наиболее эффективным транспортным устройством является
подвесной конвейер толкающего типа, обеспечивающий рит-
мичную подачу наибольшего количества различных по весу и
габаритам деталей и узлов и их автоматическую разгрузку
в заданном месте.
Однако возможности использования высокопроизводитель-
ного подъемно-транспортного оборудования в цехах непоточ-
ного и поточного производств различны. В непоточных цехах
с небольшим выпуском тяжелых деталей и универсальным
оборудованием широко применяют мостовой электрический
кран или катучую балку. Высокопроизводительные подъемно-
транспортные устройства использовать в этих условиях неце-
но
Таблица 11
Транспортные средства для перемещения деталей массой 150 кг
на расстояние 800 м
Транспортные средства	Скорость	Количество деталей за смену, шт.
Трехтонный электрокар при механизированной погрузке и выгрузке 	 Автотягач с прицепной тележкой при механизиро- ванной погрузке и выгрузке 	 Грузовая автомашина при механизированной по- грузке и выгрузке , 	 ......	. Подвесной конвейер 	 Подвесной конвейер толкающего типа		9 км/ч 20 км/ч 20 км/ч 3,5 м/мин 3,5 .м/мин	640 960 960 2000 2000 с автомати- ческой раз- грузкой
лесообразно. Покажем это на примере токарной обработки по-
ковки (65 кг) шестиколенного вала бензинового двигателя.
Длительность токарной операции на универсальном станке
равна 60 мин, из которых время на установку и съем вала со
станка мостовым краном составляет 4 мин, или 6, 7% от штуч-
ного времени. Применение электротельфера сокращает время
на установку и съем детали до 0,4 мин, отчего штучное время
на обработку снижается до 56,4 мин. Сменный выпуск валов
увеличивается с 7 до 7,5, т. е. совершенно незначительно. Ины-
ми словами, в данном случае электротельфер не дает сущест-
венного повышения производительности.
Экономически невыгодным было бы также применение в не-
поточном производстве подвесных конвейеров, предназначен-
ных обычно для передачи большого количества различных
деталей по строго определенной трассе. Передача небольшого
количества деталей не оправдала бы значительных затрат на
изготовление и монтаж подвесных конвейеров.
Иную картину представляет современное поточное произ-
водство. Здесь имеется абсолютная необходимость применения
эффективных средств механизации, сокращающих до минимума
время на установку, съем и передачу деталей с операции на
операцию. Допустим, что средняя длительность станочных опе-
раций по обработке крупной детали составляет 2 мин. Подоб-
ную длительность имеет, например, большинство операций ме-
ханической обработки блока цилиндров (150 кг) и коленчатого
вала (65 кг).
Сравним два варианта механизации подъемно-транспортных
операций: первый — с помощью электротельфера на монорельсе;
второй — при использовании мостового электрического крана.
При первом варианте установка и съем детали со станка
электротельфером составит 0,5 мцн. Во втором варианте уста-
in
новка и съем детали мостовым краном или кран-балкой зани-
мает около 2,5 мин и штучное время будет равно 4,5 мин.
Таким образом, если в первом случае сменный выпуск дета-
лей равен 168 шт., то во втором — только 94 шт., т. е. первый
вариант в 1,8 раза производительнее второго.
Следует подчеркнуть огромное значение межоперационного
транспорта в поточно-массовом производстве при значительной
повторяемости операций. Здесь распространены рольганги,
склизы, скаты и устройства, относящиеся к категории гравита-
ционного транспорта.
При отсутствии рольганга или другого межоперационного
транспортного устройства детали обычно лежат на полу между
станками. Рабочему в этих условиях приходится делать значи-
тельно больше движений: повернуться на 90° влево, сделать
шаг влево,	наклониться, взять	деталь	(20—25	кг),
выпрямиться,	повернуться	на 90°	вправо,	сделать	шаг
назад. После выполнения операции рабочий должен по-
вторить те же движения, но в обратном порядке. Эти движения
увеличивают время на операцию примерно на 15 сек. Рабочий
должен каждую деталь один раз поднять и один раз опустить
на пол, вследствие чего ему необходим пятиминутный отдых
после каждого часа работы, или 35 мин в течение смены, что
составляет 5 сек на деталь. В результате штучное время на
операцию увеличивается на 20 сек. Теперь оно составляет
в среднем 1,33 мин вместо 1,0 мин.
Таким образом, сменный выпуск станка из-за отсутствия
рольганга в нашем примере снижается с 420 до 306 деталей,
или на 33%.
Однако межоперационный транспорт влияет не только на
производительность оборудования, но и на утомляемость ра-
бочего. Производительность рабочего возрастет, а утомляе-
мость снизится в случае использования рольганга для межопе-
рационного транспорта. Например, для установки такой же де-
тали массой 25 кг на станок на поточной линии, оборудованной
рольгангом, рабочий выполняет следующие движения: повора-
чивается на месте влево на 90°, берет с рольганга деталь, пово-
рачивается с деталью на 90° вправо, устанавливает деталь на
станок. После выполнения операции рабочий снимает деталь
со станка, поворачивается с деталью на 90° вправо, кладет де-
таль на рольганг и проталкивает ее по рольгангу к следующему
станку. Поскольку рольганг находится на уровне стола, на пе-
реброску детали через проход шириной 800—900 мм затрачи-
вается около 4 сек. Однако и эта ручная операция может и
должна быть исключена.
На рис. 41 в пространстве между рольгангом и станком
установлены три отводных ролика, а приспособление станка
имеет выдвижную планку. Такое устройство обеспечивает втад-
112
кивание блока (массой 140 кг) в приспособление в течение
3—4 сек без особых усилий.
Применение подвесных конвейеров толкающего типа для
передачи деталей и узлов к месту сборки в данном цехе или
из одного в другой обеспечивает ритмичную подачу деталей и
существенно снижает трудоемкость транспортирования, осо-
бенно при большом выпуске продукции, а также исключает
Рис. 41. Установка
способление станка
ного
блока цилиндров в при-
бег подъемно-транспорт-
устройства
возможность повреждения деталей и узлов во время транс-
портирования.
Обычный подвесной конвейер требует постоянного наблю-
дения рабочего за подходом деталей к его рабочему месту. Не
снятые с конвейера детали пройдут мимо и вернутся вторично
к рабочему только после полного оборота конвейера.
В конвейере толкающего типа (рис. 42, а) тележка с де-
талями без участия рабочего автоматически сходит с основной
трассы на подвесной запасной путь данного рабочего места.
Тележки тянущей цепи 3 этого конвейера катятся по верх-
ней полке швеллеров 4, а тележка 1 с деталями катится по
нижним полкам этих швеллеров и связана с тянущей цепью
выступом 2, который толкает тележку в сторону движе-
ния цепи.
На месте разгрузки деталей имеется запасной путь 9, свя-
занный с основной трассой конвейера 7 стрелкой 8 (рис. 42, б).
К несущей тележке прикреплена металлическая перфокарта
5 с выступом 6. При подходе тележки к месту разгрузки выступ
перфокарты включает электроконтакт, который переводит
стрелку в положение, показанное на рис. 42, б, и тележка с де-
талями скатывается по уклону на запасной путь к месту раз-
Рис. 42. Подвесной конвейер толкающего типа:
а) — звено толкающего конвейера; б) — переводная стрелка; в) — схема рас-
положения межцеховой трассы конвейеров толкающего типа; I — кузнечный
цех; II — литейный цех; III — корпус двигателей; IV — агрегатный цех; V —
корпус шасси
114
грузки, переводя стрелку в исходное положение. Тележки
с другими деталями и перфокартами будут продолжать путь
по основной трассе.
Тележки с другими деталями имеют перфокарты с иным
расположением выступов, поэтому могут переключить стрелки
и сойти на запасные пути только в заданных местах. Вместо
перфокарт с выступами можно применить перфокарты с отвер-
стиями, которые будут переводить стрелки при помощи фото-
элементов. Общий вид трассы конвейеров толкающего типа
показан на рис. 42, в. Запасные пути для хранения отливок на
подвесных тележках показаны утолщениями 10.
Подъемно-транспортные операции в поточных линиях явля-
ются составными элементами станочных операций и сущест-
венно влияют на длительность последних, поэтому механиза-
ции и автоматизации этих операций должно уделяться, такое
же внимание, как и основным.
Для снижения трудоемкости продукции в поточном произ-
водстве особое значение имеет конвейеризация внутри- и меж-
цеховых транспортных операций. Их следует учитывать и рас-
считывать.
§ 18.	СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОТОЧНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Анализ непоточного и поточного методов производства по-
казал огромные преимущества второго метода.
Непоточное производство не имеет перспективы развития,
особенно в нашей стране, с ее неограниченными потребностями
в разнообразных изделиях.
Нецелесообразно производить машины и изделия с большой
затратой труда, если их можно получать более быстро с мини-
мальной себестоимостью. Поэтому непоточные методы работы
с высокой себестоимостью продукции могут оставаться только
как неизбежная необходимость, всемерно же должны разви-
ваться поточные методы работы и автоматизация технологиче-
ских процессов на основе поточного производства.
Автоматизация производства ставит в затруднительное по-
ложение небольшие страны с ограниченной потребностью в раз-
ных машинах. Для таких стран единственный путь производ-
ства недорогих машин — это путь кооперации с другими стра-
нами. Данная страна обеспечивает массовый выпуск одних ма-
шин для себя и других стран, а те производят в массовом
порядке иные машины тоже для нескольких стран.
Поточное производство имеет неограниченные возможности
для совершенствования, так как допускает применение самых
высокопроизводительных станков и комплексную автоматиза-
цию. Высокопроизводительные многоинструментные станки
(автоматы, автоматические линии) находят неограниченное
115
применение только в поточном производстве. И новое, более
совершенное технологическое оборудование найдет применение
только в непрерывных технологических процессах. Такими про-
цессами в машиностроении являются технологические процессы
поточного производства.
Строгая последовательность в выполнении операций на по-
точной линии, повторяемость движений машиной и рабочими
дает возможность глубоко изучать и анализировать эти движе-
ния, чтобы затем повторить их в конструкции более совершен-
ной автоматической машины. Наблюдение за работой станков
поточной линии подсказывает технологу и конструктору конст-
руктивные схемы более совершенных и производительных ма-
шин, позволяющих сосредоточить в одном станке выполнение
большого количества операций, ускоряя процесс изготовления
детали. Любые более совершенные машины, оснастка, межопе-
рационные транспортные и подъемные устройства легко встраи-
ваются в поточные линии и поэтому всегда найдут широкое
применение в поточном производстве.
Большие преимущества поточных методов работы способст-
вуют широкому внедрению их во все отрасли машиностроения,
а с ними — высокопроизводительных станков, автоматических
линий, широкой механизации и автоматизации производствен-
ных процессов.
ГЛАВА IV
НЕОБХОДИМЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОСТРОЕНИЯ ПОТОЧНО-
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Для построения поточно-автоматизированного производства
машин необходимо соблюдать определенные условия, в част-
ности:
1)	конструктивная и технологическая подготовка производст-
ва данной машины должна предусматривать взаимозаменяе-
мость всех ее узлов и деталей;
2)	конструкция последних и машины в целом должна быть
технологичной;
3)	масштаб выпуска машин должен обеспечивать рентабель-
ность поточного производства.
Рассмотрим каждое из этих условий.
§ 19.	ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКТИВНОЙ РАЗРАБОТКЕ МАШИНЫ
1.	Недостатки конструктивной разработки машин в непоточ-
ном производстве
Чертежи для непоточного производства машин обычно до-
пускают пригоночные работы при узловой и общей сборке ма-
шин. Поскольку пригоночные работы трудно укладываются в
определенный ритм сборки, чертежи, допускающие пригонку,
безусловно непригодны для поточной сборки машин с высоким
ритмом (1—5 мин). Например, монтаж реверсивного механизма
и лебедки экскаватора на платформе на заводе непоточного
производства выполнялся с разметкой и сверлением отверстий по
месту, с установкой контрольных шпилек после сборки узлов
и т. д. По общим видам чертежей сборка осуществлялась сле-
дующим образом.
Платформа поступала на сборку на позицию / (рис. 43) с
размеченными осями вала реверсивного механизма и вала ле-
бедки и с отверстиями под реверсивную стойку 3 и под тормоз-
ные башмаки, как показано на рис. 44, а. Для крепления ревер-
сивного механизма и лебедки необходимо просверлить и наре-
зать резьбу в одиннадцати отверстиях.
Для этого на платформе временно устанавливали реверсив-
ную стойку, корпус редуктора 1 и правую стойку 2 (рис. 44, а)
и укладывали вал реверсивного механизма 1 и вал лебедки 2
(рис. 44,6). Проверив правильность установки и закрепив кор-
пус редуктора и правую стойку, размечали отверстия в платфор-
ме по отверстиям в корпусе редуктора и в стойке.
On.]
и разметка
11 отверстий
под резьбу
M2Q
I —— Ж
Позиции -----I
Рис. 43. Схема сборки платформы экскаватора: I—V—позиции
Рис. 44. Схема монтажа реверсивного механизма
и лебедки на платформе экскаватора на заводе не-
поточного производства
118
Одиннадцать отверстий сверлили на радиально-сверлильном
станке, к которому (см. рис. 43) платформу подавали мостовым
краном. После сверления отверстий платформа возвращалась
на линию сборки уже на позицию II (оп. 3), где вручную нареза-
лась резьба в отверстиях платформы и затем монтировались
узлы: реверсивный механизм, лебедка, электродвигатель и др.
Для выполнения других сборочных работ платформа перестав-
лялась на позиции III, IV и V.
Проверив правильность монтажа всех механизмов, необхо-
димо прочно закрепить механизмы в этом положении постанов-
кой контрольных шпилек. Для этой цели собранная платформа
вторично подавалась к радиально-сверлильному станку и еще
раз возвращалась на линию сборки.
Трудоемкость сборки узла платформы экскаватора при опи-
санном методе составляла 250 ч, а цикл изготовления экскава-
тора— около 15 дней.
Описанный технологический процесс сборки невозможно еде-;
лать поточным. Для создания процесса поточной сборки экска-
ватора необходима коренная переработка чертежей, обеспечи-
вающая возможность сверления отверстий в платформе, редук-
торе, стойке и г. д. по кондукторам. Чертежи должны содержать
допуски на размеры отверстий и межцентровые расстояния.
В большинстве случаев чертежи на сборку токарных, револь-
верных и других станков также предусматривают шабрение со-
прикасающихся между собой плоскостей станины и передней
бабки. Детали с пришабренными поверхностями двух узлов не
могут быть заменены на сборке, так как не являются взаимоза-
меняемыми. Пришабренная шпиндельная коробка станка долж-
на попасть только на ту станину, к которой она пришабрена, а
это осложняет поточную сборку. Фиксация их взаимного распо-
ложения осуществляется контрольными шпильками на сборке
после выверки установленной коробки, для чего необходимо
сверление и развертывание отверстий в собранных узлах на
сборочной линии, что крайне затрудняет конвейерную сборку
станков.
Необходимость ручного пришабривания подшипников сколь-
жения шлифовальных станков по шлифованным шейкам шпин-
делей также не дает возможности построить поточную сборку
таких станков.
Чертежи многих редукторов для грузоподъемных машин
предусматривают шабрение отверстий подшипников, разверты-
вание отверстий под контрольные шпильки в собранном корпусе.
Операция развертывания в сборке также крайне неудобна для
шоточной сборки. Для этого необходимо встраивать в поточную
линию сверлильный станок или выполнять эту операцию на
движущемся конвейере вручную.
119
Чертежи машин для стационарной сборки допускают пригон-
ку на сборке к своим гнездам призматических шпонок на валах,
а также опиловку деталей и т. д.
Ручные пригоночные операции лишают узлы машины взаимо-
заменяемости и не позволяют поддерживать заданный ритм
сборки машин вследствие большого колебания времени, необхо-
димого для их выполнения. Так, крепление цилиндров к алю-
миниевому картеру авиационного поршневого двигателя обычно
осуществляется при помощи шпилек с
тугой резьбой, подбором и индивидуаль-
ной посадкой шпилек. Такое соединение
также мешает выполнению сборки на по-
точной линии.
Нельзя признать удовлетворительным
для поточной сборки машины и кон-
струкцию посадки шкива на шейку вала,
показанную на рис. 45. В этом случае
коническое отверстие для шпильки, фи-
ксирующей шкив, необходимо разверты-
вать в собранном узле вала со шкивом.
Но так как шкив надевают на вал по-
сле установки вала в корпусе двигателя Рис 45 посадка шкива
на одной из последних операций сборки на вал с конусной
агрегата, развертывание можно произво-	шпилькой
дить только на движущемся сборочном
конвейере. Развертывание конического отверстия на сверлиль-
ном станке, расположенном у конвейера, возможно при перио-
дической остановке конвейера в строго определенном положе-
нии, что нарушало бы ритм сборки и осложняло бы условия
работы на сборке, вынуждая рабочих вести сборку то во время
движения, то во время остановки конвейера. Выполнение этой
операции электродрелью вручную также весьма затруднительно.
Нередко чертежи шлицевых соединений предусматривают
слесарную пригонку шлицевых валов к шлицевым отверстиям.
Ручная пригонка шлицев не только не обеспечивает заданной
точности и взаимозаменяемости, она весьма непроизводительна
и неопределенна по времени, поэтому осложняет поточную
сборку машины.
2.	Взаимозаменяемость деталей
Современные технологические средства дают полную возмож-
ность обрабатывать плоскости, отверстия, шейки валов и другие
сопрягаемые поверхности с очень высокой степенью точности и
чистотой обработки, со значительно большей точностью и чисто-
той, чем этого можно достичь ручной пригонкой. Высокая точ-
ность и чистота поверхности позволяют получать взаимозаменяе*
120
мне детали, легко собираемые на движущемся конвейере, в то
время как ручная пригонка нарушает взаимозаменяемость дета-
лей, мешает конвейерной сборке. Более того, она усложняет
также замену изношенных деталей при ремонте машин в эксп-
луатации.
Так, подшипники скольжения двигателей внутреннего сгора-
ния при скорости скольжения 14,8 м!сек (4500 об! мин) являются
полностью взаимозаменяемыми. Их собирают без всякой при-
гонки по специальным техническим условиям.
Рис. 46. Взаимозаменяемое сопряжение поршня и
поршневого пальца:
а) — нецилиндричность отверстия под палец 2,5 мкм;
неперпендикулярность осей XX и ОО на длине
100 мм — 35 мкм; оси XX и ОО лежат в одной плоско-
сти со смещением не более 50 мкм; б) — нецилиндрич-
ность пальца — 2,5 мкм; пальцы сортируют на четыре
группы через 2,5 мкм
Шейки вала диаметром 52—65 мм изготовляют с точностью
до 12—13 мкм, вкладыши для них — с точностью до 7 мкм. Шей-
ки вала отделываются методом суперфиниша; обеспечивается
9-й класс чистоты с высотой гребешков НСк = 0,2 + 0,4 мкм.
Окончательная обработка постели вкладыша осуществляется с
помощью протягивания. После износа вкладыши заменяются
новыми без всякой пригонки. Постель под вкладыши выполняет-
ся с точностью до 12—15 мкм точным растачиванием и хонинго-
ванием.
Высокая точность изготовления вала и вкладышей обеспечи-
вает полную взаимозаменяемость этих деталей и конвейерную
сборку двигателей с высоким ритмом, равным 1—5 мин, что
нельзя было бы достигнуть при выполнении пригоночных работ.
Весьма ответственной является также посадка поршневого
пальца в отверстие поршня бензинового двигателя с допуском
2,5 мкм (рис. 46). Так как при массовом изготовлении осущест-
вить такую точность деталей затруднительно, то поршневой
палец и отверстие в поршне (диаметром 28—30 мм) обрабаты-
вают с точностью до 7,5—10 мкм. Овальность и конусность паль-
121
ца и отверстия выполняют в пределах 3—4 мкм. Посадку с до-
пуском 2,5 мкм обеспечивают селективной сборкой, разделением
обработанных деталей на четыре группы, с градацией размеров
для каждой группы 2,5 мкм. Зазор между поршневым пальцем
и отверстием устанавливают в 5 мкм.
Чистоту поверхности поршневого пальца обеспечивают по
10-му классу, высоту гребешков допускают в пределах
0,05 4- 0,1 мкм. Однако разбивка поршневых пальцев по диамет-
ру на четыре группы с подбором для них поршней и шатунов
является кропотливой операцией, не обеспечивает взаимозаме-
няемости этих деталей и усложняет сборку этого узла. Современ-
----------------------- ---\
Рис. 47. Технические условия сопряжения:
блока цилиндров 1; картера сцепления 2; картера коробки передач 3, обес^
печивающие взаимозаменяемость деталей; 4 — центровочное кольцо
ные алмазно-расточные и полировальные автоматы и контрольно-
измерительные приборы позволяют обрабатывать и измерять
отверстия и наружные диаметры в массовом производстве с
точностью до 4,0—2,5 мкм. Высокая точность изготовления де-
талей, обеспечивая взаимозаменяемость и простоту сборки, улуч-
шает также надежность и долговечность работы этого узла.
На рис. 47 показаны допуски на отдельные размеры в блоке
и картере сцепления, обеспечивающие взаимозаменяемость при
сборке этого агрегата. Картер сцепления крепят к блоку цилинд-
ров при помощи двух центровочных отверстий по заданным до-
4-0,105
пускам. Отверстия под контрольные шпильки 18+0’045 в двух
сопрягаемых корпусных деталях обрабатываются в кондукторах
без развертывания сопрягаемых деталей в сборе, тем не менее
необходимая точность сопряжения обеспечивается. Картер короб*
122
ки передач сопрягают с картером сцепления, как показано на
риё. 47. Поскольку картер коробки передач неразъемный, нет не-
обходимости растачивания двух его половин в сборе, как и руч-
ной пригонки и шабрения плоскостей стыка.
На валах вместо призматических шпонок с ручной их пригон-
кой применены сегментные шпонки. Как гнездо шпонки, так и
сегментная шпонка изготовляются по допускам и тоже собирают-
ся без пригонки.
Шлицевые соединения шестерен коробки передач, имеющие
либо скользящие, либо прессовые посадки, выполняют по допус-
кам, обеспечивая легкую сборку. Резьбовые отверстия и резьба
на валах также полностью взаимозаменяемы.
Коробка перемены передач собирается, проверяется и испы-
тывается на сборочном ^конвейере. Все детали изготовляются по
допускам и полностью взаимозаменяемы. Пригонка деталей и
узлов на сборке поэтому исключается.
В поточном производстве допускается селективная сборка и
метод регулировки собранных узлов, но наиболее прогрессивной
является сборка при полной взаимозаменяемости узлов и де-
талей.	, ,	, , .	, }
3.	Расчленение машин на взаимозаменяемые агрегаты и узлы
Механическую обработку деталей и сборку узлов в поточном
производстве рассматривают как единый технологический про-
цесс. Для соблюдения этого условия необходимо расчленение
машины (автомобиля, трактора, станка, экскаватора, двигателя
и т. д.) на ряд независимых агрегатов и узлов. Это позволяет
расположить поточные линии механической обработки и сборки
агрегата и узлов так, чтобьд обеспечить непрерывность производ-
ственного процесса. Например, грузовой автомобиль, собирае-
мый на конвейере, разбирают на следующие независимые агре-
гаты: раму, задний мост, переднюю ось, карданный вал, двига-
тель, кабину, платформу и др.
В свою очередь двигатель разделяют на два основных агре*
гата — двигатель и коробку скоростей. В двигателе имеются не-
зависимые узлы, обрабатываемые и собираемые на поточных
линиях отдельных участков: сцепление, масляный насос, водяной
насос, компрессор и др. Задний мост состоит из узлов — редук-
тора, тормозов и т. д.
Все детали любого узла обрабатывают и собирают на соот-
ветствующих поточных линиях. На общую сборку автомобиля
подаются собранные и испытанные узлы. Последние монтируют-
ся на машину на общем сборочном конвейере при самом высо-
ком темпе сборки. Такие узлы двигателя, как сцепление, масля-
ный насос, коробка скоростей и др., монтируются на двигатель
на движущемся сборочном конвейере в течение 2—3 мин, При
123
этом обеспечиваются точная посадка и надежное крепление.
Установка коробки скоростей предусматривает жесткое соедине-
ние двух валов (коленчатого вала двигателя и вала коробки
скоростей), работающих при 4500 об/мин и требующих высокой
точности соосности.
Чертежи отдельных агрегатов автомобиля обеспечивают точ-
ную посадку на раму автомобиля и крепление в течение 2—
3 мин двигателя, заднего моста, передней оси, карданного вала,
руля, радиатора, платформы, кабины и всех других его агрега-
тов. Это возможно потому, что чертежи узлов предусматривают
полную их взаимозаменяемость, посадочные места выполняют
строго по допускам, исключая какую бы то ни было пригонку
размеров по месту или разметку деталей на сборке.
Таким образом, чертежи для поточного производства должны
обеспечивать:
1)	разделение машины на отдельные взаимозаменяемые аг-
регаты и узлы, отдельно собираемые, проверяемые и испыты-
ваемые;
2)	точное, быстрое и удобное крепление агрегатов и узлов
на машине без какой бы то ни было ручной пригонки по месту;
3)	полную взаимозаменяемость всех агрегатов и узлов в ма-
шине и всех деталей машины. Это можно осуществить при изго-
товлении всех деталей по допускам с исключением ручной при-
гонки деталей на сборке и механических операций, выполняе-
мых над собранными узлами.
4.	Значение системы обозначения допусков на чертежах
В настоящее время допуски на чертежах обозначают двояко:
в абсолютных размерах либо в размерах с буквенным обозначе-
нием допусков. В первом случае диаметр шейки вала, равный
30 мм с допуском 0,045 мм, будет обозначаться 0 ЗО,О-о,о45, во
втором случае тот же размер и допуск будут обозначаться
0 3ОС3, где С3 — размер по таблице допусков для вала диамет-
ром 30,0 мм. Абсолютные обозначения допусков приняты в авиа-
строении, автостроении, тракторостроении и других отраслях
промышленности. Буквенное обозначение допусков применяют
главным образом в отраслях машиностроения с непоточным ме-
тодом производства. Действующие ГОСТы допускают оба
обозначения*
Буквенное обозначение допусков приемлемо для малосерий-
ного выпуска, в котором операции, станки и инструмент обезли-
чены, где инструмент классифицируют, учитывают и хранят по
размерам. В таком производстве не имеет значения, для какой
детали предназначен инструмент данного размера. Если сегодня
он будет выдан для проверки детали А, то завтра его понадо-
бится применить для детали Б. В основе учета и использования
124
инструмента лежит рабочий размер инструмента, который может
быть использован при обработке любой детали, имеющей дан-
ный размер.
Для поточного производства буквенное обозначение допусков
отень неудобно, так как в поточном производстве инструмент
изготовляется для определенной детали и операции. При незна-
чительной станкоемкостн операции (например, 1,0—3,0 мин)
и большом сменном выпуске деталей рабочему необходимо сле-
дить за изменением абсолютного размера обрабатываемой дета-
ли. Так, при растачивании отверстия алмазным резцом размер
последнего будет уменьшаться по мере износа расточного резца.
Допустим, что заданный размер отверстия 0 6О_о,о4.Л4Ж Если
станок настроен так, что отверстие первой обработанной детали
имеет размер 0 6О_о,оо5 мм, то т-я деталь будет иметь отверстие
06О_од2 мм, п-я— 0 6О_о,оз мм, а какая-то следующая деталь
с размером 06О_о,о5 мм будет уже вовсе непригодна для сборки.
Рабочий, очевидно, должен следить за изменением размера при
растачивании, проверяя отверстия обработанных деталей. Это
легко осуществимо только в том случае, если чертеж детали и
измерительное устройство будут показывать абсолютные разме-
ры допуска, а не его буквенный символ.
Поэтому в поточном производстве применяется и является
приемлемым только абсолютное числовое обозначение допусков
размеров. Что касается таблиц классов точности, то они должны
служить для систематизации и унификации размеров и допусков,
а также для сокращения номенклатуры рабочих и измеритель-
ных инструментов.
5.	Конструктивная отработка образца машины и стабильность
конструкции
Первым этапом перевода действующего непоточного произ-
водства на поточное является переработка чертежей, отказ от
буквенного обозначения допусков и замена их абсолютными
цифровыми обозначениями.
Важной особенностью поточного производства является вы-
полнение обработки на настроенных станках с использованием
специального оборудования, специальной оснастки на каждую
операцию механической обработки и сборки, а также кузнечных
штампов и модельного инвентаря на каждую заготовку детали.
Может оказаться, что после изготовления и испытания первого
образца машины потребуется внести некоторые изменения в кон-
струкцию отдельных деталей и узлов. Необходимо иметь в виду,
что каждое изменение в чертежах может потребовать замены
специальной оснастки, штампов, а иногда даже и специального
оборудования,
125
Поэтому конструкция машины, внедряемой в поточное произ-
водство, должна быть стабильной, образец машины — испытан-
ным и доведенным, чертежи — тщательно выверенными. Модель
машины должна быть в производстве в течение времени, доста-
точного для покрытия затрат на подготовку производства этой
машины. Опыт показывает, что модели машин поточного произ-
водства заменяют через 5—12 лет. Так, грузовые автомобили
ГАЗ-51 и ЗИЛ-150 находились в производстве 12 лет, тракторы
заводов ХТЗ и СТЗ — в течение 7—9 лет. Это объясняется,
во-первых, большим объемом и сроками подготовки новых моде-
лей, во-вторых, сложностью перехода на новые модели. Напри-
мер, при замене в поточном производстве старой конструкции
грузовой машины новой необходимо спроектировать, изготовить
и внедрить сотни комплектов кузнечных штампов и моделей,
около 2400 штампов для штамповки деталей из листа, около
6500 рабочих и измерительных приспособлений и разный ин-
струмент 17 000 наименований. Подлежат замене некоторые
виды специального оборудования, многие подъемно-транспорт-
ные устройства и другие предметы оснащения. Производится пе-
репланировка оборудования.
В целом полное изменение конструкции машины вызывает
необходимость переоборудования и перевооружения всех техно-
логических процессов поточного производства. К таким измене-
ниям можно отнести, например, внедрение в производство гру-
зового автомобиля ЗИЛ-130 вместо ЗИЛ-150, когда заменяли
новыми до 90% деталей.
Хотя в поточном производстве общая конструкция машины
относительно длительное время остается неизменной, чертежи от-
дельных деталей и даже узлов изменяются систематически. Так,
количество изменений в чертежах автомобиля, находящегося
в производстве в течение года, насчитывается тысячами. Обычно
отдельное изменение является незначительным, затрагивающим
одну или несколько деталей машины, но суммарное число изме-
нений чертежей за длительный период является зачастую
большим.
После запуска в производство нового грузового автомобиля
ЗИЛ-150 в его конструкцию было внесено большое количество
конструктивных изменений. К важнейшим из них следует отнести
замену деревянной кабины металлической, замену радиатора,
дифференциала заднего моста, карданного вала, карбюратора
и т. д.
Как известно, автомобильные заводы США ежегодно выпус-
кают новые марки легковых автомобилей, приспосабливая эту
замену к концу текущего года.
Однако новая марка машины не означает изменения всех аг-
регатов и узлов автомобиля. Обычно совершенствуются отдели*
ные узлы и детали машины в пределах 25—50%. Остальные 50—^
126
75% деталей входят в новые узлы без всяких изменений. Это
значит, что 50—75% поточных линий механической обработки, их
оборудование и оснастка при смене моделей могут оставаться
неизменными.
Поэтому в конструкцию деталей и узлов машин, изготовляе-
мых поточными методами, можно систематически вносить кон-
структивные изменения, не нарушая выпуска машин, но эти из-
менения не должны носить принципиального характера, не долж-
ны изменять размерности машины.
Одним из важнейших требований, предъявляемых поточным
производством к чертежам, является тщательная обработка чер-
тежей до их запуска в производство. Несоблюдение этого усло-
вия сопряжено со значительными материальными потерями,
с удлинением сроков освоения нового изделия. Необходимо пом-
нить, что изменения, вносимые в чертежи после их запуска в про-
изводство, могут потребовать замены ранее изготовленной спе-
циальной оснастки, а иногда и наличного оборудования. Так,
даже весьма незначительное изменение размера шлица вала, на-
пример на 0,02 мм, влечет за собой пересмотр червячной фрезы
и калибров для контроля фрезерованных и шлифованных шлицев
и изменение шлицевого отверстия сопрягаемой детали. Для об-
работки последнего в свою очередь потребуется замена протяж-
ки, шести установочных оправок и четырех контрольных калиб-
ров. На проектирование и изготовление новой оснастки понадо-
бится значительное время, отодвигающее соответственно срок
освоения нового объекта. Этого, однако, не случится, если об-
разцы машин будут проверены и испытаны, а чертежи тща-
тельно выверены в соответствии с доведенными образцами
машин.
Внедрение конструктивных изменений машины в производст-
во следует приспосабливать к определенному сроку, например
к началу нового года, если требуется столь частое изменение
конструкции машины.
То или иное конструктивное изменение машины следует внед-
рять в текущее производство только после полной технологиче-
ской подготовки производства, т. е. после изготовления оснастки
и установки необходимого оборудования.
Твердый порядок внесения конструктивных изменений в ма-
шину не будет снижать выпуска машин. Неорганизованное внед-
рение в поточное производство конструктивных изменений в ма-
шину нарушает ритмичную работу завода и отрицательно сказы-
вается на качестве выпускаемой продукции.
Таким образом, поточное производство допускает, система-
тическое усовершенствование конструкции машины, находящей-
ся в производстве; эти изменения должны внедряться в строго
определенные сроки после тщательной технологической подго-
товки.	—
127
§ 20. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ конструкции
Используя различные конструкционные материалы и послед-
ние достижения науки и техники (электротехники, гидравлики,
радиотехники и т. д.), конструктор может создавать весьма эф-
фективные машины, надежно выполняющие самые разнообраз-
ные функции. Однако высокая эффективность и надежность ма-
шины есть необходимые, но еще недостаточные условия для по-
ложительной оценки ее конструкции в целом.
Удовлетворительной можно считать только такую конструк-
цию машины, которая, будучи эффективной и надежной в эксп-
луатации, является вместе с тем наименее трудоемкой и метал-
лоемкой в изготовлении, т. е. технологичной.
Технологичность является важнейшим качеством конструкции
машины. Пренебрежение этим качеством машины приводит к
тому, что трудоемкость, металлоемкость, а значит и себестои-
мость машины, отдельных ее узлов и деталей могут быть во
много раз* выше нормальной. Чем технологичнее машина, тем
меньше трудоемкость, металлоемкость и себестоимость ее изго-
товления.
Однако трудоемкость, металлоемкость и себестоимость изго-
товления машины зависят не только от ее конструкции. Еще в
большей степени на них влияет выбранный технологический
процесс, его оснащенность, применяемые режимы. Поэтому при
определении технологичности конструкции машины необходимо
исключить влияние принятого технологического процесса. Кри-
терием, или степенью технологичности данной конструкции ма-
шины, будем считать отношение трудоемкости ее изготовления
к трудоемкости изготовления других конструктивных вариантов
этой машины в аналогичных, сопоставимых производственных
условиях.
Две машины разной конструкции, предназначенные для вы-
полнения одной и той же функции, одинаково эффективные и на-
дежные в эксплуатации, могут быть весьма различными по тру-
доемкости изготовления.
Так, анализ двух различных конструкций домашнего холо-
дильника А и Б емкостью 150—165 л показал, что трудоемкость
их изготовления в одинаковых условиях производства при одном
и том же суточном выпуске для холодильника А будет 27 чел.-ч,
а для холодильника Б — 41 чел.-ч, т. е. в 1,5 раза больше. Холо-
дильник А и холодильник Б имеют изоляционные шкафы одина-
ковых габаритов, аналогичные фреоновые компрессоры, потреб-
ляющие одно и то же количество электроэнергии. Отличие заклю-
чается в увеличенных габаритах и менее технологичной конст-
рукции компрессора и шкафа холодильника Б. Шкаф холодиль-
ника Б имеет более сложную штамповку и около десятка мелких
деталей, привариваемых к шкафу в процессе сборки, для чего
128
громоздкий шкаф необходимо многократно устанавливать в при-
способления. Небольшие габариты компрессора и простота кон-
струкции шкафа холодильника А обеспечивают его изготовление
с меньшей трудоемкостью.
Обозначив технологичность конструкции двух машин одного
и того же назначения через Ki и к2 и трудоемкость их изготов-
ления в одинаковых производственных условиях при одинако-
вом выпуске — через 7\ и Т2, можно написать
или	(20)
К2	1 2
где т — степень технологичности первой машины, равная отно-
шению трудоемкостей.
Для п одинаковых конструкций машин степень технологич-
ности т будет соответственно
Л	Л	Tn-i
1 Тп 2 тп 3 тп п 1 тп
Общая трудоемкость машины складывается из трудоемкостей
изготовления отдельных ее деталей и трудоемкости узловой и
общей сборки машины. Поэтому технологичность конструкции
машины можно рассматривать также как сумму технологич-
ностей ее отдельных узлов и деталей. Технологичность конструк-
ции не только всей машины в целом, но и отдельных узлов или
деталей может оцениваться в соответствии с формулой (20).
В настоящее время фактор технологичности конструкции ма-
шины при постановке ее на производство учитывается только
в виде общих соображений либо даже вовсе не учитывается,
хотя, как было сказано, технологичность конструкции машины
имеет важное значение для производства. Поэтому при общей
оценке конструкции машины фактор технологичности ее конст-
рукции должен быть решающим наравне с фактором эффектив-
ности, эксплуатационной надежности и др.
Определение трудоемкости изготовления машины возможно
только после разработки технологии ее изготовления, т. е. когда
конструкция машины уже создана. Важнее дать оценку техно-
логичности конструкции в процессе ее создания. Во многих кон-
структорских бюро это достигается технологической проверкой
чертежей в период разработки конструкции. Предварительно раз-
работанный чертеж узла или детали машины поступает на тех-
нологический просмотр и только после одобрения поступает на
окончательную конструктивную разработку. Это правильный и
эффективный метод. Однако технологическая оценка конструк-
ции при данном методе является весьма субъективной и зависит
от уровня знаний технолога, осуществляющего такую проверку.
Для объективной оценки конструкции машины необходимо
учитывать общие условия, характеризующие ее технологичность:
129
1)	оптимальные формы деталей, обеспечивающие получение
заготовок с минимальными припусками и минимальным количе-
ством обрабатываемых и точных поверхностей, и возможность
применения наиболее совершенных производственных методов;
2)	минимальный вес машины, узлов и деталей;
3)	минимальное количество примененных марок сталей и дру-
гих материалов;
4)	взаимозаменяемость узлов и деталей при правильно назна-
ченных допусковых размерах;
5)	унификацию (стандартизацию и нормализацию) узлов и
деталей, поверхностей деталей, а также их отдельных конструк-
тивных элементов, в частности резьб, модулей зубчатых колес
и т. д.
При соблюдении перечисленных условий конструкция маши-
ны будет технологичной, так как трудоемкость и себестоимость
ее изготовления будут минимальными.
Рассмотрим каждое из этих условий.
1.	Минимальный вес машины, узла, детали
Минимального веса машины достигают правильным расчетом
и определением конструктивных форм деталей и применением
высокопрочных материалов. Современная наука об определе-
нии действующих в дета-
лях напряжений и о свой-
ствах металлов и мате-
риалов позволяет точно
рассчитывать и опреде-
лять форму и вес деталей
без излишних запасов
прочности.
Минимальный вес ма-
шины предопределяет и
меньшую трудоемкость
ее изготовления. Между
весом машины и трудо-
емкостью ее изготовления
существует определенная
зависимость. Так, трудо-
емкость механической об-
работки комплекта дета-
лей грузового автомоби-
ля при одинаковом выпу-
ске приближенно можно
Рис. 48. График изменения трудоемко-
сти механической обработки комплекта
деталей автомобиля в зависимости от
веса автомобиля
считать прямо пропорциональной весам машин. На рис. 48 при-
ведены трудоемкости механической обработки одинаковых ком-
плектов деталей нескольких грузовых автомобилей, скорректи*
5 Зак. 2446
130
рованные на одинаковый выпуск. Из графика следует, что при
увеличении веса машины на 1 т трудоемкость механической
обработки комплекта деталей возрастает примерно на 14—
17 станко-часов. У машин весом от 2 до 6 т зависимость тру-
доемкости механической обработки комплекта деталей от их
веса может быть приближенно выражена прямой.
Необходимо оговориться, что минимальный вес машины яв-
ляется не только производственно-технологическим фактором, но
и эксплуатационным. Например, минимальный вес судов, ваго-
нов, тракторов, автомобилей и других транспортных машин обес-
печивает и минимальный расход энергии на их передвижение.
Более технологичной следует считать конструкцию машины,
в которой применено минимальное количество различных марок
сталей и других материалов. Многообразие марок усложняет
процесс производства и прежде всего процесс получения заго-
товок, предопределяя большое число тепловых режимов при
штамповке, термообработке и отливке, а следовательно, и раз-
личных нагревательных агрегатов. Одновременно усложняется
и механическая обработка, так как разные марки стали требуют
различной геометрии инструментов и различных режимов реза-
ния. При многообразии марок металла увеличиваются номенкла-
тура и запасы металла на складах; возрастает вероятность про-
стоя оборудования из-за нехватки той или иной марки профиля
стали; часто возникает необходимость замены одного профиля
другим с увеличением затрат труда на изготовление машины.
2.	Взаимозаменяемость узлов и деталей при правильно на-
значенных допусковых размерах
Взаимозаменяемость узлов и деталей является основным ус-
ловием для построения поточного производства. Отсутствие
взаимозаменяемости узлов и деталей значительно увеличивает
трудоемкость изготовления машины за счет большого числа до-
полнительных операций, выполняемых с примитивными средст-
вами механизации. К таким работам относятся шлифование ва-
лов по размерам отверстия, пригонка по месту, пришабривание
сопрягаемых плоскостей и подшипников, нарезка резьбы вруч-
ную при сборке машины и т. д. Поэтому взаимозаменяемость
узлов и деталей является также существенным фактором тех-
нологичности конструкции машины. Конструкцию машины, в ко-
торой не предусмотрены взаимозаменяемость деталей, нельзя
считать технологичной. Взаимозаменяемость деталей и узлов
машины предусматривает их изготовление по размерам со стро-
го определенными допусками.
Однако нужно помнцть, что чем точнее размеры, тем больше
трудоемкость изготовления детали. Трудоемкость деталей, изго-
товляемых с высокой точностью, значительно увеличивается за
131
счет необходимости введения дополнительных доводочных опе-
раций. Поэтому точность изготовления деталей должна нахо-
диться в пределах необходимого минимума, обеспечивающего
взаимозаменяемость деталей, качество и надежность работы ма-
шины. Однако на деле это условие не всегда соблюдается. Не
имея объективного критерия для определения необходимой точ-
ности изготовления деталей, конструкторы иногда предписывают
завышенные точности изготовления этих деталей, не улучшающие
качество машины, но зна-
чительно увеличивающие
трудоемкость изготовле-
ния деталей. Бывает и
наоборот: устанавливают
допуски, не обеспечиваю-
щие высокого качества
машины, надежной и
долговечной ее работы.
Иллюстрацией к ска-
занному может быть сле-
дующий пример.
На рис. 49 приведено
распределение допуско-
вых размеров по классам
точности мотоциклов А и
Б. Известно, что мото-
цикл А обладает высоки-
Рис. 49. Распределение допусковых разме-
ров по классам точности мотоциклов Ли Б
ми эксплуатационными
качествами, не уступающими мотоциклу Б. Однако количе-
ство размеров с допусками первого класса у мотоцикла А со-
ставляет всего 1,1% и второго класса — 11,8%, тогда как у мо-
тоцикла Б числб размеров с допусками первого класса равно
2,9% и второго класса — 13,6%. При меньшей точности изготов-
ления отдельных деталей эксплуатационные качества мотоцик-
ла А не хуже. Поэтому можно сказать, что более технологич-
ной является конструкция мотоцикла А.
Правильное назначение допусков на размеры деталей являет-
ся для технологии изготовления машин весьма важным, но еще
недостаточно разработанным вопросом.
3.	Унификация и стандартизация узлов и деталей машин
Технологичность конструкции машины значительно увеличи-
вается в результате использования конструктором большого ко-
личества стандартизованных и унифицированных узлов и дета-
лей. Подобная унификация и стандартизация должна распро-
страняться и на машины близких типоразмеров. Стандартизо-
ванные и унифицированные узлы и детали машины обеспечивают
5*
132
значительное увеличение выпуска и тем самым снижение трудо-
емкости и себестоимости изделий в результате возможности при-
менения поточных методов работы и высокопроизводительного
оборудования и оснастки. Нельзя забывать и об эксплуатацион-
ных преимуществах, которые обеспечиваются унификацией
(стандартизацией и нормализацией). На этой основе достигается
ускорение и снижение трудоемкости эксплуатационных ремон-
тов, сокращается номенклатура запасных частей в результате
возможности установки одних и тех же узлов и деталей на раз-
ные типоразмеры машин.
Так, для специальных агрегатных станков й автоматических
линий применяют одни и те же стандартные силовые сверлиль-
ные головки нескольких типоразмеров; для станков различных
типов — одни и те же гидронасосы, панели гидроуправления,
приборы электрического управления. Для различных типов и
размеров станков можно применять и нередко применяют общие
детали управления, поди ипники, сальники уплотнения, детали
коробок скоростей и подач, крепежные детали и т. д.
Автомобильные заводы, выпускающие по 6—8 типоразмеров
грузовых автомобилей и автобусов, используют на все эти ма-
шины один и тот же двигатель, руль, иногда задний мост, узлы
тормозов, электрооборудование, крепежные детали и т. д. На
разных двигателях в свою очередь ставят одно и тоже электро-
оборудование. Для использования одних и тех же агрегатов на
разных автомобилях в них изменяют или к ним добавляют толь-
ко отдельные детали и узлы.
Значительно облегчая и удешевляя производство машин, уни-
фикация узлов и деталей позволяет выпускать большое количе-
ство типоразмеров машин для выполнения разнообразных
функций.
4.	Унификация отдельных элементов и поверхностей деталей
Помимо унифицированных, в конструкцию всякой машины
входит большое количество оригинальных деталей. Различаясь
по конфигурации, последние могут иметь отдельные обрабаты-
ваемые поверхности, общие с аналогичными поверхностями дру-
гих деталей этой машины. Суммарное количество диаметров
отверстий и валов, шпоночных и шлицевых соединений, резьб,
модулей зубьев шестерен, диаметров и длин болтов, различных
допусковых размеров на валы и отверстия и т. д. также может
быть сведено к минимуму. В этом случае потребное количество
типов и размеров режущего, измерительного и других видов ин-
струмента будет значительно сокращено. В результате сокраще-
ния номенклатуры инструмента улучшаются условия его изго-
товления, упрощается снабжение инструментом цехов, участков,
линий и рабочих мест.
133
Таким образом, конструкция машины, имеющая максималь-
ное количество унифицированных конструктивных элементов де-
талей, более технологична по сравнению с машиной, у которой
будет отсутствовать такая унификация.
5.	Количественная оценка технологичности конструкции по
унификации узлов, деталей и отдельных конструктивных
элементов деталей
Выше была дана общая оценка технологичности конструкции
машины по трудоемкости ее изготовления. Однако более важное
значение имеет ее количественная оценка. К сожалению, такую
оценку можно давать пока только по некоторым признакам, на-
пример по унификации узлов, деталей и отдельных конструктив-
ных элементов деталей.
Критерием технологичности может быть отношение количест-
ва наименований оригинальных деталей или их элементов к об-
щему количеству деталей или их элементов в машине.
Если обозначить число деталей в машине N, а число наиме-
нований оригинальных деталей п, то отношение
У = £	(21)
можно назвать общей степенью унификации деталей.
Все детали любой машины целесообразно разбить на несколь-
ко классов и по каждому классу установить степень унифика-
ции.
В табл. 12 приведена приближенная классификация деталей
бензинового двигателя, характеризующая технологические
Таблица 12
Технологические группы деталей двигателя ЗИЛ
и степень их унификации
Наименование классов деталей	Общее коли- чество дета- лей N, шт.	Количество наименований оригинальных деталей «, шт.	Степень уни- фикации де- талей п У“ N
Корпусные детали		27	23	0,85
Круглые стержни (валы)		68	30	0,44
Полые цилиндры (втулки) 		58	15	0,26
Диски		29	27	0,93
Некруглые стержни (рычаги) ....	23	17	0,74
Небольшие детали сложной формы	26	24	0,92
Крепежные детали		396	56	0,14
	SAT « 627	Sn - 192 j	
134
группы деталей и степень их унификации. Итоговые данные этой
таблицы показывают, что общая степень унификации деталей и
характеризуемая ею технологичность конструкции бензинового
двигателя будет
Ул = “ЁдГ = 0’31-
6.	Унификация элементов поверхностей деталей машин
Технологичность конструкции машины по степени унификации
отдельных конструктивных элементов может быть оценена ана-
логично предыдущему.
Обозначим общее количество в машине отдельных конструк-
тивных элементов — диаметров шеек валов, диаметров отверстий,
диаметров резьб, модулей зубьев и т. д. — через F, а количество
различных размеров этих же элементов — через f. В таком слу-
чае отношением
Уэ = 4	<22)
можно выразить степень унификации этих элементов в машине
(табл. 13). В этой таблице показана унификация шести конст-
руктивных элементов деталей бензинового двигателя ЗИЛ: диа-
метров шеек валов, диаметров отверстий, резьбовых, шлицевых
Таблица 13
Унификация основных элементов деталей бензинового двигателя ЗИЛ
Наименование элементов	Общее коли- чество эле- ментов Л	Из общего количества различных элементов с допусками			
		количество раз- меров f	степень унифи- кации у =	допусков 1-ГО и 2-го классов f'	। удельный вес до- пусков 1-го и 1 2-го классов = ^7"
Диаметры шеек валов .	375	127	0,34	86	0,25
Диаметры отверстий . .	1074	102	0,095	77	0,071
Резьбовые соединения .	298	21	0,07	298	1,00
Шпоночные соединения Зубчатые соединения	19	9	0,47	—	—
(унифицированные по модулю) 		28	7	0,25			
Шлицевые соединения .	11	7	0,63	—	—
Итого. . .	= 1805	X/ - 273	0,17	461	0,25
135
и шпоночных соединений и модулей зубчатых колес. Кроме того,
в таблице дано общее количество размеров этих элементов с до-
пусками 1-го и 2-го классов /7и удельный вес допусков 1-го и 2-го
классов z/д в общем количестве допусковых размеров F.
Общая степень унификации элементов поверхностей будет
S/
Наиболее технологичной нужно считать конструкцию машины
с минимальным коэффициентом унификаций у и, в частности, с
наименьшим удельным весом допусков 1-го и 2-го классов г/д.
Общая степень унификации элементов поверхностей деталей
будет
У.
т. е. достаточно высокая.
В рассматриваемой конструкции двигателя высокая степень
унификации достигнута по диаметрам отверстий и по резьбам;
унификация диаметров валов значительно меньше (г/в = 0,34);
незначительна также унификация шлицевых соединений
( Уш = 0,63). Удельный вес допусков 1-го и 2-го классов состав-
ляет г/д = 0,25.
7. Оптимальные формы деталей
Важным признаком технологичности конструкций деталей
является их конструктивная форма. Оценка технологичности кон-
струкции детали может быть основана на сравнении трудоем-
кости изготовления различных вариантов конструкции детали
по формуле (20).
Корпусные детали
Корпусные детали выполняют, как правило, отливкой или
сваркой. Конструкция литых — чугунных или стальных — кор-
пусных деталей должна отвечать требованиям машинной фор-
мовки; толщина стенок в разных сечениях не должна иметь зна-
чительных колебаний и резких переходов. Конструкция деталей
из цветных сплавов должна обеспечить возможность отливки в
постоянные металлические формы при нормальной заливке
и заливке под давлением.
Механическая обработка корпусной детали сводится главным
образом к обработке плоскостей и отверстий. Конструктивная
форма корпусной детали, обеспечивающая минимальную трудо-
емкость ее обработки, должна отвечать следующим основным
условиям:
136
1.	Форма корпусной детали должна быть возможно ближе
к травильной геометрической форме. Например, в поперечном
сечении корпусной детали целесообразно придавать форму пра-
вильного четырехугольника вместо неправильного четырехуголь-
ника, трапеции или какой-либо сложной формы.
2.	Корпусную деталь нужно обрабатывать без спаривания
с другой корпусной деталью,
3.	В конструктивной форме детали следует предусматривать
полную ее механическую обработку от одной базы: от плоскости
и двух установочных отверстий на этой плоскости.
4.	Конструкция детали должна обеспечивать возможность об-
работки плоскостей и торцов отверстий на проход, для чего
плоскости и торцы не должны иметь выступов, мешающих этой
обработке. Торцам отверстий необходимо придавать удобную
форму для обработки их торцовой фрезой или цековкой.
5.	Деталь не должна иметь поверхностей, не перпендикуляр-
ных к осям отверстий как у входа, так и на выходе сверла.
6.	Точно растачиваемые отверстия не должны иметь внут-
ренних выступов, мешающих расточке на проход. Размер обра-
батываемых отверстий во внутренних стенках не должен превы-
шать соосных им отверстий в наружных стенках детали.
7.	Необходимо избегать многообразия размеров отверстий,
резьб и допусков.
8.	Чертеж корпусной детали не должен предусматривать при-
шабривания отдельных плоскостей или отверстий.
На рис. 50 показаны два варианта конструкции корпусной
детали, предназначенные для одного и того же бензинового дви-
гателя. Деталь на рис. 50, а имеет форму правильного паралле-
лепипеда. Следовательно, все шесть обрабатываемых плоскостей
взаимно перпендикулярны. Деталь на рис. 50, б имеет в попе-
речном сечении форму трапеции. Правая стенка блока накло-
нена на 8° и не параллельна противоположной стенке. Передняя
грань детали имеет выступы, мешающие обработке боковых сте-
нок на проход.
Все шесть сторон детали (см. рис. 50, а) можно обрабатывать
фрезерованием на проход или протягиванием. Боковые плоское-*
ти детали (см. рис. 50, б) не могут быть обработаны на проход,
следовательно, невозможна обработка боковых сторон непрерыв-
ным фрезерованием. Для фрезерования наклонной стенки необ-
ходимо иметь наклонное приспособление, обеспечивающее вер-
тикальное положение ее при фрезеровании, либо станок с на-
клонным расположением шпинделей. Наклон правой стенки
усложняет конструкцию агрегатно-сверлильного станка для
одновременного сверления отверстий на обеих стенках детали.
При одновременном сверлении обеих стенок правая агрегатная
головка должна двигаться по наклонным направляющим под
углом а (рис. 51), а приспособление должно быть точно установ-
5В Зак. 2446
Рис. 50. Конструкция двух блоков цилиндров бензинового двигателя
138
лено относительно инструментов наклонной головки. Незначи-
тельное смещение блока*вправо или влево на величину х вызовет
смещение отверстий на наклонной стенке вверх или вниз на ве-;
личину у.
Деталь на рис. 50, а имеет два точно растачиваемых отвер-
стия 1 и 2, а деталь на рис. 50,6 имеет пять таких отверстий (/,
2, 5, 4 и 5). Таким образом, для растачивания отверстий первой
Рис. 51. Погрешность, вызываемая неточной
установкой детали в приспособлении
детали требуются специальные двухшпиндельные, а для второй
детали — пятишпиндельные расточные станки. Так как межцент-
ровые расстояния указанных отверстий должны быть выполнены
с допусками в пределах 20—30 мкм, то обеспечить такую высо-
кую точность значительно труднее для пяти, чем для двух от-
верстий.
Крышки центрального отверстия в первой детали фиксируют-
ся наружными боковыми торцами и стыками; поэтому имеют
очень точную посадку относительно оси отверстия. Крышки вто-
рой детали фиксируются плоскостью разъема, а в боковом на-
правлении— болтами с зазором в отверстиях до 0,5 мм, поэто-
му имеют неточную посадку относительно оси основного от-
верстия.
Таким образом, эти две детали, предназначенные для вы-
полнения одной и той же функции, различны по конструкции.
Эту разницу можно оценить по трудоемкости изготовления той
и другой детали.
Трудоемкость механической обработки первой детали состав-
ляет 80% от трудоемкости второй детали при том же выпуске
и в аналогичных производственных условиях. Следовательно,
первая деталь будет технологичнее второй детали.
На рис. 52 показаны два варианта конструкции картера ко-
робки скоростей! для близких’ по мощности бензиновых двига-
телей. Из чертежей этих деталей следует, что первая деталь
технологичнее второй детали. Обрабатываемые стороны первой
детали взаимно перпендикулярны. В них отсутствуют выступаю-
щие части, мешающие фрезерованию боковых сторон на про-
139
ход. Базой при установке детали в приспособлениях может слу-
жить верхняя плоскость 1 (рис. 52, а) с двумя отверстиями. На
этих базах можно произвести полную обработку детали. Свер-
ление мелких и расточка больших отверстий удобны, так как
Деталь А
Деталь 6
Рис. 52. Два варианта конструкции картера коробки передач А и Б
оси отверстий параллельны базовой плоскости и не имеют ни
буртиков, ни выступов.
Вторая деталь имеет большой фланец 2 (рис. 52,6) с коль-
цевым выступом 3 для обеспечения фиксации коробки при соеди-
нении ее с основной деталью.
Обрабатываемый торец коробки, примыкающий к фланцу,
углублен и находится внутри; следовательно, его фрезерование
затруднительно и возможно только на копировальном фрезер-
ном станке. Основной базой для обработки коробки являются
торец фланца 2, выступ 3 на фланце и одно отверстие / в нем.
5В*
140
База надежная, но неудобная для расточки трех основных от*
верстий, так как эта плоскость закрывает расточные скалки и
резцы при растачивании этих отверстий. Это мешает настройке
резцов на размер и наблюдению за процессом расточки. Данная
база неудобна для обработки картера, коробки передач дета-
ли Б на автоматической линии. Фрезерование торца наклонно-
го люка 4 и сверление на нем отверстий необходимо выполнять
на отдельных станках; объединение этих операций с другими
возможно только при наличии специальных наклонных шпинде-
лей у фрезерного и сверлильных станков.
Хотя обе коробки и пригодны для массово-поточного произ-
водства, но коробка первой детали будет значительно техноло-
гичнее коробки второй детали. Конструктивную разницу этих
двух деталей можно оценить, как и у предыдущих деталей, раз-
ной трудоемкостью их обработки. Трудоемкость обработки пер-
вой детали составляет 80% от трудоемкости второй детали. Сле-
довательно, первая деталь будет значительно.технологичнее вто-
рой детали.
Детали типа круглых и некруглых стержней и детали сложной формы
Детали перечисленных типов в большинстве случаев изго-
товляют из прутка или штампованной заготовки, а иногда из
отливок. Основные требования, предъявляемые к технологич-
ности конструкции этих деталей, следующие:
1)	конструкция детали должна предусматривать механиче-
скую обработку только сопрягаемых с другими деталями по-
верхностей, прочие поверхности должны оставаться необрабо-
танными;
2)	количество снимаемого обработкой металла должно быть
минимальным (1,5—2,5 мм на сторону для деталей средних
размеров);
3)	форма детали должна обеспечить возможность штампов-
ки в закрытых штампах; деталь поэтому не должна иметь удли-
ненных несимметричных выступов, сечений с большой разно-
стью толщин, глубоких полостей и т. д.
При нарушении этих условий штампованные заготовки дета-
лей имеют только приближенную форму детали. Эти заготовки
обычно подлежат многим операциям дополнительной механиче-
ской обработки. Поэтому конструкция детали, требующая об-
работки кругом, несмотря на то, что многие поверхности явля-
ются нерабочими, не может считаться технологичной. Приме-
ром такой нетехнологичной конструкции детали является шатун
(рис. 53, а) бензинового двигателя. Согласно чертежу шатун
должен обрабатываться кругом, несмотря на то, что его рабо-
чими поверхностями являются два отверстия и торцы этих от-
верстий. Наоборот, конструкция шатуна бензинового двигателя
141
(рис. 53,6) является технологичной, так как в ней подлежат об-
работке два отверстия, торцы этих отверстий и отверстия для
стяжных болтов и для смазки верхней головки. Двутавровое се-
чение шатуна остается необработанным.
Трудоемкость обработки шатуна на рис. 53,6 составляет
18 мин, шатуна на рис. 53, а — 53 мин, т. е. в 3 раза больше при
одинаковых условиях их изготовления.
Рис. 53. Два варианта конструкции шатуна
Рис. 54. Два варианта конструкции
коленчатого вала бензинового
двигателя
На рис. 54 показаны два варианта конструкции коленчатого
вала бензинового двигателя. Вал 1 имеет противовесы и поэто-
му более трудоемок в изготовлении. Шесть колен вала распо-
ложены в трех плоскостях под углом 120° друг к другу. Форма
противовесов не позволяет вести штамповку в заданном черте-
жом виде. Поэтому вал 1 штампуется с расположением всех
колен в одной плоскости под углом 180° друг к другу, а затем
на специальной машине производится выкрутка колен на 120°
в нагретом состоянии.
Механическая обработка вала также усложняется необхо-
димостью обработки щек противовесов. На вал 1 расходуется
НЭ 24 кг металла больше.
142
Отсутствие противовесов в конструкции вала 2 позволяет
вести его штамповку без выкрутки колен и уменьшать трудоем-
кость штамповки в 1,7 раза, а трудоемкость механической об-
работки— на 20% при значительной экономии металла.
Противовесы, предназначенные для уменьшения нагрузки на
шейки вала и вкладыши, вследствие многоопорности вала не
улучшают работы двигателя и не снижают износостойкости шеек
вала и вкладышей, поэтому вариант конструкции вала 1, яв-
ляясь менее трудоемким и более технологичным, оказался так-
же и более надежным в эксплуатации. Себестоимость изготов-
ления вала 1 в 1,27 раза больше себестоимости вала 2.
При оценке технологичности конструкции коленчатого вала
наряду с трудоемкостью была приведена себестоимость изготов-
ления обоих вариантов. Показателем себестоимости изготовле-
ния детали следует пользоваться при значительной разнице
в расходе металла на тот и другой вариант конструкции детали.
Детали классов «Полые цилиндры» и «Диски»
Детали этих классов изготовляют из литья и штамповок, из
листа и ленты. Это в большинстве случаев детали, имеющие
форму тел вращения. Технологичность их конструкции может
характеризоваться следующими признаками:
1)	конструкция детали предусматривает обработку только
сопрягаемых поверхностей;
2)	форма детали обеспечивает получение заготовки с мини-
мальными припусками (1,5—2,5 мм на сторону для деталей
средних размеров);
3)	конструкция и материал деталей, проходящих термиче-
скую обработку, предотвращают деформацию деталей при тер-
мической обработке;
4)	допусковые размеры точных деталей, обеспечивая надеж-
ное выполнение деталями предназначенных им функций, не
усложняют производственный процесс их изготовления;
5)	в конструкции детали предусмотрена возможность мас-
сового изготовления детали на высокопроизводительном обо-
рудовании.
Рассмотрим несколько примеров.
На рис. 55 показаны две конструкции шестерен 1 и 2 одно-
го диаметра, с одинаковым количеством зубьев и одинаковыми
отверстиями. Процесс механической обработки этих шестерен
аналогичен. В обоих случаях обтачивают наружную цилиндри-
ческую поверхность и торцы, растачивают отверстие, протяги-
вают шпоночную канавку, нарезают зубья, обрабатывают по*
верхности между втулкой и венцом.
Конструктивная разница между этими двумя шестернями за*
ключается в том, что 9-миллиметровый диск, связывающий втуд*
143
ку с зубчатым венцом шестерни 1, расположен симметрично от-
носительно оси MN на расстоянии 10,5 мм от обоих торцов
венца и втулки, а в шестерне 2 диск смещен книзу так, что
расстояние от диска до верхнего торца равняется 20 мм, а до
нижнего — 3 мм. Шестерня на рис. 55,6 изготовляется из стали
13XH3A, а шестерня на рис. 55,(7 — из стали 18ХГТ. Технологич-
ность этих шестерен будет различной, несмотря на аналогичные
условия штамповки и механической обработки. Шестерни будут
Рис. 55. Две конструкции шестерен одного и того же диа-
метра
вести себя по-разному в термической обработке. Шестерня 1 не
будет деформироваться при быстром охлаждении благодаря
симметричности расположения металла относительно оси ше-
стерни и оси симметрии MN, а шестерня на рис. 55,6 будет де-
формироваться при охлаждении, поскольку масса металла раз-
мещена несимметрично 'относительно оси MN. Остывание верх-
ней части венца будет протекать быстрее, чем нижней части,
связанной диском. Практические данные показывают, что за-
каленный венец и отверстие шестерни 2 будут иметь форму ко-
нуса, уширенного кверху. Деформация шпоночной канавки ше-
стерни из стали 13XH3A будет составлять около 0,1 мм, а для
венца — даже больше. Учитывая, что допуск на ширину шпо-
ночной канавки составляет 0,03 мм, а суммарная погрешность
зубьев шестерни при зацеплении с эталоном не должна превы-
шать Ю,06 мм, можно ожидать значительного брака шестерен 2
при их термической обработке.
Шестерня 1 благодаря симметричной форме и малодеформи-
руемой стали 18ХГТ не будет иметь искажений в термообработ-
ке. Вследствие более высокой стоимости стали 13XH3A и повы-
шенного брака в производстве себестоимость изготовления ше-
стерни 2 будет выше себестоимости изготовления шестерни /
примерно в 1,2 раза, т. е. конструкция шестерни 1 является
более технологичной.
На рис. 56 схематически показана конструкция и заготовка
корпуса электродвигателя. Корпус представляет собой цилиндр
диаметром 166 мм и высотой 217 мм с толщиной стенки 7 мм.
144
Чертеж предусматривает изготовление детали из трубы или
кованой обечайки; поэтому заготовка будет представлять собой
цилиндр диаметром 182 мм с толщиной стенки 23 мм, массой
20,8 кг, в то время как готовая деталь весит лишь 4,8 кг. Вес
перерабатываемого в стружку металла составляет 16 кг. Этот
же корпус можно изготовить свертыванием его на штампах или
на трехвалковом гибочном станке из полосы шириной 219 мм
Рис. 56. Конструкция и заготовка корпуса электро-
двигателя
и длиной 500 мм. Окна могут быть вырублены на штампе до
гибки корпуса, а корпус затем сварен по образующей. В этом
случае потребная механическая обработка корпуса минимальна.
При изготовлении корпуса из полосы трудоемкость его изготов-
ления может быть примерно в 12 раз меньше трудоемкости об-
работки из кованой обечайки; расход металла уменьшается
в 4,3 раза. Таким образом, себестоимость изготовления корпуса
из обечайки должна быть в 14—15 раз больше себестоимости
изготовления его из полосы.

Рис. 57. Два варианта конструкции вклады-
шей подшипника скольжения
На рис. 57 показаны два варианта конструкции вкладышей
подшипников скольжения для бензинового двигателя. Конструк-
ция на рис. 57, а предусматривает изготовление вкладыша из
трубы диаметром 81 мм с толщиной стенки 7 мм или из штам-
пованной заготовки из листа 7 мм. Сначала заготовки вкладу*
145
шей растачивают, затем заливают баббитом, разрезают на по-
ловинки, обрабатывают поверху, а полуотверстия калибруют
протяжкой. Остающийся после обработки слой баббита на вкла-
дыше составляет 1,0—1,5 мм. Трудоемкость изготовления вкла-
дыша равна примерно 2,7 мин, расход баббита — около 90 г на
вкладыш.
Рис. 58. Три варианта конструкции тормозных колодок
автомобиля:
а) — литая из ковкого чугуна; б) — сварная; в) — клепаная из
полосы толщиной 3 мм
Вкладыш варианта б изготовляют из сталебаббитовой ленты
толщиной 2,5 мм с нанесением на нее слоя баббита 0,2 мм.
Стальную ленту покрывают баббитом на специальном высоко-
производительном оборудовании.
Изготовление вкладыша варианта б из ленты заключается
в вырубке заготовки, гибке и правке вкладыша на штампах
и последующей обработке полуотверстия и торцов вкладыша
протягиванием. Кроме того, для фиксации вкладыша у н£го' вы-
штамповывается выступ,..а для обеспечения смазки вытачивает-
ся канавка.
Трудоемкость изготовления вкладыша варианта б составляет
0,3 мин, или в 9 раз меньше, чем вкладыша варианта а. Расход
баббита равен 12 г вместо 90 г, или в 7,5 раз меньше. Поэтому
конструкция вкладыша варианта б будет во много раз техноло-
гичнее конструкции вкладыша варианта а.
На рис. 58 изображены три варианта конструкции тормоз-
ных колодок для одной машины.
Характеристика этих конструкций по весу, расходу металла
И трудоемкости изготовления приведена на табл. 14. Отсюда
146
Таблица 14
Сравнение двух вариантов конструкции тормозных колодок
Литая колодка (рис. 58, а)		Клепаная и сварная колодка (рис. 58, б и в)	
вес колодки 3,5 кг	нормиро- ванное время на 1 шт., мин	вес колодки 1,09 кг	нормиро- ванное время на 1 шт., мин
О пера ции Отливка, отжиг, чистка и правка 	 Фрезерование торцов . . . Сверление и развертыва- ние отверстий на ребре колодки 	 Обтачивание поверху . . . Сверление и зенкерование отверстий по окружно- сти 		4,0 0,9 1,5 1,0 1,0	Операции Вырубка верха колодки и пробивка отверстий Просечка ребра и всех от- верстий в ребре .... Склепывание верха с реб- ром колодки на специаль- ном станке 	 У сварной конструкции — сварка вместо клепки . ,	0,09 0,6 0,7 1,5
Общая трудоемкость из- готовления литой колод- ки 		8,4	Общая трудоемкость из- готовления колодки: клепаной 	 сварной	•. .	1,5 2,3
Себестоимость литой ко- лодки, руб		0,61	Себестоимость клепаной колодки, руб		0,23
следует, что трудоемкость и себестоимость изготовления литой
колодки являются наиболее высокими. Более технологичными
необходимо признать клепаный и сварной варианты конструк-
ции. Вообще следует отметить, что конструкция вариантов б
и в принципиально отличается от конструкции варианта а.
Небольшие и крепежные детали
Мелкие детали изготовляют как из отливок и штамповок, так
и пруткового материала. Во всех случаях эти детали должны
иметь минимум обрабатываемых поверхностей с минимальными
припусками на обработку.
Основным требованием, предъявляемым к форме и материа-
лу мелких деталей^ должна быть возможность их автоматиче-
ской обработки самыми высокопроизводительными методами,
в частности: а) горячей штамповкой на ковочных машинах или
автоматизированных ковочных прессах; б) литьем под давле-
ццем или одновременной формовкой и заливкой многих дета*
147
лей; в) изготовлением деталей из стальной или цветной ленты
в прогрессивных штампах на автоматизированных прессах;
г) образованием формы деталей из прутка или бунтового метал-
ла методом холодной высадки или высадки с индукционным
нагревом.
Форма детали должна обеспечивать удобное ее базирование
и зажим при автоматической загрузке автомата из магазина.
Рассмотрим несколько примеров, характеризующих техноло-
гичность конструкции деталей этих групп.
На рис. 59 показаны два варианта конструкции тормозной
камеры, предназначенные для одного и того же узла. Камера,
Рис. 59. Два .варианта конструкции тормозной камеры:
а) — штампованная; б) — литая
будучи собранной с другими деталями, должна надежно вы-
держивать давление 0,9 Мн!м2 (9 ат). Пропуск воздуха через
соединения исключается, т. е. фланцевое и реэьвовые соединения
должны обеспечивать полную герметичность. Камера (рис. 59, б),
изготовляемая из отливки, обрабатывается следующим обра-
зом* фланец обтачивается поверху и по торцу, во фланце свер-
лятся 12 отверстий и цекуются торцы этих отверстий, сверлятся
два отверстия с цековкой торца и нарезанием конической резь-
бы. Общая трудоемкость изготовления камеры, включая и литье,
составляет примерно 5,5 мин. Вес равен 1,7 кг. Себестоимость
изготовления — 0,32 руб.
Более технологичной является конструкция камеры, щтам*
пуемой цз листа толщиной 3 мм (рис. 59,а),
148
Литейное утолщение в штампованной камере заменено тре-
мя деталями, привариваемыми к штамповке-методом контакт-
ной (точечной сварки). В обработанном виде штампованная ка-
мера имеет вес около 0,44 кг\ она более прочна и надежна в ра-
боте и менее трудоемка в изготовлении. Изготовление камеры
варианта а складывается из
камеры в четыре операции,
на автомате, приварка этих
°)
$33
$43
~ $38
$32
_$29
$34
$40
Рис. 60. Два варианта конструк-
ции. втулки для кривошипно-ша-
тунного механизма:
а) — литая; б) — штампованная
следующих операций: штамповка
изготовление деталей из прутка
деталей, зачистка торца фланца
на шлифовально-зачистном
отанке. Общая трудоемкость
изготовления камеры вариан-
та а около 2,5 мин при себе-*
стоимости примерно 0,12 руб.
Вариант конструкции а тех*
пологичнее варианта б. Он
стал возможным благодаря
контактной электроприварке
шайбы и штуцеров к стенке
камеры толщиной 3 мм.
На рис. 60 показаны два
варианта конструкции втулки
для кривошипно-шатунного
механизма: общераспростра-
ненная конструкция — литая
втулка (рис. 60, а) и более со-
вершенная конструкция втул-
ки, свернутой из ленты
(рис. 60,6). Литая втулка
имеет менее плотную и проч-
ную структуру и поэтому быстрее изнашивается. Свертная
втулка, изготовленная из уплотненной прокатанной ленты, об-
ладает большей износостойкостью. В связи с этим толщина
стенок литой втулки принимается больше, чем свертной, и со-
ответственно больше расходуется цветного металла. В рассмат-
риваемом примере толщина стенки литой втулки — 2,0 мм,
свертной — 1,5 мм.
Данные о расходе металла, трудоемкости и себестоимости
изготовления литой и свертной втулок приведены в табл. 15.
Таким образом, конструкции втулки варианта б будут зна-
чительно технологичнее варианта а.
Конструкция мелкой детали, предназначенная для изготов-
ления на автомате, часто непригодна для изготовления ее бо-
лее высокопроизводительным методом на высадочном станке.
На рис. 61, а изображена фасонная шпилька, имеющая в се-
редине буртик диаметром 23 мм, с левого конца — резьбу на
диаметре 20 мм, с правой стороны — центрирующую часть дли-
ной 17 мм и резьбу на диаметре 18 мм.
149
Таблица 15
Расход металла, трудоемкость и себестоимость изготовления двух
вариантов втулки
Литая втулка (рис. 60, а)		Свертная втулка (рис. 60, б)	
вес литой втулки — 66,5 г вес заготовки — 254 г		вес свертной втулки — 51,7 г вес заготовки — 51,7 г	
процесс изготовления	нормиро- ванное время, мин	процесс изготовления	нормиро- ванное время, мин
Отливка и очистка .... Протягивание отверстия . . Обтачивание поверху, под- резание торцов 	 Бесцентровое шлифование Выточка масляной канавки	'	0,8 0,3 0,4 0,3 0,4	Непрерывная штамповка на прессе-автомате . . . Калибровка на прессе . .	0,027 0,12
Всего . . .	2,2	Всего ...	0,147
Примерная себестоимость, руб		0,16	Примерная себестоимость, руб	••	•	0,03
Рис. 61. Два варианта конструкции шпильки для крепления тормоз-
ного диска к ступице колеса:
а) — ступенчатая; б) — бесступенчатая; в) — шпилька в собранном узле
Шпилька предназначена для крепления деталей Л 2, 3, по
казанных на рис. 61, в. Шпилька плотно сажается в деталь /,
затем на шпильку надевается деталь 2, закрепляемая гайкой 3.
Слева на шпильку монтируется сменная деталь, также закреп*
150
ляемая гайкой. Таким образом, резьба справа на диаметре
18 мм могла бы быть сделана на диаметре 20 мм. При снятии
фаски с правого конца шпильки резьба не будет мешать плот-
ной посадке шпильки в деталь 1.
Шпилька по конструкции а может изготовляться только на
автомате, т. е. с производительностью 480 шт. в смену. На вы-
садочном станке шпильку можно изготовлять из бунтового, ме-
талла диаметром 20 мм, но невозможно получить утоненный
правый конец диаметром 18 мм. Увеличение диаметра резьбы
правого конца шпильки до 20 мм, как показано на рис. 61, б,
позволяет эту шпильку высаживать из бунтового металла с про-
изводительностью до 1500 шг./t/. Расход металла на шпильку
при этом сокращается с 400 до 212 г, или на 188 г. Трудоем-
кость и себестоимость изготовления шпильки также значительно
сократятся, как следует из табл. 16.
Т <кб л и ц а 16
Трудоемкость и себестоимость изготовления двух вариантов
шпильки
Шпилька (рис. 61, а)		Шпилька (рис. 61, б)	
вес заготовки — 400 г		вес заготовки —'212 г	
процесс изготовления & . 			нормиро- ванное время, мин	процесс изготовления	нормиро- ванное время, мин
* .* Обработка на автомате . . Шлифование посадочного места (0 20 мм) .... Накатка резьбы левого конца 	 Накатка резьбы правого конца 	 Протягивание фасок на бур- тике 	 Шлифование на бесцентро- во-шлифовальном станке	1,0 0,12 0,04 0,2 0,1	Высадка шпильки .... Шлифование посадочного места (0 20 мм) .... Накатка резьбы с двух сторон 	 Протягивание фаски .	. Шлифование на бесцентро- во-шлифовальном станке *	0,04 0,12 0,04 0,1
Общая трудоемкость из- готовления 		1,46	Общая трудоемкость из- готовления . .	...	0,30
Себестоимость шпильки, руб			0,1	Себестоимость шпильки, руб		0,04
Таким образом, трудоемкость изготовления шпильки мето-
дом высадки в 4,9 раза, а себестоимость в 2,8 раза меньше
токарного варианта. Весьма незначительное конструктивное из-
менение позволяет существенно улучшить технологичность
детали.
151
§ 21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО И МИНИМАЛЬНОГО ВЫПУСКА
ИЗДЕЛИЙ, ЦЕЛЕСООБРАЗНОГО ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ПОТОЧНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Важным фактором, определяющим целесообразность по-
строения поточного производства, является также достаточный
выпуск машин. Незначительный выпуск, например 2—10 сред-
них по трудоемкости машин в месяц, вряд ли будет целесооб-
разен для построения поточного производства.
Поточный метод предусматривает выполнение одним рабо-
чим одной или нескольких постоянно повторяющихся операций,
которые должны загрузить его в течение рабочего дня. Допу-
стим, что рабочий! выполняет пять различных операций при
выпуске 10 машин в месяц, или одной машины в 2,5 дня. В этом
случае для обеспечения полной загрузки рабочего длительность
каждой операции t должна быть равна примерно 3,5 ч, т. е.
t = -2,У  = 3,5 ч.
О
Вместе с тем фактическая длительность операций механиче-
ской обработки деталей средних машин, даже при использова-
нии малопроизводительного универсального оборудования, ко-
леблется в пределах 10—90 мин и очень редко увеличивается до
1,5—2,0 ч. Поэтому при незначительном выпуске машин поточ-
ные методы работы не всегда рациональны.
Чрезмерно большой суточный выпуск машин также может
оказаться нецелесообразным для организации поточного произ-
водства на одном предприятии. Предположим, что заводу нуж-
но обеспечить выпуск 6000 грузовых автомобилей в сутки, или
374 автомобиля в час. При этом выпуске ритм работы поточных
линий обработки и сборки
60 X 60 Q Л
374	9,6 С в К,
т. е. средняя длительность операций обработки деталей и сбор-
ка машины должны равняться 9,6 сек. Фактически длительность
операций механической обработки наиболее крупных и сложных
деталей автомобиля (блока цилиндров, коленчатого вала, круп-
ных шестерен и т. д.) при обработке на самом высокопроизводи-
тельном оборудовании колеблется в пределах от 40 до 180 сек.
Для обеспечения принятого выпуска необходимо было бы ста-
вить на каждую операцию по 4—18 станков-дублеров, что пре-
вратило бы каждую поточную линию в своеобразный непоточ-
ный цех.
Многие сборочные операции невозможно раздробить гак,
чтобы их продолжительность равнялась 9,6 сек. Например,
неделимыми являются такие сборочные операции, как установка
на движущемся конвейере на раму автомобиля заднего моста,
152
двигателя, кабины и др. Эти операции продолжаются от 30 до
60 сек, поэтому при среднем ритме сборки 9,6 сек необходима
была бы одновременная сборка не менее чем на трех парал-
лельно работающих конвейерах, что не может не затруднить
питание конвейера агрегатами и готовыми деталями.
В целом для производства такого количества автомашин
даже при использовании самого высокопроизводительного обо-
рудования потребовалось бы около 6000 станков и более
100 000 м1 2 площади.
При столь значительном выпуске основной принцип поточ-
ного производства, рассматривающий сборку как продолжение
механической обработки, не мог бы быть соблюден ввиду огром-
ного количества станков, которые невозможно разместить по
обе стороны сборочных конвейеров. Поэтому производство та-
кого большого количества автомобилей целесообразнее органи-
зовать на нескольких заводах, определив оптимальный выпуск
каждого из них.
Таким образом, для отдельно взятого предприятия и слиш-
ком малый, и весьма высокий выпуски машин нерациональны.
Величина оптимального выпуска машин для построения поточ-
ного производства на каждом данном предприятии лежит в опре-
деленных границах. Оптимальные выпуски машин, целесообраз-
ные для построения поточного производства, различны для раз-
ных машин: они будут меньшими для крупных и трудоемких
машин и большими — для изделий с меньшей трудоемкостью.
Способы определения размера выпуска машин для рацио-
нального построения поточного производства изложены ниже.
1. Оптимальный выпуск машин для одного предприятия
Основной целью построения поточного производства являет*
ся выпуск продукции с наилучшими показателями и прежде
всего с наименьшей себестоимостью продукции. Поточные ме-
тоды работы целесообразны и рациональны для минимального
выпуска, при котором себестоимость изготовления машин будет
меньше себестоимости их изготовления непоточным методом.
Зависимость между себестоимостью и выпуском изделий
в поточном производстве можно выразить следующей формулой:
CQ - AQ + В,	(23)
где С — себестоимость изделия;
Q — выпуск продукции в шт.;
4 — переменные издержки на машину;
В — условно-постоянные расходы завода.
К переменным или пропорциональным объему производства
издержкам А на машину относится стоимость материалов, по-
купных изделий, производственной энергии и т. д. К условно*
153
постоянным расходам В завода, не зависящим или мало зави-
сящим от объема производства, относятся заработная плата ин-
женерно-технического персонала и служащих завода; стоимость
эксплуатации транспорта, зданий и .сооружений; амортизацион-
ные отчисления и др. Мало изменяется также общий фонд зара-
ботной платы производственных рабочих, но заработная плата
Рис. 62. Границы целесообразного выпуска для организации
поточного производства
на одно изделие уменьшается при увеличении выпуска в резуль-
тате усовершенствования технологических процессов.
Решив уравнение относительно С, получим
С = Л + ~ или у = А +	.	(23а)
Это выражение в приближенной форме дает зависимость
между себестоимостью и величиной выпуска продукции. Себе-
стоимость изделий будет складываться из медленно уменьшаю-
щейся величины А, изображенной на диаграмме (рис. 62) в ви-
де прямой, и величины — , изменяющейся по гиперболе. При
увеличении выпуска доля условно-постоянных расходов, прихо-
В
дящихся на одно изделие, — будет все время сокращаться
и составит только небольшую часть величины А.
Сказанное подтверждается практикой. В табл. 17 приведены
фактические данные, характеризующие соотношения между су-
точным выпуском бензиновых двигателей и трудоемкостью их
механической обработки (себестоимость изменяется в соответст-
вии с трудоемкостью).
154
Таблица 17
Трудоемкость механической обработки комплекта деталей моторов
Характеристика	Вес двига- теля, кг	Выпуск в сут- ки, шт.	Трудоем- кость ме- ханиче- ской об- работки , нор мо- час	Метод производ- ства
Четырехцилиндровый мощностью 25,7—29,4 кет (35—40 л.с.) . . .			7	600	Непо точный
Восьмицилиндровый	мощностью 102,9 кет (140 t. с.) 		467	2—3	324	Поточный для
То же	•		467	8	210	основных де- талей То же
Восьмицилиндровый	мощностью 81 кет (ПО л с.)		560	20—15	110—120	Поточный
Шестицилиндровый	мощностью 51,4 кет (70 л. с.)		530	100	48	
Шестицилиндровый	мощностью 56,6 кет (77 л. с,)		530	250	33	
Шестицилиндровый	мощностью 66,2 кет (90 л. с.)		570	400	27	
Построенная по данным табл. 17 кривая
трудоемкости ме-
деталей в зависимости от вы-
небольшом выпуске трудоем-
ханической обработки комплекта
пуска показана на рис. 63. При
Рис. 63. График трудоемкости механи-
ческой обработки в зависимости от вы-
кость механической обра-
ботки возрастает до 324
нормо-часов; при увели-
чении выпуска двигате-
лей до 400 шт. в сутки
трудоемкость механиче-
ской обработки падает до
27 ч, т. е. сокращается в
12 раз. Поскольку себе-
стоимость изготовления
двигателя изменяется в
соответствии с трудоем-
костью, следовательно, и
себестоимость двигателя
уменьшится.
пуска деталей	На диаграмме (см.
рис. 62) показаны в
условных единицах границы выпусков: минимально необходи-
мого, еще выгодного для построения поточного производства,
и оптимального выпуска, при котором себестоимость будет ми-
нимальной. При дальнейшем увеличении выпуска себестоимость
155
изготовления изделий будет уменьшаться весьма незначительно,
что видно из уравнения (23а) и рис. 63.
Граница оптимального выпуска определяется не только ми-
нимальной себестоимостью изготовления изделия, но также тех-
нической целесообразностью построения поточного производства.
При очень высоком выпуске длительность многих неделимых
операций будет в несколько раз больше ритма поточных и сбо-
рочных линий; поэтому на таких операциях необходимо ставить
несколько параллельно работающих станков-дублеров и не-
сколько параллельно работающих сборочных конвейеров. Сред-
няя станкоемкость большинства (свыше 50%) операций меха-
нической обработки деталей и сборки автомобиля tc составляет
примерно 90 сек при использовании самого высокопроизводи-
тельного автоматического оборудования. Поэтому общее коли-
чество оборудования п на таких операциях при ритме г, рав-
ном 9,6 сек, достигает
т. е. на всех таких производственных операциях необходимо
было бы установить по десяти станков-дублеров.
Установка по десяти станков-дублеров на большинстве опе-
раций каждой поточной линии превратила бы поточные линии
в непоточные участки со свойственными этому методу работы
недостатками и, вероятно, в связи с этим возросла бы и себе-
стоимость изготовления изделия.
Поэтому оптимальным для построения поточного производ-
ства нужно считать выпуск изделий с ритмом производства,
равным средней длительности большинства технологических
операций изготовляемого изделия, выполняемых на самом вы-
сокопроизводительном автоматическом оборудовании.
Руководствуясь этим положением, можно найти оптимальный
выпуск для построения поточного производства любой машины.
Так, оптимальный выпуск бензиновых двигателей мощностью
66—102 кет (90—140 л. с.), весом 450—570 кг для одного пред-
приятия будет определяться по средней длительности операций
механической обработки основных деталей (блока цилиндров,
коленчатого вала, шестерен, валов коробки передач, картера
коробки передач, маховика, шатунов, коленчатого вала и т. д.),
а также сборочных операций.
Применяя известное в настоящее время самое совершенное
автоматизированное оборудование, наиболее производительную
оснастку и инструмент, найдем, что станкоемкость операций ме-
ханической обработки основных деталей будет колебаться в пре-
делах tc = 3,0 4- 0,2 мин, что видно из табл. 18.
В табл. 18 приведено фактическое количество станочных опе-
раций механической обработки деталей двигателя с примерной
156
Таблица 18
Длительность операций механической обработки
и сборки бензинового двигателя
(расчет сделан на ритм 1,2 мин)
№ групп операций	Количе- ство опе- раций	% опера- ций от общего количе- ства	Станкоем- кость опера- ций, мин	Количество оборудования	
				на операции	на выпуск
1	68	5	3,0	3	204
2	205	15	2,0	2	410
3	618	45	1,2	1	618
4	274	20	0,8	1	274
5	137	10	0,4	1	100
6	68	5	0,2	1	50
Итого. .	1370	100	Среднее 1,2	—	1656
разбивкой их по длительности на шесть групп. Длительность
сборочных операций укладывается в эту градацию. Средняя
станкоемкость операций будет равна примерно 1,2 мин, как
и средняя трудоемкость сборочных операций.
Оптимальный суточный выпуск изделий по ритму выпуска
определяется из выражения
где Т —расчетное время, мин;
г —ритм выпуска, мин;
tG — средняя станкоемкость операций.
Для рассматриваемого примера, когда ритм и средняя дли-
тельность операций обработки деталей и сборки двигателя рав-
ны 1,2 мин, оптимальный выпуск при двухсменной работе
Q == — = ——— =» 700 двигателей,
Гс
или примерно 215 000 двигателей в год. При этом выпуске 63%!
оборудования будет работать без дублеров, а 37% оборудова-
ния — с двумя-тремя дублерами.
Дальнейший рост выпуска будет увеличивать количество
дублеров, ухудшая условия работы на поточных линиях меха-
нической обработки без заметного снижения себестоимости
двигателя.
В случае обработки небольших изделий, например швейных
машин, когда средняя длительность операции механической об-
работки и сборки за счет автоматизации процессов может быть
157
доведена до 0,17 мин, оптимальный суточный выпуск при двух-
сменной работе
420x2
Q = —0 17 = 5000 шт., или 1535 тыс. шт. в год.
Станки-дублеры будут работать только на небольшом числе
операций.
Таким образом, оптимальный выпуск изделий для построе-
ния поточного производства на одном предприятии следует опре-
делять по средней длительности станочных и сборочных опера-
ций при условии применения для изготовления деталей наибо-
лее производительного оборудования и оснастки и установки
в поточных линиях до 30% оборудования — дублеров.
В практике чаще приходится решать вопрос об определении
минимального выпуска машин для построения поточного про-
изводства.
Можно ли тот же критерий — критерий длительности опера-
ций— положить в основу определения минимального выпуска,
целесообразного для построения поточного производства?
•Как видно из диаграммы (см. рис. 62), себестоимость изде-
лий быстро увеличивается при уменьшении выпуска. При ма-
лом выпуске на увеличение себестоимости изделий значительно
влияет высокая стоимость специального оборудования и оснаст-
ки. Во многих подобных случаях может оказаться, что себе-
стоимость изготовления изделий поточным методом будет выше,
чем при непоточном. Поэтому после установления минимального
выпуска изделий, целесообразного для построения поточного
производства, необходимо убедиться, что себестоимость изготов-
ления изделия будет меньше, чем при непоточном производстве
того же количества изделий. Но определение себестоимости из-
делий возможно только после разработки технического проек-
та, после выявления количества и стоимости оборудования, тех-
нологической оснастки, инструмента и т. д. Поэтому весьма
желательно нахождение минимально необходимого выпуска из-
делий по методике, принятой для определения оптимального
выпуска.
2. Минимальный выпуск деталей для построения поточных
линий обработки
При определении минимального выпуска, целесообразного
для построения поточных линий обработки по станкоемкости
операций механической обработки, необходимо иметь в виду,
что наряду с крупными и средними деталями, например стани-
нами и корпусами, в машинах средних размеров имеются так-
же втулки, рычаги, крепежные и другие мелкие детали. Средняя
станкоемкость операций обработки крупных деталей в несколь-
ко раз больше средней станкоемкости операций мелких деталей.
158
Поэтому и минимально необходимый выпуск для построения
поточных линий будет в несколько раз меньше для крупных де-
талей, чем для мелких. Это подтверждается практикой работы
предприятий поточного производства. Предприятия, выпускаю-
щие 50—100 средних машин в сутки, имеют индивидуальные по-
точные линии для крупных деталей, групповые поточные ли-
нии— для небольших деталей и технологически замкнутые уча-
стки— для мелких деталей.
Так, закрепленные за механосборочным цехом детали бензи-
нового двигателя 91 наименования с выпуском 100 комплектов
деталей в две смены обрабатываются на самых различных по-
точных участках (табл. 19).
Таблица 19
Поточные участки в механосборочном цехе
Виды поточных участков	Количество наименований деталей	% оТ общего количества
Индивидуальные поточные линии 		20	22,0
Спаренные поточные линии 		16	17,6
Г рупповые поточные линии с закреплением		
3—5 деталей 		19	20,9
Г рупповые поточные линии с закреплением 5—6 деталей		29	31,8
Технологически замкнутые участки		7	7 7
Итого. . .	91	100%
Различная станкоемкость операций обработки характерна
не только для разных, но и для одной детали. Так, длительность
отдельных операций в одной поточной линии обычно колеблется
в 6—8 раз (см. рис. 21). Эти колебания являются следствием
наличия у деталей различных по величине и точности обраба-
тываемых поверхностей и применения для их обработки обо-
рудования различной производительности.
Технологический процесс определяют операции обработки
основных поверхностей детали, которые можно назвать основ-
ными операциями. Что касается операции обработки незначи-
тельных (неответственных) поверхностей, то их, поскольку они
не характеризуют процесс обработки детали, можно назвать
второстепенными.
В технологическом процессе обработки вала основными опе-
рациями будут черновая и чистовая обработка и доводка шеек
вала, обработка торцов, фасонных поверхностей и т. д. Второ-
159
степенными можно считать снятие фасок, фрезерование шпо-
ночной канавки, сверление смазочного отверстия и др.
Длительность операций механической обработки зависит
также от примененного оборудования. При обработке деталей
на универсальных станках станкоемкость операций будет в де-
сятки раз больше, чем при использовании многоинструмент-
ного специализированного оборудования.
Поскольку для построения поточной линии необходимо опре-
делять минимально необходимый выпуск деталей, процесс об-
работки должен базироваться на универсальном оборудовании;
специальное оборудование для минимального выпуска эконо-
мически не будет оправдано. Поэтому в основу расчета мини-
мального выпуска, целесообразного для построения поточной ли-
нии обработки детали, принимается средняя станкоемкость
основных операций обработки детали на универсальном обо-
рудовании.
Средняя станкоемкость операций простейшего технологиче-
ского процесса является общим критерием, позволяющим при
заданном масштабе выпуска отнести обработку каждой данной
детали к индивидуальным, групповым поточным линиям или
к технологически замкнутым участкам.
Для определения минимального выпуска, целесообразного
для постройки поточных линий, необходимо иметь разработан-
ный технологический процесс обработки основных деталей ма-
шины. Можно также использовать типовые технологические
процессы.
В этом случае детали рассматриваемой машины следует
отнести к тому или другому типовому процессу классификацион-
ной группы деталей и по нему затем определять минимально
необходимый выпуск деталей, целесообразный для построения
индивидуальных или групповых поточных линий.
Построение поточных линий будет целесообразно, если за-
данный выпуск позволит построить поточные линии для обра-
ботки основных деталей и для сборки данного изделия.
Как известно, суточный выпуск Q, станкоемкость операции t
(мин) и количество оборудования, необходимого для выпуска
деталей в две смены, связаны между собой уравнением
Qt = fni],	(24)
где t—расчетный фонд времени работы станка в течение су-
ток, мин\
п — число станков на операции;
т] — средний коэффициент загрузки станков.
Очевидно, что минимальный выпуск деталей предусматри-
вает установку на каждой операции поточной линии не более
одного станка (возможно даже выполнение на отдельных стан-
ках не одной, а двух-трех операций малой станкоемкости).
160
Поэтому при п = 1 уравнение (24) получит вид
А
Для всех операций поточной линии характерной является
средняя станкоемкость основных операций /с, определяемая как
среднее значение из всех станкоемкостей основных операций
обработки детали:
Z
= (25)
1
где г— количество основных операций обработки (и станков)
на поточной линии.
Поэтому для поточной линии зависимость между минималь-
ным выпуском Q, средней станкоемкостью /с и количеством
станков п можно выразить как
z
f == Qztz = Q(^i + ^2 +	~ Q 2	^6)
1
В этом уравнении все буквенные значения те же, что и
в уравнениях (24) и (25); кроме того, здесь п == z. При выпол-
нении нескольких операций на одном станке общее число стан-
ков на поточной линии сократится на т, равное числу совме-
щенных операций. В этом случае п = z — tn> Тогда уравне-
ние (26) примет вид
/т] (г — m) -= Qztz = Q 2 Ч-	(26а)
1
Решая уравнение (26а) относительно Q, найдем, что мини-
мальный выпуск, целесообразный для построения поточной
линии, будет
q /т) (z — т)	—	'
zt^	%
2^
1
Если за тем же оборудованием поточной линии будет за-
креплена обработка не одной, а к деталей со средними станко-
емкостями основных операций /с1, tc2,..., /с>к, то минимальный
суточный выпуск каждой из этих деталей будет
Qk - t'-'+t +-----+ Т~ =	(28)
1
161
Сравнивая выпуски Q и QK, найдем, что
= +, или Q = pQk> (29)
где
и = ^С1	^С2 4~ * * » + ^с.к
р	/
*с
При обработке на поточной линии к деталей минимальный
суточный выпуск QK меньше соответствующего выпуска Q для
одной детали во столько раз, во сколько раз сумма средних
станкоемкостей к деталей больше станкоемкости одной детали.
В уравнении (28) не учтено время на переналадку стан-
ков Тн при обработке на них к деталей. Время на переналадку
станков Тн можно принять одинаковым для всех станков по-
точной линии, так как фактически все станки простаивают одно
и то же время при перестройке их на обработку другой детали.
Время на переналадку /н, отнесенное к суточному фонду време-
ни станка, необходимо вычесть из суточного фонда времени
станка. Поэтому уравнение (28) в окончательном виде будет
Q =	.	(28а)
* 1
Таким образом, для определения минимального выпуска де-
талей, целесообразного для построения поточного производства,
достаточно знать среднюю станкоемкость основных операций
механической обработки деталей, выполняемых на простом уни-
версальном оборудовании, и среднюю минимально допустимую
загрузку станков поточной линии.
Нормальной для станков поточной линии считается средняя
загрузка, равная 65—75%. Может возникнуть вопрос: целесо-
образно ли строить поточные линии, если загрузка будет зна-
чительно меньше, например 40—45%?
Практика подтверждает, что после перевода обработки де-
тали на поточную линию трудоемкость обработки снижается на
35—50% при том же оборудовании и при том же числе рабочих,
а выпуск соответственно увеличивается.
Поэтому загрузка поточной линии на 40—45% может соот-
ветствовать загрузке на 75—90% тех же станков аналогичной
работой при непоточном методе работы, т. е. будет экономиче-
ски целесообразна. Экономическая выгодность того или другого
метода обработки должна быть проверена себестоимостью из-
готовления детали.
Решая уравнения (27) и (28) для разных средних станко-
емкостей обработки'и разной загрузки станков, можно построить
таблицу минимальных суточных выпусков деталей Q, которой
удобно пользоваться при проектировании поточных линий.
6 Зак. 2446
162
3. Примерный расчет минимально необходимого выпуска
деталей для построения поточного производства
Найдем минимальный выпуск, целесообразный для построе-
ния поточного производства двух деталей — тормозного бараба-
на и маховика (см. рис. 19). Маховик (40 кг) изготовляют из
стального литья из расчета 1 штука на машину. Тормозной ба-
рабан (36 кг) —из чугунного литья — 2 штуки на машину. Пе-
речень технологических операций по изготовлению этих деталей
на универсальном оборудовании приведен в табл. 20.
Из приведенного в табл. 20 краткого перечня технологиче-
ских операций изготовления тормозного барабана и маховика
видно, что для обработки приняты простые универсальные стан-
ки, обычно применяемые в непоточном производстве.
Для тормозного барабана основными являются операции 2
и 3, второстепенными — 5 и 8. Для маховика основными будут
операции 1—4, 9 и 10, второстепенными — 5—8 и И.
Минимально необходимый суточный выпуск для построения
поточной линии только одного маховика согласно формуле (27\
будет
п	__	14X0,45X60X6	_ 2268
4 z — 70 + 75 + 65 4- 50 4- 48 + 48	356	‘
2
при загрузке станков на 45% и работе в две смены.
Сравнение технологических процессов тормозного барабана
и маховика показывает возможность обработки обеих деталей
на станках поточной линии маховика.
При построении спаренной поточной линии для обработки
маховика и тормозного барабана необходимо учесть время на
переналадку станков. Примем, что переналадка линии будет
производиться через каждые три дня (d = 3) и что на перена-
ладку одного станка затрачивается 7Н = 50 мин. Наладочное
время, отнесенное к суточному фонду времени работы станка f,
составит
/ __	____50 х 100 _оло/
df — 3X840 ~2’О/о-
Таким образом, при переналадке линии через каждые три
дня средний коэффициент загрузки станков возрастет на 2,0%.
Переменно-поточная линия на две детали, обеспечивая еже-
дневный выпуск шести комплектов маховиков и тормозных ба-
рабанов, будет работать периодически: три дня на линии долж-
ны обрабатываться маховики, затем следующие три дня — тор-
мозные барабаны. Для обеспечения среднего выпуска шести
комплектов ежесуточно фактический выпуск фф каждой детали
должен удвоиться и равняться 12 комплектам.
163
Таблица 20
Технологические операции изготовления маховика
и тормозного барабана
№ операции	1	Наименование операций и оборудования для обработки маховика	Станкоемкость операции, мин		Количест- во стан- ков, шт.	Загрузка станков, %
		махо- вик	тормоз- ной бара- бан на комплект		
1	Отрезать прибыль на карусельном станке 		70		1	50
2	Обточить предварительно одну сто- рону маховика и расточить отвер- стие на крупном токарно-револь- верном станке 		75	80	1	110
3	Обточить предварительно вторую сторону маховика и расточить отверстие на крупном токарно- револьверном стачке 		65	85	1	107
4	Обточить начисто обе стороны ма- ховика на токарном станке . . .	50	и !!	1	36
5	Сверлить и зенкеровать восемь от- верстий диаметром 12 мм на ра- диально-сверлильном станке . . .	15	35	1	36
6	Разметить шпоночную канавку на плите 		10	—			
7	Продолбить шпочочную канавку на долбежном станке		15	—	1	11
8	Нарезать резьбу в трех отверстиях на сверлильном станке 		15	15	1	22
9	Предварительно долбить зубья на венце маховика на зубодолбеж- ном станке 		48				1	34
10	Окончательно долбить те же зубья на долбежном станке		48	—	1	34
11	Отбалансировать маховик и развер- нуть отверстие на балансировоч- ном и сверлильном станках . . .	25	—	1	18
	Итого. . .	436	215	10	45%
При переменной работе групповой поточной линии, на кото-
рой обрабатывается к различных деталей, фактический выпуск
каждой детали = kQ, где к — количество обрабатываемых
в поточной линии наименований деталей, a Q — средний суточ-
ный выпуск машин.
Фактическая средняя загрузка станков рассматриваемой по-
точной линии с учетом переналадки составит примерно 51%.
Между тем общепринятая средняя загрузка оборудования
в серийном производстве составляет 75—80%. Но, как уже от-
6* '
164
мечалось, средний процент загрузки оборудования не всегда ха-
рактеризует эффективность выбранного технологического про-
цесса. Нередко небольшой процент загрузки станков обеспечи-
вает наименьшую трудоемкость и себестоимость изготовления
детали или узла, что было показано на примерах обработки
деталей на универсальных и высокопроизводительных станках
(гл. III, § 14). И, наоборот, за высокими коэффициентами за-
грузки оборудования иногда скрывается весьма дорогой мало-
эффективный технологический процесс. Качество технологиче-
ского процесса должно оцениваться прежде всего трудоемко-
стью и себестоимостью изготовления детали, а невысокий коэф-
фициент загрузки оборудования, если он оправдывается эконо-
мическими показателями данной линии, необходимо рассмат-
ривать как резерв, подлежащий использованию в целях увели-
чения выпуска при наличном составе оборудования.
Для более полного использования высокопроизводительного
оборудования в серийном производстве необходимо создавать
автоматизированные переменно-поточные групповые линии для
обработки нескольких подобных деталей по единому типовому
процессу обработки.
Это значит, что обработка всех деталей данной группы бу-
дет иметь одну и ту же последовательность выполнения опера-
ций и производиться на одних и тех же станках при закрепле-
нии всех деталей в одних и тех же приспособлениях, при об-
работке всех деталей группы одними и теми же инструменталь-
ными наладками, при передаче всех деталей данной группы от
одного станка к следующему одним и тем же транспортным
устройством и подаче каждой детали в зону обработки и воз-
врата назад одним и тем же подающим устройством.
На рис. 64 показана подобная автоматическая переменно-
поточная линия для обработки 10 наименований шестерен, спро-
ектированная ЭНИМСом для станкостроительного завода «Крас-
ный Пролетарий». При потребности в каждой шестерне в коли-
честве 30—40 шт. в сутки общий суточный выпуск шестерен
доставляет 300—400 шт., что полностью загружает высокопро-
изводительные станки.
Основная задача при создании переменно-поточных линий —
проектирование единого процесса обработки и единой оснастки
для всех деталей группы, т. е. зажимных приспособлений, ин-
струментальных наладок, транспортных и подающих устройств.
4. Минимальное количество изделий для построения поточ-
ной сборки
Для поточной сборки машин необходимо обеспечить взаимо-
заменяемость узлов и деталей и исключить пригоночные работы
на сборке изделия. Далее процесс сборки изделия должен до-
Рис. 64. Автоматическая линия для обработки 10 наименований цилиндрических шестерен:
1 — магазин; 2 — многорезцовые токарно-расточные автоматы; 3 — протяжные станки; 4 — многорезцовый токарный автомат;
5 зубофрезерный станок; 6 — зубозакругляющий станок; 7 — шевинговальный станок; 8 — автоматические перегружатели к
бункерам
166
пускать разделение на отдельные операции; число последних
должно быть не менее трех, так как сборку изделия, выполняе-
мую в одну или две операции, нельзя считать поточной. Кроме
того, количество собираемых изделий должно обеспечить нор-
мальную загрузку необходимого для осуществления процесса
сборки штата рабочих в течение смены.
Принимая Q — сменный выпуск изделий, ос — число сбороч-
ных операций, tc — среднюю трудоемкость одной сборочной
операции в мин, т — число рабочих, необходимое для осуществ-
ления процесса сборки, Тр— длительность рабочей смены ваши,
можно написать
Qoc/c = Трт	(30)
или
«г —Й7-	да
Зная число рабочих, необходимое для осуществления процес-
са сборки т, количество и среднюю трудоемкость сборочных
операций, из уравнения (30а) легко найти минимальный выпуск
изделий Q, целесообразный для построения поточного произ-
водства.
После определения минимального выпуска изделий для по-
строения поточного производства необходимо проверить эконо-
мическую целесообразность последнего. Для этого необходимо,
чтобы себестоимость и трудоемкость изготовления изделия по-
точным методом были меньше либо равны себестоимости изго-
товления непоточным способом, т. е. чтобы С\ С2, где Ci —
себестоимость изготовления изделия поточным методом, а С2—
себестоимость изготовления изделия непоточным методом.
Так как поточные методы работы дают ряд дополнительных
выгод, не учитываемых при сравнении двух вариантов техно-
логического процесса по себестоимости, в частности упрощение
производственной структуры и ритмичный ход производственно-
го процесса, простоту управления производством, сокращение
цикла производства, улучшение качества продукции и т. д., то
будет совершенно достаточно, если при сравнении двух вариан-
тов технологических процессов их себестоимости будут равны,
т. е. если Ci = С2. Конечно, при равенстве себестоимостей сле-
дует отдать предпочтение поточному варианту ввиду прочих пре-
имуществ поточного метода работы, обычно не выраженных в
себестоимости.
Метод определения себестоимости изготовления изделий опи-
сан в гл. V*
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ В ПОТОЧНО-
АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
'ГЛАВА V
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕ-
СКОГО ПРОЦЕССА
§ 22.	СЕБЕСТОИМОСТЬ — ОСНОВНОЙ КРИТЕРИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Технологический процесс должен обеспечить изготовление
детали, во-первых, в соответствии с чертежом и техническими
условиями, во-вторых, с минимальной затратой ’материала и
труда, т. е. с минимальными себестоимостью и трудоемкостью.
Практически в большинстве случаев минимальной трудоемкости
соответствует минимальная себестоимость изготовления изделия
(детали), поэтому и себестоимость, и трудоемкость можно рас-
сматривать как основные критерии эффективности технологиче-
ского процесса.
Оценка эффективности технологических процессов необходи-
ма при проектировании новых процессов, когда приходится из-
бирать оптимальный вариант технологического процесса, а так-
же для объективного суждения о пропускной способности на-
личного оборудования. Эффективность осуществленных техно-
лдгических процессов должна оцениваться сравнением фактиче-
ской себестоимости и трудоемкости с оптимальной себестоимо-
стью и трудоемкостью этих изделий, понимая под оптимальной
себестоимостью и трудоемкостью наименьшие их значения при
изготовлении изделий в одинаковых производственных условиях.
Выявление эффективности проектируемых технологических
процессов можно вести, определяя себестоимость по всем эле-
ментам, из которых она складывается, либо пользуясь более
простым методом расчета по укрупненным показателям. Недо-
статком общепринятого метода определения себестоимости из-
готовления изделий является его громоздкость при недостаток-
168
ной точности. Поэтому целесообразно применение упрощенного
метода расчета себестоимости, основанного на использовании
опыта работы передовых предприятий машиностроения.
§ 23.	ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЩЕПРИНЯТОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СЕБЕСТОИМОСТИ
В основу общепринятого метода расчета себестоимости при
проектировании процесса изготовления детали обычно входят
фактические данные того предприятия, для которого проекти-
руется рассматриваемый процесс.
При определении себестоимости обработки детали или одной
технологической операции необходимо учитывать следующие
величины: 1) штучное время; 2) время работы станка; 3) время
работы инструмента; 4) стоимость спецоснастки; 5) разряд и за-
работную плату станочника; 6) расходы по эксплуатации стан-
ка; 7) расходы по эксплуатации инструмента; 8) переменные
расходы; 9) расходы по наладке приспособлений; 10) расходы
по эксплуатации приспособлений; 11) амортизацию оборудова-
ния; 12) погашение капитальных затрат *.
Расчет себестоимости операций по перечисленным двенадца-
ти элементам является сложным. Некоторые из них довольно
трудно получить. Существующая цеховая и заводская отчетность
не содержит таких сведений, как расходы по эксплуатации стан-
ка и инструмента, по наладке и эксплуатации приспособлений и
эксплуатации инструмента. Для их определения необходимо
провести значительный дополнительный анализ отчетных
данных.
Однако полученные таким сложным расчетом сведения все
же не будут достаточно точными.
Во-первых, даже самый тщательный подсчет себестоимости
изготовления детали по отдельным операциям не может быть
достаточно точным, так как в него войдут многие исходные дан-
ные, взятые с действующего производства. Они могут значи-
тельно отличаться от аналогичных данных, полученных после
внедрения нового процесса изготовления детали.
Во-вторых, стоимость изготовления специального оборудо-
вания, приспособлений и оснастки, стоимость ремонта и эксплуа-
тации оборудования, стоимость изготовления и эксплуатации ин-
струмента, транспортные расходы, расходы по содержанию
цехового и заводского административного и обслуживающего
персонала и т. д. также значительно колеблются для разных
предприятий и могут значительно изменяться в течение кварта-
ла (года) на одном предприятии.
* Тил лес С. А. Технологический анализ вариантов технологических
процессов механической обработки. М., Оборонгиз, 1951.
169
Так, на предприятии, имеющем излишки рабочей силы или
недогрузку оборудования, при невыполнении плана выпуска про-
дукции накладные расходы будут значительно завышены.
В другое время при нормальных условиях работы перечислен-
ные расходы на том же предприятии могут быть значительно
снижены. Поэтому нельзя класть в основу оценки эффективно-
сти проектируемого технологического процесса неустойчивые
фактические данные, отображающие текущие, изменяющиеся
условия работы предприятия.
В-третьих, несмотря на большое количество элементов, вклю-
чаемых в определение себестоимости операции, некоторые эле-
менты со значительным удельным весом в себестоимость не
входят; к ним относятся стоимость электроэнергии и сжатого
воздуха; стоимость вспомогательных материалов; эксплуатаци-
онные расходы на содержание помещения; заработная плата
общезаводского административного, технического и обслужи-
вающего персонала; стоимость эксплуатации общезаводского и
цехового транспорта, складов, аппарата снабжения и сбыта и
некоторые другие расходы, распределяемые пропорционально
основной заработной плате на изделие.
Таким образом, ведя расчет себестоимости изготовления де-
тали по двенадцати исходным данным, большинство которых
определяют предположительно, нельзя подсчитать себестоимость
изготовления детали с необходимой точностью. Фактическая се-
бестоимость изготовления детали будет значительно отличаться
от рассчитанной. Между тем выбор оптимального варианта тех-
нологического процесса необходим уже на первой стадии проек-
тирования, после предварительной разработки двух-трех вариан-
тов процесса. Вот почему необходима разработка более простого
метода для анализа варианта технологического процесса при его
проектировании.
§ 24.	УПРОЩЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕБЕСТОИМОСТИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
В основу упрощенного метода подсчета себестоимости дета-
ли, позволяющего определять себестоимость с достаточной точ-
ностью на первоначальной стадии проектирования процесса, сле-
дует положить, во-первых, данные о трудоемкости и заработной
плате станочников, вытекающие из предварительно составлен-
ного технологического процесса изготовления детали с характе-
ристикой и количеством потребного оборудования и оснастки;
во-вторых, обоснованные нормативные данные, входящие
в структуру себестоимости,— стоимость материала и общие на-
кладные расходы (без эксплуатационных расходов на оборудсн
6В Зак. 2446
170
вание, оснастку и инструмент), выраженные в долях заработ-
ной платы производственных рабочих.
Нормативными данными для определения себестоимости де-
тали могут быть фактические накладные расходы, взятые за
длительный период работы хорошо организованных и нормаль-
но работающих передовых предприятий после тщательного изу-
чения и анализа.
В основу предлагаемого упрощенного метода расчета себе-
стоимости обработки деталей положены нормативы, т. е. фак-
тические цеховые накладные расходы различных цехов за дли-
тельный период их работы, тщательно проанализированные, об-
работанные и обобщенные, с исключением из них случайных
данных. В результате такой обработки фактических данных
была установлена определенная зависимость изменения наклад-
ных расходов от характера производства, от состава его обору-
дования, оснастки и выпуска.
В табл. 21 дана техническая характеристика механосбороч-
ных и других цехов автомобильных заводов и их накладные рас-
ходы для определенного выпуска изделий при двухсменной ра-
боте и средней загрузке оборудования в пределах 70—75%.
Накладные расходы приведены в долях основной заработной
платы и выделена из них стоимость эксплуатации оборудования,
оснащения и инструмента.
Техническая характеристика указанных цехов составлена по
характеру производства, количеству и характеристике оборудо-
вания, количеству и качеству оснастки, среднему количеству
операций, приходящихся на один станок.
Для оценки качества оборудования цеха последнее разделе-
но на две группы: простые универсальные и высокопроизводи-
тельные станки. К простым отнесены универсальные станки всех
видов: токарные, револьверные, сверлильные, вертикально- и го-
ризонтально-фрезерные, кругло-, плоско- и внутришлифоваль-
ные, зуборезные и другие простые станки.
К высокопроизводительным отнесены многоинструментные
станки-автоматы и полуавтоматы: барабанно-многофрезерные,
токарные многорезцовые одношпиндельные и многошпиндель-
ные, вертикальные и горизонтальные автоматы и полуавтоматы,
сверлильно-агрегатные станки и сверлильные станки с много-
шпиндельными головками, протяжные, бесцентрово-шлифоваль-
ные и многокамневые шлифовальные, высадочные, болторезные
и резьбофрезерные, многошпиндельные зубофрезерные, зубо-
протяжные, шевинговальные, хонинговальные, алмазнорасточ-
ные, суперфинишные, автоматические линии и другие станки,
производительность которых в 8—12 раз превышает производи-
тельность универсальных станков.
Высокопроизводительные станки и высокоэффективная
оснастка во многом снижают трудоемкость изготовления дета-
171
лей и уменьшают долю основной заработной платы в себе-
стоимости.
Различное соотношение между универсальными и высоко-
производительными станками в механических цехах является
основным фактором, определяющим разную пропускную спо-
собность этих цехов.
Приняв производительность универсального станка за еди-
ницу, найдем пропускную способность цеха Q, оснащенного
только универсальным оборудованием,
Q = A,	(31)
где А — общее количество станков в этом цехе.
Заменив в этом цехе некоторую часть станков высокопроиз-
водительными станками, соответственно увеличим пропускную
способность цеха. Считая, что производительность высокопроиз-
водительных станков в среднем в п раз больше производитель-
ности универсальных, пропускную способность цеха Qi с долей а
высокопроизводительного оборудования можно выразить сле-
дующим образом:
Qi - аАп + (1 - а) А = [(/г ~ 1) а + 1] А.	(32)
Отсюда следует, что пропускная способность цеха Qi больше
пропускной способности цеха с универсальным оборудова-
нием Q в
-^- = [(Л-1)а+1] раз.	(33)
Для механосборочных цехов поточного производства сред-
него машиностроения можнр условно принять, что в общем эф-
фективность высокопроизводительных станков в 10 раз больше
эффективности простых, т. е.
Qi-Q(9a + 1).	(34)
Более точно производительность цеха можно подсчитать по
формуле
Qi (1	&) A (/zT#T ^фЛ'ф ^с^с+ • * • 4~ ^ш^ш)===
т
(35)
1
В этой формуле а и А имеют те же значения, что и в преды-
дущих формулах; ят, Яф, яс, Яш— количество высокопроизводи-
тельных станков (соответственно токарных, фрезерных, свер-
лильных, шлифовальных и т. д.); пт, Иф, пс, пш и т. д.— эффек-
тивность этих станков, выраженная в единицах простых стан-
ков (см. табл. 26); т — общее число типов высокопроизводи-
тельных станков.
Для определения эффективности различных вариантов тех-
нологических процессов достаточно знать влияние высокопроиз*
6В*
172
Накладные расходы в долях основной заработной платы (станочни
работающего в две
|	’ни ок	Наименование и тип производства	Количество оборудова- ния, шт.	Структура обору- дования	Суточный выпуск изделий или ком- плектов деталей, шт.	Простые станки, %	
1	Механосборочный цех поточного производства с индивидуальными и групповыми поточными и автоматическими ли- ниями	350—750	57,5% индивиду- альных, 36% груп- повых поточных линий, 6,5% авто- матических линий	200—450	40,1	
2	Механосборочный цех поточного производства с индивидуальными и групповыми поточными линиями	350—700	50% индивидуаль- ных и 50% груп- повых поточных линий	70—200	52,5	
3	Механосборочный цех поточного производства преимущественно с груп- повыми поточными ли- ниями	350—700	30% индивидуаль- ных и 70% груп- повых поточных линий	20—70	72	
4	Механосборочный цех непоточного производ- ства с замкнутыми про- изводственными участ- ками	200-450	Замкнутые произ- водственные участки	Пар- тиями	97	
5	Механизированный сборочный цех поточного производства	1—2 сбо- рочных конвейера,	Поточные сбо- рочные линии	50—350	—	
6	Кузнечный цех, осна- щенный паровыми моло- тами и ковочными маши- нами. Средний вес поко- вок 0,2—60,0 кг	84 единицы основного оборудо- вания	Участки тяжелых, средних молотов, ковочные машины	60 000 т в год		
7	Литейный механизиро- ванный цех Средний вес фасонных отливок 0,2—150 кг	6 формовоч- ных кон- вейерных линий	Линии крупного, среднего и мел- кого литья	60 000 т в год		
8	Листоштамповочный цех со сборкой узлов. Габариты заготовок до 1,5x2,5 м\ 0,3—6 м. Прессы до 2750 m. Сборка составляет по трудоем- кости около 15%	182 пресса	Пролеты круп- ных, средних и мелких прессов	100—300		
* В общие накладные расходы включены начисления на заработную плату в раз
** Увеличение объясняется наличием большого количества зуборезного инструмента*
173
Таблица 21
ков) для нескольких характерных цехов Нрй загрузке оборудования,
смены, на 70—75%
. * S - Ч S о а СО Д ОТ ТО	) приспо- а единицу 1ИЯ, шт.	э автома- 1ЫХ при- :й, %	э опера- нок	Накладные расходы по отношению к заработной плате производственных рабочих						
				в долях				в составе общи		х расходов
о о С <U S 2	д к *	®s« « 03 « - °хо	то	*	то Q от S ° S	то «		। 03 s*« 5	5  °	£ О 2
id д О J9		s	5* Д £	S		2 а _г ф	о	ч « S от S	So 2	Ч S© 2\О О J9 ТО С 84
V		5 эт О	Ч »S	3"	О W От	а ч	ф	5 ад	<U W О	е ч о, к -
	О ОЮ	о S с	О S		S S О	vO О	ф	а Л н	СО	о ф то то то
CQ н	~ G) О	Н О	£	о	Л д »=t	О со	1	“	<П Н о 5J	и И И bs	ч н И к н
59,9	1,09	75	1,15	3,24 3,40	0,81	0,7	4,75 4,91	0,61	7,8	6,5
47,5	1,07	50	1,5	3,0 3,15	0,68	0,7	4,38 4,53	0 у**	8,5	6,3
28	1,05	25	2,0	2,4 2,52	0,6	0,7	3,7 3,82	0,53	8,0	6,3
3	Универ- сальные	—	10—15	1,5 1,7	0,16	0,7	2,36 2,56	0,22	—	7,1
—	—	—	—	1,28 1,44	0,08	0,7	2,06 2,22	0,03	—	7,0
—	—	—	—	4,23 4,43	0,43	0,7	5,36 5,56	0,36	9,0	9,3
—	—	—*	—	3,84 ' 4,03	0,7	0,7	5,24 5,43	0,8	9,3	9,0
—	—	—	—	2,78 3,01	0,38	0,7	3,86 4,09	0,38	43,3	7,0
мере 7,25$.
174
верительных станков на изменение накладных расходов, зави-
сящих от подсчета себестоимости по укрупненным показателям.
При выпуске одинакового количества продукции Q основная
заработная плата рабочих цеха с универсальным оборудованием
5 = QTs,
где Q — выпуск;
Т — трудоемкость одного изделия в час; '
s — средняя часовая заработная плата станочника.
Для такого же цеха, но с долей а высокопроизводительных
станков, при том же выпуске Q заработная плата станочников
Sj = Q7\s.
Но трудоемкость Л в цехе с долей а высокопроизводитель-
ного оборудования будет равна
= (Л—1)а + 1 ’
отсюда
<36)
или
т. е. заработная плата станочников обратно пропорциональна
росту доли высокопроизводительных станков. В нашем примере
(при п = 10) основная заработная плата Si в (9а +1) раз
меньше заработной платы при выпуске той же продукции на
универсальном оборудовании.
Как известно, накладные расходы Н, выраженные в долях
основной заработной платы р, связаны соотношением
р = -у-.	(38)
где Н — сумма общих накладных расходов без амортизации
оборудования и общезаводских расходов.
Отсюда следует, что главное влияние на изменение доли об-
щих накладных расходов |3» оказывают высокопроизводительное
оборудование и высокоэффективная оснастка.
Для полного использования высокопроизводительного обору-
дования необходима высокоэффективная оснастка, что подтвер-
ждается данными табл. 21, из которых следует, что большему
количеству высокопроизводительного оборудования соответству-
ет большее количество высокоэффективной оснастки. Это объяс-
няется тем, что серийные станки в поточных линиях должны
работать с ритмом высокопроизводительных станков, а это воз-
можно при оснащении их высокоэффективными автоматическими
приспособлениями.
175
При большом количестве высокопроизводительного оборудо-
вания в механических цехах уменьшается общее количество
операций и число операций, приходящихся на один станок, за
счет совмещения на одном станке нескольких простых опера-
ций. Закрепление за каждым станком 1,15—1,5 операции объяс-
няется наличием в цехе групповых поточных линий с обработкой
по две-три детали и более в линии.
Изложенные соображения позволяют установить долю на-
кладных расходов для механосборочных цехов с разным коли-
чеством высокопроизводительного оборудования.
В табл. 21 приведены средние значения фактических наклад-
ных расходов при нормальных условиях работы механосборочных
цехов, входящих в состав передовых, хорошо организованных
предприятий поточного производства, Их можно положить в
основу упрощенного расчета себестоимости изготовления детали
при выборе технологического варианта процесса.
Цех № 1 — механосборочный цех поточного производства с
ежедневным выпуском 200—450 комплектов крупных, средних
и небольших деталей. Сборка узлов машины составляет 5%
всего объема работ. Цех состоит из индивидуальных (64%) и
групповых (36%) поточных линий и имеет 60% высокопроиз-
водительного оборудования (включая оборудование автомати-
ческих линий) и 75% высокоэффективной оснастки.
Накладные расходы в этом цехе наибольшие и равны
Н = (3,24 -4-3,4) 5.
В накладные расходы не входит амортизация оборудования,
составляющая <2 = 0,81 5. В общих накладных расходах эксплуа-
тация инструмента и = 0,615.
Доля амортизации специальной оснастки о незначительна,
так как ее стоимость в большинстве случаев включается в стои-
мость специального оборудования.
Цех №2 — механосборочный цех поточного производства с
ежедневным выпуском 70—200 комплектов средних и неболь-
ших деталей. Цех состоит из 50% индивидуальных и 50% груп-
повых поточных линий и технологически замкнутых участков.
На долю сборки приходится около 10% общего объема работы
цеха. Высокопроизводительное оборудование составляет 47,5%,
автоматизированная оснастка — 50%. Величина общих наклад-
ных расходов //=(3,0 4-3,15)5, амортизация оборудования
а = 0,75, стоимость эксплуатации инструмента u = 0,7S.
В цехе № 2 имеется значительное количество зуборезного
оборудования, что повышает за счет дорогостоящего инструмен-
та долю накладных расходов на эксплуатацию инструмента.
Цех № 3 — механосборочный цех с ежедневным выпуском
20—70 комплектов крупных, средних и небольших деталей. Цех
состоит из индивидуальных (30%) и групповых (70%) поточных
176
линий и технологически замкнутых участков. В цехе имеются
высокопроизводительное оборудование (28%) и высокоэффек-
тивная оснастка (25%). На единицу оборудования приходится
в среднем по две операции. Доля сборочных работ составляет
около 10—12% от общего объема работ цеха. Величина общих
накладных расходов Н — (2,44-2,52)3, стоимость амортизации
оборудования составляет 0,63, эксплуатация инструмента
и = 0,533, эксплуатация специальной оснастки o = 0,08S.
Цех № 4— механосборочный цех, укомплектованный просты-
ми универсальными станками. Высокопроизводительные станки
составляют незначительную часть всего парка — около 2—3%.
Частично крупные, а главным образом средние и небольшие
детали выпускаются партиями с частой переналадкой. На ста-
нок приходится по 10—15 операций. Оснастка станков универ-
сальная. Общие накладные расходы Н = (1,54-1,7)3, стоимость
амортизации оборудования а = 0,163, инструмента — и = 0,223.
Цех № 5—сборочный цех поточного производства с ежеднев-
ным выпуском от 50 до 350 комплектов изделий. Цех оснащен
сборочными эстакадными конвейерами, быстродействующими
подъемно-транспортными устройствами, сборочным электроин-
струментом и приспособлениями. Общие накладные расходы
будут Н — (1,284-1,44)3. Стоимость эксплуатации оборудования
в нем равна примерно а = 0,083, а инструмента — ^ = 0,033.
Цех № 6 — крупный кузнечный цех с 84 единицами ковочно-
го оборудования (паровые молоты, механические штамповочные
прессы и ковочные машины). Он выпускает более 60 000 т
штамповок в год. Развес штамповок — от 0,2 до 60 кг. Наклад-
ные расходы Н = (4,23 4- 4,43)S, расходы на штампы и инстру-
мент о = 0,45S, амортизация оборудования а = 0,43S.
Цех № 7 — литейный механизированный цех, выпускающий
60 000 т литья в год, с шестью формовочными конвейерными
линиями с развесом отливок от 0,2 до 150 кг. Общие накладные
расходы Н = (3,844-4,03)3, амортизация оборудования а = 0,73,
эксплуатация инструмента w = 0,8S.
Цех № 8 — крупный листоштамповочный цех (182 пресса),
выпускающий 100—300 комплектов изделий в сутки, состоящих
из набора около 800 наименований деталей с габаритами до
1,5 X 2.5 м. Общие накладные расходы Н = (2,784-3,01)3, амор-
тизация оборудования 67 = 0,383, эксплуатация инструмента
и = 0,38S.
Как видно из рис. 65, накладные расходы механосборочных
цехов, приведенные в табл. I, пропорциональны количеству вы-
сокопроизводительного оборудования в цехе и определяются
формулой
р = аа 4- 6,	(39)
где а и b — числовые коэффициенты диаграмм |3ь 0 и ри; |3i—все
накладные расходы; 0 — общие накладные расходы без аморти-
177
зации оборудования и общезаводских расходов и ри — стоимость
эксплуатации инструмента и оснастки.
Для всех накладных расходов Pi—а = 4,1; 6 — 2,4, поэтому
Pi будет определяться из уравнения
= 4,1а Д2,4.	(39а)
Рис. 65. График зависимости накладных рас-
ходов от доли высокопроизводительного обо-
рудования в цехе:
к — доля высокопроизводительного оборудования
в цехе;. ₽ — накладные расходы в долях зара-
ботной платы станочников; 1 — все накладные
расходы; 2 — общие накладные расходы (без
амортизации оборудования и общезаводских
расходов); 3 — стоимость эксплуатации инстру-
мента и оснастки
Для общих накладных расходов р—а = 3; Ь= 1,6, поэтому р
будет определяться из уравнения
Р = За 4- 1,6.	(396)
Для расходов по эксплуатации инструмента и оснастки ри—а —
= 1,1; b = 0,25; поэтому ри можно подсчитать, решая уравнение
ри= 1,1а+ 0,25.	(39в)
По формулам (39а), (396) и (39в) можно приближенно
определять накладные расходы при изменении доли высоко-
производительного оборудования а в пределах 0—0,7.
На рис. 66 приведена зависимость амортизации оборудования
от количества высокопроизводительного оборудования в цехе,
выражаемая уравнением
ра= 1,2а + 0,15.	(40)
Уравнение (40) также дает вполне удовлетворительное ре-
шение для первой стадии сравнения различных вариантов про-
цесса обработки.
178
Общезаводские расходы £ для всех перечисленных цехов
можно принять одинаковыми и равными [30 = 0,75.
Таким образом, доля высокопроизводительного оборудования,
объективно характеризуя степень технического оснащения меха-
нического цеха, позволяет с доста-
точной для предварительных расче-
тов точностью устанавливать вели-
чину общих накладных расходов
для любого цеха.
Однако стоимость эксплуатации
оборудования, включая амортиза-
цию и текущий ремонт, для разра-
батываемого процесса изготовления
Рис. 66. График зависимо-
сти амортизации оборудо-
вания от количества высо-
копроизводительного обо-
рудования в цехе:
а — доля высокопроизводи-
тельного оборудования в
цехе; ₽ — доля стоимости
эксплуатации оборудования
«=(0,5 4-0,7)5, а для
ляет «= (0,18-4-0,22)5.
детали можно более точно подсчи-
тать по действительной стоимости
оборудования, поскольку типы его
известны.
Сумма стоимости эксплуатации
инструмента в общих накладных
расходах цехов поточного произ-
водства колеблется в пределах
цехов серийного производства состав-
При проектировании новых процессов
можно пользоваться данными табл. 21, но стоимость эксплуата-
ции инструмента более точно можно подсчитать по формуле
И =к + tlt3S3(l + Рз),
(41)
где к— первоначальная стоимость инструмента, коп.;
п — общее количество переточек инструмента до его полно-
го износа;
t3 — нормированное время на одну заточку инструмента, мин;
s3 — минутная заработная плата заточника, коп.;
р3—накладные расходы заточного цеха, выраженные в до-
лях заработной платы заточников;
₽3 = (l,5 + 2,0)s3;
для многоинструментальных станков это будет сумма
т
1=1
Стоимость эксплуатации инструмента, отнесенная к одной
детали,
И И 7	/ЛПЧ
Q	^ш>	(42)
179
где И общая стоимость эксплуатации инструмента, коп.;
Q — выпуск, шт.;
Т — общее время эксплуатации инструмента, мин;
— штучное время изготовления одной детали, мин.
Стоимость эксплуатации оснастки, включенная в накладные
расходы, о= (0,0784-0,085)5, т. е. значительно меньше стоимо-
сти инструмента. Это объясняется, во-первых, включением осна-
стки в стоимость специального оборудования, во-вторых, списа-
нием оснастки в течение 20 первых месяцев работы, тогда как
фактически оснастка работает значительно дольше. Поэтому
стоимость приспособлений и вспомогательного инструмента сле-
дует считать не по табл. 21, а по средним нормам ее стоимости,
приведенным в табл. 22. Стоимость оснастки о, отнесенная к
одной детали, может быть выражена аналогично стоимости
инструмента:
(43)
где Q, Т и tm имеют те же значения, что и в формуле (42), а
О — полная стоимость оснастки.
По трудоемкости, сложности и стоимости приспособления
можно разбить на шесть групп* I группа — до 70 руб.; II груп-
па— 71 —130 руб.: III группа—131 —175 руб.; IV группа —
176—225 руб.; V группа — 226—300 руб.; VI группа — 301 —
500 руб.
Приспособления стоимостью более 500 руб. следует рассмат-
ривать особо.
Характеристика приспособлений каждой группы и конструк-
тивные эскизы (рис. 67—77) дают возможность проектанту-
технологу отнести любое намечаемое процессом приспособление
к одной из указанных групп и тем определить его стоимость.
Трудоемкость и себестоимость приспособлений взяты по данным
передового машиностроительного завода, имеющего большой
опыт в конструировании и изготовлении приспособлений, хоро-
шо использующего унификацию деталей. Трудоемкость изготов-
ления приспособлений является величиной более постоянной,
чем их себестоимость, поэтому она также дана в табл. 22.
Для определения стоимости специального оборудования сле-
дует использовать имеющиеся справочники.
Как видно из табл. 22, приспособление для фрезерования
кронштейна с ручным зажимом (рис. 70) и кондуктор для свер-
ления головки руля (рис. 71) имеют почти одинаковую стои-
мость с гидравлическим приспособлением (рис. 69). Это опро-
вергает мнение, что автоматизированные приспособления значи-
тельно дороже ручных. Унифицированные узлы пневматических
и гидравлических приспособлений (цилиндры, поршни, штоки,
уплотнение) значительно снижают общую стоимость быстро-
Таблица 22
Нормы трудоемкости и стоимости типовых приспособлений
Группы стои- мости, руб.	Тип приспособлений	Габариты, мм	Количество дета- лей, шт.			Трудоем- кость, ч	Стоимость, руО.	Приспособл ения (№ рис.)
			ориги- нальных	унифици- рованных 		крепеж- ных			
1 до 70	Кондуктор для сверления ... 		135X50X60	1	4			13	10	67
П 71—130	Патрон к шестишпиндельному токарно-кару- сельному полуавтомату, тип 1283 		254X100	21	2	9	108	82	68
III 131—175	Гидравлическое приспособление для протя- гивания 		535x350x280	31	9	37	174	146	69
	Приспособление для фрезерования с ручным зажимом				410X190X180	32	16	64	193	152	70
	Кондуктор с ручным зажимом		420X180 X 330	20	15	38	190	150	71
IV 176—225	Патрон поводковый ....... 		236X 400	11	4	21	135	133	72
	Пневматический кондуктор для сверления че- тырех отверстий . . . . 		445 x 295 x 225	16	26	48	174	220	73
	Пневматическое приспособление для центро- вания и клеймения 		  в	. . .	490x270x190	17	21	47	204	188	74
	Пневматическое приспособление для протя- гивания головки шатуна 		280x 260 x280	25	18	63	251	224	75--
V 226—300	Пневматическое приспособление для сборки дисков . .	... 		480Х1Ю	91	36	135	350	300	76-
VI 301—500	Гидравлический патрон для шлифования шатунных шеек коленчатого вала .....	242 x 218 x 305	18	3	50	216	275	77
	Пневматическое приспособление для фрезе- рования сегментных шпоночных канавок в коленчатом вале . 		1150x 255 x220	46	63	98	492	434	34
181
действующих зажимных приспособлений, так как изготовляются
партиями и могут быть использованы повторно.
Таким образом, в распоряжении технолога имеются все
данные, необходимые для объективной оценки проектируемого
Рис. 68. Пневматический патрон к карусельно-то-
карному полуавтомату последовательного действия
технологического процесса по себестоимости и трудоемкости.
Остается привести простейшие формулы для приближенного
подсчета себестоимости изготовления детали по нескольким
вариантам технологического процесса.
Себестоимость изготовления детали С в рублях можно
выразить в общем виде следующим образом:
с = Ж + (8 + Р)Г5 + a + °Q + u руб.;	(44)
здесь М — стоимость заготовки детали, руб.;
5 — коэффициент заработной платы с начислениями,
6= 1,15;
182
Р — общие накладные расходы в долях зарплаты, вклю-
чающие расходы на текущий ремонт оборудования;
Р определяется либо по табл. 21, либо по уравне-
нию (39);
Т ~~ трудоемкость изготовления детали, мин. включая
нестаночные операции;
$ — средняя минутная заработная плата станочника, руб.
на участке или на поточной линии изготовления
данной детали;
Q — годовой выпуск изделий (деталей), шт.;
и ~ годовой расход инструмента, руб.;
а — годовые амортизационные отчисления от стоимости
оборудования данной поточной линии, руб.:
a = Iay4-Lac,	(45)
где
ау = 4 = °’083Л РУб-;	(45а)
«с=-4руб>;
здесь А — первоначальная стоимость универсального оборудо-
вания, руб., амортизируемого в течение 12 лет при
работе станков в две смены;
Лс — первоначальная стоимость специальных станков,
пригодных для обработки только определенных де-
талей и операций;
d — количество лет, в которые выпускается продукция
на этих специальных станках; при d = 12 следует
пользоваться ау из формулы (45а);
о — годовая стоимость эксплуатации специальной осна-
стки, руб., не включаемой в стоимость станка:
о=4руб->	<46)
где О — общая стоимость специальной оснастки;
rfj — число лет, в которые погашается стоимость оснастки.
Для приближенных расчетов можно пользоваться конкрет-
ной стоимостью оборудования, оснастки и инструмента, но
можно также стоимость оснастки и инструмента взять в про-
центах по табл. 21.
Для определения себестоимости изготовления изделия
по данной формуле необходимо иметь: 1) годовой выпуск Q
и примерное число лет d. в которые будет выпускаться про-
дукция; 2) стоимость заготовки изделия или материала М
(только для подсчета полной себестоимости изделия); 3) раз-
работанный технологический процесс с трудоемкостью Т и
станкосмкостью изготовления - детали, по которым инреде-

Рис. 70. Приспособление для фрезерования с руч-
ным зажимом
Рис. 71. Кондуктор с ручным зажимом
IBS
ляется количество потребного оборудования и специальной
оснастки.
Для определения себестоимости изготовления детали не-
обходимо иметь стоимость универсального и специального
оборудования А и Ас и стоимость специальной оснастки о;
затем по табл. 21 или по формуле (39) определяют долю общих
накладных расходов ₽. Коэффициент высокопроизводительного
оборудования а может быть подсчитан для участка или для
одной поточной линии при условии, что структура участка,
Рис. 72. Пневматический поводковый патрон
линии соответствует структуре цеха. Таким образом, по раз-
работанному технологическому процессу и нормативным дан-
ным может быть определена себестоимость изготовления или
полная себестоимость детали.
При сравнении двух вариантов процесса изготовления де-
тали, выполняемых на разном оборудовании и оснастке, себе-
стоимости С\ и< С2 определяются по формулам
= М, + (8 +	7\S1 + +	;
С2 = М2 + (8 + ₽2)T2s2 + aa + Q2 + "2- .
Разность между С{ и С2 будет характеризовать эффектив-
ность Э одного процесса по сравнению с другим:
Э=С1 - С2 = МгЬ (8 +	7>i + fll + q +-- -М2-
-(8+Р2)Л^-Й2 + о2±-?-	<47>
В этом выражении для одной и той же детали, обрабаты-
роемой в одном цехе, М1 = М2,	= р2 Sj = s2.
Рис. 73. Пневматический кондуктор для сверления четырех отверстий
187
После некоторых преобразо-
ваний сравнительная эффектив-
ность двух процессов
Э = (5-Н)(Л-Л)* +
। («I — «г) + (о> — Ог) + («1 — “г)
+-------------Q------------ •
(48)
Если Э — положительное чис-
ло, себестоимость первого про-
цесса больше второго на вели-
чину Э. При Э отрицательном
себестоимость детали, изготов-
ленной по первому процессу,
будет меньше на величину Э.
При разных способах полу-
чения заготовки ее стоимость
будет различная и Мх не будет
равна Л12. Обозначив разницу в
стоимости двух вариантов загото-
вок через М', получим
Обозначив соответственно раз-
ницу годовых амортизационных
отчислений через а' «	— а2,
разницу в стоимости специальной
оснастки — через of «== ох — о2 и
разницу в стоимости инструмен-
та — через и9 =	полу-
чим, что
•Э-2И' + (8 + тЛ-7’!)я +
+	(49)
По формуле (49) можно также
определять себестоимость от-
дельных операций. В этом слу-
чае Т\ и Г2 будут трудоемкостью
двух вариантов данной операции,
а9, о9 и и' — разностью в стои-
мости станков, оснастки и ин-
струмента первого и второго ва-
риантов.
При проектировании новых
процессов технолог располагает
uundujHdhwc
Рис. 74. Пневматическое приспособление для центрирования и клеймения
061
188
количеством станков на поточной линии, их загрузкой, трудо-
емкостью и станкоемкостыо детали. В этом случае можно
пользоваться формулой (48) в преобразованном виде.
Рис. 75. Пневматическое приспособление для протягивания головки шатуна
Годовой выпуск Q, как известно, связан со станкоем-
костью Гс, количеством оборудования п и средним коэффи-
циентом их загрузки д следующей формулой:
Q = F^~,	(50)
где Тс — станкоемкость, мин\
F — годовой фонд времени, мин.
Подставив в уравнение (44) вместо Q его значение из урав-
нения (50), получим себестоимость, выраженную в других
обозначениях:
С = М + (8 + ₽) Ts + ±+Я±^Тс.	(51)
В этой формуле все значения те же, что и в выражениях
(44) и (50).
Рис. 76, Пневматические приспособление для
сборки дисков
Максимальный ход_
190
Рис. 77. Гидравлический патрон для шлифования
шатунных шеек коленчатого вала
§ 25. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УПРОЩЕННЫМ МЕТОДОМ
Сравним два варианта механической обработки вала-шес-
терни (рис. 78), выполняемой на универсальном оборудовании
в непоточном производстве и на высокопроизводительном обо-
рудовании в массово-поточном производстве. Отвечающие этим
Рис 78. Вал-шестерня
Число зубьев .	Т4
Модуль нормальный.......  6 мм
Угол спирали .........	16°752.5"
Угол зацепления нормальный	.....	20°
Направление спирали .	......... левое
I—18 — обрабатываемые поверхности
двум вариантам процессы, включая характеристику оборудова-
ния, приспособлений, станкоемкость и трудоемкость изготов-
ления, приведены в технологической карте (табл. 23).
m
Для построения поточных линий по указанным вариантам
необходимо знать выпуск деталей Q для каждого варианта.
Для первого варианта выпуск Q, определим исходя из по-
строения поточной линии при максимально возможной средней
загрузке оборудования = 0,8Э. Для второго варианта, наобо-
рот, выпуск Q2 определим исходя из средней загрузки обо-
рудования т]2==0,65.
Суточный выпуск Q по станкоемкости определяется из урав-
нения (50):
где f — суточный фонд времени одного станка, мин’,
п. — количество станков в поточной линии;
^ — средний коэффициент загрузки станков в неточней
линии;
Е/ — общая длительность станочных операций, мин.
Для первого варианта технологического процесса
Qj = 14х60У0’80><1— 59 деталей в две смены.
Для второго варианта
~	14x60x0,65x12	17С-
Q2=—-—175 деталей в две смены.
Найденные значения выпуска Qj и Q2 положены в основу
расчета двух вариантов процесса с учетом, что детали без
изменения чертежа будут выпускаться в течение 2 лет, т. е.
d = 2.
Выпуск Qi обеспечивается поточной линией с 13 универ-
сальными станками, выпуск Q2 обеспечивается 12 станками
при семи высокопроизводительных станках: двух шестишпин-
дельных токарных карусельных полуавтоматах непрерывного
действия, четырех двухшпиндельных зубофрезерных полуавто-
матах и шевинговальном полуавтомате.
В первом варианте применено шесть универсальных при-
способлен! й с ручными зажимами, во втором варианте исполь-
зовано 32 высокоэффективных приспособлений с быстродейст-
вующими гидравлическими и пневматическими зажимами, вклю-
чая два контрольных приспособления для проверки зубьев
шестерни, электрозачистную и моечную машины.
Лучшее оснащение процесса второго варианта сказалось на
уменьшении трудоемкости изготовления детали. Станкоемкость
изготовления детали по второму варианту Тс2 = 36,9 мин вместо
147,4 мин по первому варианту, или в 4 раза меньше, а трудо-
емкость изготовления детали по второму варианту равна Т2 ==
= 19,0 мин вместо 1\ = 126,5 мин по первому варианту, или в 6,6
раза меньше^
192
Технологическая карта двух ва
I вариант. Станки универсального типа
суточный выпуск — 59 деталей, ритм г = 13,73 мин
№ операций	1	наименование операций	припуск на обра- ботку	типы станков	характе- ристика приспособ- лен и й	станкоемкость, мин	количество станков, шт.	< загрузка стан- ков, %	
		допуск на обра- ботку, мм						
1	Подрезка торцов 1	3—5 0,25	Токарный 1К62	Базовые поверх- ности 2, 10, 16. Руч- ной винто- вой зажим	4,0	1	30	
2	Центрование с двух сторон /		То же	Базовые поверхно- сти 2,10, 16 Трехку- лачковый	3,о (	Станок, оп. 1	22	
3	Черновое обтачи- вание поверх- ностей 2, 3, 15, 16 и 17	3—5 ’0,25	»	патроц Центры, поводок	18,0	2	66	
4	Чистовое обта- чивание поверх- ностей 2, 3, 15, 16 и 17	0,8—1,0 0,20		Центры, поводок	16,0	1	115	
5	Черновое обтачи- вание поверх- ностей 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, радиусов, фасок	_3—5 0,25		Центры, поводок	26,0	2	94	
6	Чистовое обтачи- вание поверх- ностей 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, канавок, ра- диусов, фасок, затупление кромок	0,8—1,0 0,20	Токарный 1К62	Центры, поводок	22,0	2	80	
7 8	Шлифование поверхностей 2, 10, 17 Сверление 12 отверстий 10, 2	0,3 0,015	Круглошли- фовальный 3151П Сверлиль- ный 2135	Центры, поводок Центры, зажим руч- ной	4,0 13,0	Станок, оп. 16 1	30 96	
Таблица 23
риантов процесса обработки вала-шестерни
		II вариант.		Зысокопроизволител ьное оборудование					
			суточный выпуск — 175 деталей, f		)ИТМ г	= 4,6	мин		
трудоемкость, мин	чисто рабочих в смену	№ операций	1	характеристика оборудования	характеристика приспособл ений	станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкое ть, мин	число рабочих в смену
4,0	0,3								
3,0	0,2	1	Фрезерно-центро- вочный ФЦ-1	Базовые поверх- ности 2, 10, 14. Пневматическое на две детали	2,0	1	44	1,0	0,21
18,0	1,3								
16,0 26,0	1,14 1,9	2	Шестишпиндель- ный токарно- карусельный полуавтомат непрерывного дей- ствия типа 1284	Базовые поверх- ности, центры, патроны гидрав- лические 6 шт.	2,5	1	54	1,2	0,25
22,0	1,6	3	То же	То же	2,5	1	54	1,2	0,25
4,0	0,3	4	Круглошлифо- вальный 3151П	Центры, повод- ковый патрон	3,2	1	70	3,2	0,67
13,0	0,9	5	Сверлильный 2153	12-шпиндельная сверлильная головка, пневма- тическое	1,6	1	35	1,6	0,31
7 Зак. 2446
I вариант. Станки универсатьного типа
суточный выпуск — 59 деталей, ритм г = 13,73 мин
I № операции	1	наименование операций	прип VCK на обра- ботку	типы станков	характе- ристика присп особ- тёний	станкоемкость мин	кот ичество станков, шт. 1		загрузка стан- ков, %	
		допуск на обра- ботку, мм						
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	Черновое фрезеро- вание 14 зубьев Чистовое фрезеро- вание 14 зубьев Шевингование зубьев Зачистка заусен- цев Промывка деталей Контроль преды- дущих операций Термическая об- работка Чистовое шлифова- ние шеек и торцов 2, 10, 11, 17 Чистовое шлифо- вание поверх- ностей 4 и 15 Зачистка, затуп- ление острых углов Промывка детали Проверка выпол- нения всех раз- меров детали	0,3 0,019	Зубофре- зерный Ф532 То же Не шевин- гуется, чисто фре- зеруется Верстак Моечный бак Контроль- ный стол Круглошли- фовальный 3151П То же Верстак Бак для промывки Контроль- ный стол	Центры, за- жим винто- вой, ручной То же Вручную Центры, поводок То же Вручную	14,2 19,2 5,0 3,0	3 1 Станок, оп. 16	81 36 21	
Итого операций: первого второго варианта варианта станочных	13	12 ручных	4	2 контроль	?	2 ных прочих	1	1			Итого- станков	13 верстаков	2 контрольных	1 столов приспособлений 13 1		147,4	13	80	
Продолжение табл. 23
			II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
			суточный выпуск — 175 деталей, ритм г = 4,6 мин							
	трудоемкость, мин	число рабочих в смену	X X X со Ф Е О а	характеристика оборудования	характеристика приспособлений	станкоемкость, мин	кол ичество станков, шт.	1 загрузка стан- ков, %	трудоемкость, мин	।	 число рабочих в смену
	1,5 4,0 1,5 5,0 3,0 4,0 1,5	0,11 0,3 0,11 0,6 0,2 0,3 0,11	6 7 8 9 10 Пк 12 13 14 15 16 17	Двухшпиндель- ный зубофрезер- ный типа ЗИС То же Одношпиндель- ный шевинго- вальный Верстак Моечная машина Контрольный стол Термический цех Круглошлифо- ва^.ьный типа 3151П Круглошлифс- вальный типа 316 с камнем под углом Верстак Моечная машина Контрольный стол	Центры, гидрав- лическое на 2 де- тали То же Центры Электрозачист- ная машина Для проверки зацепления по эталонной шестерне Центры, поводко- вый патрон То же Электрозачист- ная машина Для проверки зацепления по эта- лонной шестерне	7,2 8,6 3,0 0,3 3,2 2,5 0,3	2 2 1 1 1 1 1	78 93 65 7,0 70 54 7,0	1,о 1,0 1,5 0,3 3,2 2,5 1,0 0,3	0,21 0,21 0,31 0,06 0,67 0,52 0,21 0,06
	126,5	9,4	Итого: станков	14 слесарного обо- 2 рудования контрольных	2 столов приспособлений 30			36,9	14	57	19,0	3,97
7*
196
В технологической карте (карте поточной линии; табл. 23)
приведены отдельно станкоемкость и трудоемкость изготовления
детали каждого варианта процесса. Это сделано в связи с тем,
что при обработке деталей на современном автоматизированном
оборудовании станкоемкость и трудоемкость всегда различны,
тогда как при обработке деталей на неавтоматизированном
универсальном оборудовании станкоемкость и трудоемкость об-
работки на станках совпадают.
Станкоемкость—это время, затрачиваемое станком, включая
время на смену и регулирование инструмента, отнесенное к
одной детали, а трудоемкость — время, затрачиваемое рабочим
на выпуск одной детали.
Станкоемкость не всегда есть длительность обработки дета-
ли на станке. Так, например, на шестипозиционном токарно-
карусельном полуавтомате прерывного действия обработанная
деталь выдается через каждые 2 мин при длительности обра-
ботки 10 мин. Деталь находится в течение 2 мин на каждой из
5 рабочих позиций, не считая времени на съем и установку на
шестой позиции. При сверлении многошпиндельной головкой
грех деталей одновременно станкоемкость одной детали t =
= 0,ЗЗТс мин общего станочного времени на данном станке.
В станкоемкость включают также время, необходимое на смену и
регулирование инструмента, отнесенное к одной детали. Нельзя
смешивать станкоемкость с машинным временем. Машинное
время — это часть станочного времени, время работы режу-
щих инструментов, включая автоматический подвод и отвод ин-
струмента и других частей станка (поворот головки, барабана,
стола и др.).
Современное оборудование, частично или полностью автома-
тизированное, дает возможность всегда иметь трудоемкость
меньше станкоемкости. Так, в обоих вариантах рассматривае-
мого технологического процесса трудоемкость значительно мень-
ше станкоемкости, несмотря на включение в трудоемкость руч-
ных операций: Т\ =0,86 Тс; Т2 = 0,52Тс. Поэтому можно написать,
что Т = kTc, где k—коэффициент меньше единицы, показываю-
щий, какую часть от станкоемкости составляет трудоемкость.
В автоматических и полуавтоматических станках занятость
рабочего на станке составляет только некоторую часть от общей
станкоемкости операции. На станках-автоматах, многопозици-
бнных полуавтоматах, многопозиционных агрегатных станках,
автоматических линиях и т. д. рабочий загружает станки и
снимает детали, не приостанавливая работы станков. Рабочее
время складывается из времени, необходимого на загрузку и
разгрузку станков, на наблюдение за работой механизмов стан-
ка и инструментов, включая подналадку и смену затупившегося
инструмента. На станках с многопозиционными столами уста-
новка и съем деталей также производятся в период работы
197
станка, а подвод детали в положение обработки и вывод из
этого положения выполняются рабочим за счет дополнительного
времени. Применение быстродействующих автоматических за-
жимных приспособлений, облегчая труд рабочего, сокращает
вспомогательное рабочее время, т. е. трудоемкость обработки.
Поэтому при проектировании технологических процессов для
поточных линий необходим отдельный подсчет станкоемкости и
трудоемкости, т. е. станочного и рабочего времени.
Отдельный подсчет занятости рабочего на каждом станке
позволяет правильно подсчитать потребное количество рабочих
для поточной линии и фактическую трудоемкость Гф. Фактиче-
ская трудоемкость изготовления детали может быть определена
только после составления карты поточной линии (см. табл. 23)
и планировки оборудования поточной линии, позволяющих опре-
делить, правильно расставить и загрузить рабочих на поточ-
ной линии.
Расстановка рабочих по планировкам оборудования первого
и второго вариантов показывает невозможность равномерной
полной загрузки всех рабочих. Загрузка рабочих на указанных
поточных линиях колеблется от 7 до 96%, а в среднем состав-
ляет 81% по первому варианту и 68%—по второму.
Фактическая трудоемкость (оплачиваемое время) будет
больше расчетной трудоемкости Т на среднюю величину недо-
грузки рабочих на поточной линии:
ТФ = -^ мин’
где Р — число рабочих на линии;
f — длительность рабочей смены, равная 420 мин;
' q — выпуск деталей в смену.
В рассматриваемом примере фактическая трудоемкость
= 156,4 мин, или на 29,9 мин больше расчетной;
28,8 мин, или на 9,8 мин больше расчетной. Разница Гп есть
технически неизбежный оплачиваемый простой.
Для определения себестоимости изготовления вала-шестерни
в основу должны быть положены фактические трудоемкости
Тф1 = 156,4 мин и 7^2 = 28,8 мин.
Средняя минутная заработная плата производственного ра-
бочего может быть принята одинаковой для обоих вариантов
исходя из среднего месячного заработка, равного 100 руб.,-
100 п П1
25X7X60“ 0,0 руб*
Как было установлено выше, общие накладные расходы оп-
ределяются по уравнению pi = За +1,5 или по диаграмме на
рис. 65.
В общие накладные расходы включены стоимость эксплуа-
тации оборудования и инструмента, дополнительная заработная
198
плата, начисления на заработную плату, т. е. такие расходы,
которые трудно подсчитать для каждой отдельной детали и ко-
торые лучше взять по нормативам.
Оборудование первого варианта является универсальным,
оснастка простая и ее количество незначительно, поэтому все
статьи накладных расходов первого варианта будут минималь-
ными. Поточная линия первого варианта будет соответствовать
цеху с универсальным оборудованием при отсутствии высоко-
производительного оборудования, т. е. при а = 0.
Оборудование второго варианта наполовину состоит из вы-
сокопроизводительных станков и высокоэффективной оснастки.
Поточную линию второго варианта можно отнести к цеху, у
которого доля высокопроизводительного оборудования а = 0,5.
Отсюда общие накладные расходы для первого и второго ва-
риантов будут:
Р2 == (3,0а-J-1,5) == 3,0 при а = 0,5;
Pi == (3,0а	1,5) = 1,5 при а = 0.
Оборудование обоих вариантов не является узкоспециаль-
ным. Высокопроизводительные станки второго варианта пригод-
ны для обработки на них любых деталей данной размерной
группы, т. е. могут быть переналажены на выпуск других дета-
лей после прекращения выпуска валов-шестерен.
Поэтому, хотя выпуск валов-шестерен предусмотрен в тече-
ние всего двух лет (d=2), годовую амортизацию оборудования
для обоих вариантов можно определять по формуле (45а).
Амортизация оборудования, отнесенная к одной детали, будет
а == 0,083 ~ , или а = 0,083	,
где А — стоимость оборудования;
Q — годовой и q — дневной выпуски деталей с линии.
Стоимость специальной оснастки в обоих вариантах должна
быть покрыта в период выпуска данной продукции, т. е. в тече-
ние двух лет.
Стоимость заготовки вала-шестерни для первого и второго
вариантов можно принять одинаковой, т. е. Mi = М2.
На основании принятых данных определена себестоимость
изготовления вала-шестерни по обоим вариантам по формуле
(44) и приведена в табл. 24:
с = м + (8 + Р) Гфз + ±+±±и-. = м+ ^+^Тф5+а'+о'+и',
где а', о', и' — соответственно амортизация оборудования, стои-
мость эксплуатации специальной оснастки и ин-
струмента, отнесенные к одной детали.
Таким образом, себестоимость изготовления вала-шестерни
на высокопроизводительном оборудовании в 3 раза меньше се-
199
Таблица 24
Элементы себестоимости изготовления вала-шестерни по двум
вариантам технологического процесса
Первый вариант — простейший процесс
Второй вариант — высокопроизводи-
тельный процесс
Ы-р=2,5
7^=156,4 мин
$1мин~0>01 руб.
Стоимость оборудова-
ния А:
1)	токарного станка типа 1К62
8x2000 руб.= 16 ООО руб.;
2)	круглошлифовального станка ти-
па 3151П 1x2500=2500 руб.;
3)	сверлильного станка типа 2135 со
столом 1x1500=1500 руб.;
4)	зубофрезерного станка типа 532
3x3330=10 000 руб.
Итого	30 000 руб.
,	0,083x30 000 Л „
59x307	— 0.13 руб.;
5) приспособлений 6x100=600 руб.
600
°' " 2X 307 X59 = 0>02РУ6-;
6) инструмента
и1
— включено в накладные расходы
Себестоимость
Ct - 2,5x156,4x0,01+0,13+0,02=
= 4,05 руб.
&+₽=4,0
Гф=28,8 мин
^2МИН = 0,01 Руб.
Стоимость оборудо-
вания А:
1)	фрезерно-центровального станка
1X2500 руб. = 2500 руб.;
2)	шестишпиндельного вертикального
многорезцового полуавтомата
2X17 000=34 000 руб.;
3)	круглошлифовального станка типа
3151П 3X2500=7500 руб.;
4)	сверлильного станка типа 2135
1X1000=1000 руб.;
5)	двухшпиндельного зубофрезер-
ного станка 4x5500 руб.=
= 22 000 руб.;
6)	шевинговального станка 1x2500=
= 2500 руб.;
7)	моечной машины 2x500=1000 руб.
Итого 70 500 руб.
,	0,083x70500
°\ “	175 x 307	“0,12 РУ* 5 6-.
8)	приспособлений 26x200=5200 руб.
5200 Л „
2 x 307x175 -°>05 РУ6-:
9)	инструмента
₽.
Себестоимость
С8 = 4x28,8x0,01+0,12+0,05 -
= 1,32 руб.
бестоимости изготовления его на универсальном оборудовании
с простейшей оснасткой.
Минимальная себестоимость изготовления вала-шестерни по
второму варианту процесса получена, несмотря на невысокий
коэффициент загрузки дорогого высокопроизводительного обо-
рудования (57%), на вдвое большие накладные расходы (£2 =
= 3,0; Pi = 1,5), на более дорогую оснастку и на выпуск про-
дукции в течение небольшого периода времени, в течение всего
2 лет.
200
В связи с высокой эффективностью второго варианта техно-
логического процесса возникает вопрос: не целесообразно ли
будет применение высокопроизводительного оборудования для
втрое меньшего выпуска Q2 = Qi = 59 шт. в сутки?
Как видно из табл. 25, уменьшение выпуска при сохранении
того же технологического процесса, оборудования и оснастки
скажется на уменьшении загрузки оборудования, потребного
количества рабочих и Фактической трудоемкости изготовления
вала-шестерни.
Таблица 25
Количество и загрузка оборудования и рабочих на поточной линии
второго варианта при выпуске 59 валов-шестерен в сутки
№ операции	Наименование станков	Станко- емкость Тс, мин	Количество станков, шт	Загрузка станка %	Трудоемкость Г, мин	1 Число рабо- 1 чих в смену
1—2	Фрезерно-центровочный		2,0	1	15	1,0	0,07
3-4	Шестишпиндельный вертикальный многорезцовый полуавтомат . . .	2,5	1	14	1,2	0,09
5—6	То же		2,5	1	14	1,2	0,09
7	Круглошлифовальный типа 315 . . .	3,3	1	24	3,2	0,24
8	Сверлильный типа 2135 		1,6	1	12	1,6	0,12
9	Двухшпиндельный зубофрезерный	7,2	1	52	1,0	0,07
10	То же		8,6	1	62	1,0	0,07
11	Шевинговальный		3,0	1	33	1,5	0,1
13	Моечная машина, верстак		0,3	1	2,5	0,3	0,09
16	Круглошлифовальный типа 315 . . .	3,2	1	24	3,2	0,24
17	То же		2,5	1	22	2,5	0,17
12—18	Зачистка летали 		—	—	—	1,0	0,07
19	Моечная машина		0,3	1	2,5	0,3	0,06
	Итого 		37,0	12	24	19,0	1,5
Уменьшение выпуска деталей сказалось на исключении из
поточной линии двух зубофрезерных станков, на снижении сред-
него коэффициента загрузки оборудования до 24% и на умень-
шении количества рабочих в смену до 1,5 человека. При такой
незначительной загрузке оборудования целесообразно вести ра-
боту на поточной линии в одну смену всеми рабочими.
Для обеспечения ритма работы необходимо иметь на поточ-
ной линии пять рабочих. При этом средняя загрузка рабочих
59x19,0 г-ч г-о	cQn/
4 = тгТд-яТ °>5о> или 53 % •
201
а фактическая трудоемкость
~	5x420	ос- о
/ ф = ~	35,8 мин.
4 ОУ
или на 16,8 мин больше расчетной.
Общая стоимость оборудования уменьшится на стоимость
двух зубофрезерных станков, или на 11 000 руб., и будет равна
59 500 руб.; общая стоимость оснастки составит (26 — 12) Х200 =
= 4800 руб.
При такой незначительной загрузке оборудования можно
ожидать увеличения общих накладных расходов до (3 = 3,5.
При этих условиях себестоимость изготовления вала-шестер-
ни по второму варианту технологического процесса будет равна
сз = (8 + ₽) Тф5 +	= 0 + 3,5) 35,8X0,01 +
+0.083 WT + -х”Х59 - 1 61 + °’27 + О'13 - 2.“ РУб-
В найденной себестоимости доля основной заработной пла-
ты составляет всего 20%. Общие накладные расходы, включая
стоимость эксплуатации инструмента, составляют 350%, а с уче-
том амортизации оборудования и стоимости оснастки — 400%'
от основной заработной платы.
Оказывается, что при загрузке высокопроизводительного обо-
рудования всего на 24% при самых высоких накладных расхо-
дах себестоимость изготовления вала-шестерни на высокопроиз-
водительном оборудовании будет все же в 1,52 раза меньше се-
бестоимости изготовления на универсальном оборудовании по
первому варианту.
Если путем рационализации технологического процесса пер-
вого варианта (токарной обработки и сверления) трудоемкость
обработки будет снижена вдвое, то в этом случае себестоимость
изготовления вала-шестерни на универсальном оборудовании
будет все же высокой: = 2,2 руб. или больше себестоимости
изготовления вала по второму варианту при том же выпуске.
После подробного анализа двух вариантов технологического
процесса обработки вала-шестерни возникает еще один вопрос.
При каком же выпуске и загрузке высокопроизводительного
оборудования себестоимость изготовления вала-шестерни при-
близится к себестоимости первого варианта, т. е. при каком вы-
пуске будет равно С2?
Для этого необходимо из уравнения (44) себестоимости най-
ти выпуск Q:
Сх = С2 = (8 +
Себестоимость С2 примем равной (улучшенный вариант)':
С2 = Ci = 2,2 руб. При уменьшении выпуска Q в этом уравне-
нии останутся неизвестными р, так как эта величина взята мак.
7В Зак, 2446
₽)7-ф^+	+ “
Q
202
симальной; стоимость оборудования А, количество и стоимость
оснастки о, а также d и $. Величина и включена в накладные
расходы.
Подставив в уравнение себестоимости неизменные значения
перечисленных величин, найдем, что
о (1 1 । q и т । 0,083x59 500 .	4800 р (\apjt i 23,9
С1 = (1’1 + 3’5) °’°1 ГФ + - g-307	+ ' 2g-307 - =0,046Гф+— ,
откуда выпуск
23,9
У ~ С, — 0,0467ф ’
При Гф = 35,8 мин и Cj = 2,2 руб. суточный выпуск
23,9 ,о
? === 22 — 164 = 43 Детали.
Средняя загрузка станков второго варианта при выпуске
q = 43 шт. будет
V] = ,43x35,8x100 __	Г0/
4	12x840x0,96	10,0%.
При выпуске 7 = 43 шт. и при станкоемкостн обработки
вала Тс = 147,4 мин универсальные станки первого варианта
технологического процесса будут загружены на 60%:
147,4X43X100
13X14X60X0,96	/о*
Таким образом, при загрузке высокопроизводительных стан-
ков на 16% стоимость изготовления вала-шестерни будет при-
мерно та же, что и при изготовлении на универсальном обору-
довании, загруженном на 60%.
Рассмотренный пример еще раз подтверждает целесообраз-
ность применения высокопроизводительного оборудования да-
же при невысокой его загрузке.
Отсюда следует вывод, что средний коэффициент загрузки
оборудования не может являться критерием эффективности тех-
нологических процессов и показателем достаточного использова-
ния оборудования поточной линии, цеха или отдельной операции
при заданном выпуске.
Эффективность любого технологического процесса может оце-
ниваться только себестоимостью или трудоемкостью изготовле-
ния детали, изделия. При оптимальном технологическом про-
цессе средний коэффициент загрузки станков показывает нали-
чие резервной мощности линии или цеха и возможность
увеличения выпуска за счет догрузки оборудования.
Приведенный анализ себестоимости и трудоемкости двух ва-
риантов процесса показывает также возможность оценки двух
вариантов процесса по их трудоемкости при загрузке станков,
превышающей 25—30%, что еще больше упрощает этот метод.
203
Изложенный упрощенный метод дает возможность с доста-
точной степенью точности выявить эффективность технологиче-
ских процессов и целесообразность применения высокопроизво-
дительного оборудования и оснастки.
По данному методу можно определить себестоимость изго-
товления детали в начальной стадии проектирования техноло-
гических процессов без необходимости получения данных для
подсчета себестоимости с действующего производства.
Для отдельных отраслей машиностроения необходимо уточ-
нение общих накладных расходов, стоимости оборудования и
оснастки.
§ 26. КРИТЕРИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМА-
ТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Механизация и автоматизация производственных процес-
сов — решающие направления в развитии техники современно-
го машиностроения. Несомненно, что установление критерия да-
же для приближенной оценки степени механизации и автомати-
зации производственных процессов является необходимым.
Чем объясняется значительная разница в трудоемкости двух
рассмотренных выше вариантов технологии обработки вала-ше-
стерни? Прежде всего применением во втором варианте автома-
тизированного высокопроизводительного оборудования и высоко-
эффективной оснастки, а в первом — универсального оборудо-
вания. Очевидно, отношение разности трудоемкостей 7\— Т2
к 7\ будет характеризовать степень автоматизации данного тех-
нологического процесса.
Таким образом, критерием автоматизации разных вариантов
технологического процесса или степенью автоматизации данно-
го технологического процесса m будем называть отношение раз-
ности Т' трудоемкостей простейшего и данного процессов к тру-
доемкости простейшего процесса, т. е.
где Т1 — трудоемкость простейшего, а Тх — трудоемкость срав-
ниваемого процессов.
Согласно указанному определению степень автоматизации
второго варианта процесса обработки вала-шестерни
^Т1-Тх 156,4-35,8 П7Я
= = °’78*
Из уравнения (52) следует, что степень автоматизации тех-
нологического процесса всегда меньше единицы и только при
полной автоматизации процесса при изготовлении детали на ав-
томате или на автоматической линии при самом незначительном
участии рабочего степень автоматизации будет приближаться к
7В*
204
единице?*Например, трудоемкость изготовления нормального
болта диаметром 12 мм, длиной 50 мм из круглого прутка на
универсальнохМ токарном станке с последующим фрезерованием
шестигранной головки составляет около 4,95 мин, а при высад-
ке этого же болта из бунтового металла на болтовысадочном
станке с последующей накаткой резьбы трудоемкость состав-
ляет всего 0,02 мин. Степень автоматизации второго варианта
технологического процесса
_	_ ±95--2^2 _
w	4,95
Наоборот, при трудоемкости процесса Тх, близкой к трудоем-
кости простейшего процесса Т\, степень автоматизации будет не-
значительной.
Соответственно определению автоматизации всего процесса
обработки можно определять степень автоматизации одной опе-
рации, сравнивая трудоемкость ее выполнения на запроектиро-
ванном станке с трудоемкостью этой же операции на универ-
сальном станке того же типоразмера.
Так, например, степень автоматизации m 3-й и 4-й операций
обработки вала-шестерни на шестишпиндельном токарно-кару-
сельном полуавтомате непрерывного действия определяется
сравнением трудоемкости этих операций и трудоемкости выпол-
нения их на универсальном токарном станке:
tx — tx 184-26 — 2,5 n о,	ч
m =	----- = о,94.	(52а)
Но трудоемкость операции на данном станке характеризует
станок по производительнрсти, поэтому степень автоматизации
данного станка может быть выражена и через производитель-
ность как величина, обратная станкоемкости.
К сожалению, не представляется возможным дать общую
оценку степени автоматизации или производительности любого
станка. Сравнение высокопроизводительного станка с простым
универсальным по трудоемкости и станкоемкости выполнения
тех или иных операций или по производительности затруднено,
так как станкоемкость операций зависит от размеров, формы,
материала и других особенностей обрабатываемой детали. Для
одних деталей станкоемкость операции, выполняемой на высо-
копроизводительном станке, будет в 5 раз, для других — в 10
раз меньше станкоемкости тех же операций, выполняемых на
простых универсальных станках.
Однако даже приближенное определение производительности
любого станка в сравнении с таким же универсальным станком
облегчило бы выбор и проектирование оптимальных технологи-
ческих процессов,	,	, . - -
Таблица 26
Сравнительная производительность некоторых станков
			Производительность		
Виды обработки	Универсаль- * ные станки	Производительные станки	к я is Я	к 1 я к ®	
			s я S 53	я я S S	ф o'
Токарная обработка в центрах и в патро- нах	Токарные типа 1К62	Токарно-револьверный типа 136, 137 и др	 Одношпиндельный многорез- цовый типа 1730, 1731, 32, 116, 118	 Токарный трехсуппортный . . Одношпиндельный токарно- копировальный полуавтомат Одношпиндельный токарный автомат для прутковой ра- боты типа 1112, 1118, 1124, 1136	 Четырехшпиндельный токап- ный автомат типа 1236, 1240 и др	 Шестишпиндельный токарно- карусельный прерывистого действия типа 1А283 и ше- стишпиндельный горизон- тальный 	 Шестишпипдельный токарно- карусельный непрерывного действия 	 Восьмишпиндельный токарно- карусельный полуавтомат прерывистого действия . .	2 3 4 2 2 6 10 10 12	5 7 8 8 8 18 30 30 36	3,5 5 6 5 5 12 20 20 24
Чистовая обработка наружных цилиндри- ческих по- верхностей	Кругло- шлифоваль- ные типа 312, 315, 316 и др.	Круглошлифовальный двух- камневый		 Круглошлифовальный много- камневый (3—5 камней) . . Бесцентрово-шлифовальный Наружнохонинговальный . . . Доводочный (суперфиниш) . . Бесцентрово-полировальный	2 3 5 2 2 5	3 5 9 4 4 9	2,5 4 7 3 •3 	7
Черновая обработка плоскостей	Г оризон- тально- и вертикаль- но-фрезер- ные типа Г682, Г683, 613, 615 с прямым столом	Двухшпиндельный горизон- тальный продольно-фрезер- ный 		 Двухшпиндельный вертикаль- но-фрезерный с вращаю- щимся столом . 	 Четырех-шестифрезерный ба- рабанного типа	 Однопозиционный вертикаль- но-протяжный 	 Двухпозиционный вертикаль- но-протяжный . 			2 3 4 3 6	4 5 . 8 5 10	3 4 6 4 8
206
Продолжение табл. 26
			Производительность		
Виды обработки	Универсаль- ные станки	Производительные станки	03 s 5	к 1 га К Я О л	W W к *=(
			S Я S S	« га S 2	CD О. о
Чистовая обработка плоско- стей	Плоско- шлифоваль- ные с пря- мым сто- лом	Однокамневый карусельно- шлифовальный 	 Двухкамневый карусельно- шлифовальный 	 Плоскошлифовальный с вра- щающимся столом с гори- зонтальной осью вращения шлифовального круга . . . Двухкамневый карусельного типа с верхним и нижним расположением круга . . .	2 4 4 8	6 10 8 16	4 7 6 12
Сверление зенкеро- вание, раз- вертыва- ние, наре- зание резьб, цекование торцов	Одношпин- дельные сверлиль- ные типа 2125, 2135, 2150. Ра- диально- сверлиль- ные	Одношпиндельный сверлиль- ный с многошпинделыюй головкой 	 Агрегатно-сверлильный одно- сторонний 	 Агрегатно-сверлильный дву- сторонний 	 Агрегатно-сверлильный трех- сторонний 	 Агрегатно-сверлильный трех- позиционный 	 Малоагрегатные карусельные и барабанного типа 4—10- позиционные 	 Четырехпозиционная автома- > тическая линия из агрегат- но-сверлильных станков . . Восьмипозиционная автомати- ческая линия из агрегатно- сверлильных станков . . .	2 4 6 10 15 10 20 34	10 10 12 20 25 40 36 66	6 7 9 15 20 25 28 50
Чистовая обработка отверстий	Универ- сально- расточный типа 160, 180. Свер- лильные	Двусторонний быстроходный горизонтально-расточный . . Четырехшпиндельный двусто- ронний горизонтально-рас- точный 	 Одношпиндельный быстроход- ный вертикально-расточный Трех-шестишпиндельный вер- тикально-расточный .... Одношпиндельный вертикаль- но- и горизонтально-протяж- ный 		3 6 2 4 3	5 10 4 8 5	4 8 3 6 4
207
Продолжение табл. 26
" -   —— Виды обработки	Универсаль- ные станки	Производительные станки	Производительность		
			мини- мальная	макси- мальная	средняя
		Двухшпиндельный вертикаль-			
		но-протяжный	 Одношпиндельный внутришли-	6	10	8 2,5
		фовальный полуавтомат . . Двухшпиндельный внутришли-	2	3	
					
		фовальный полуавтомат . . Одношпиндельный хонинго-	2	4	3
		вальный		2	6	4
		Многошпиндельный хонинго- вальный 	 Доводочный (плоский супер-	3	6	4,5 4,5
					
		финиш)		3	6	
Нарезание	Ручной	Машинный метчик и плашка	8	—	8
резьбы на	метчик,	Резьбонарезной патрон . . .	10	—	10
стержнях	ручная	Резьбофрезерный		7	—	7
и в отвер-	плашка	Резьбошлифовальный ....	8	—-	8
стиях		Нарезание резьбы вихревым	12		
		способом 			—-	12
Фрезеро-	Одношпин-	Двухшпиндельный зубофре-			
вание	дельный	зерный 		2	—-	2
зубьев	зубофре-	Восьмишпиндельный зубофре-	8		
цилиндри-	зерный.	зерный 			—	8
ческих	Зубостро-	Зубодолбежный		1	1,5	1,3
шестерен	гальный	Зубопротяжный с круговой			
	двухрез- цовый	протяжкой 			5	11	8
Строгание	Зубофре-	Зубопротяжный с круговой			8
и фрезеро-	зерный для	протяжкой		5	11	
вание кони-	спирального				
ческих	зуба				
шестерен					
Трудоемкость операции t, станкоемкость и производитель*
ность станка Q связаны между собою соотношением -	- -
где Q — выпуск деталей со станка, шт., в единицу времени:
t — трудоемкость;
/ш — станкоемкость операции в тех же единицах времени;
k — коэффициент трудоемкости, связывающий трудоем*
кость и станкоемкость. <,
208
Степень автоматизации станка будет выражена через Q сле-
дующим образом (52а):
1 kx
= ^ш1	_____ Qi Qx Qx — kQi (5^6)
tl	^Ш1	1	Qx
Qi
На универсальных станках станкоемкость и трудоемкость
обычно совпадают, т. е. t = tm.
Приняв производительность простого универсального станка
Q за единицу, производительность всякого другого станка Qx =
~PQ, где Р — производительность рассматриваемого станка,
выраженная в единицах производительности простого универ-
сального станка.
Подставив в выражение (526) вместо Qi и Ох их значения
1 и Р, найдем, что степень автоматизации данного станка может
быть выражена через производительность следующим образом:
т =	(53)
где k — коэффициент, показывающий среднюю долю трудоем-
кости в станкоемкости данного станка;
Р — производительность данного станка в долях произво-
дительности универсального станка такого же типа.
Используя вышеприведенные соображения и опыт предприя-
тий машиностроения по эксплуатации разнообразных станков,
можно составить таблицу приближенной производительности
различных станков, характеризующую также степень их меха-
низации и автоматизации по сравнению с простыми универсаль-
ными станками такого же типа.
В табл. 26 приведены приближенные средние значения про-
изводительности станков разных типов, выраженные в долях про-
изводительности соответствующих им типов простых универ-
сальных станков. Будучи приближенными, эти значения в общем
правильно характеризуют разные станки по производительности
и трудоемкости обработки на них при одинаковых условиях
производства.
ГЛАВА VI
КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ ПО ПОДОБИЮ ФОРМЫ
И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
§ 27. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ ДЕТАЛЕЙ
И ТИПИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Современные средства и методы производства изделий в ма-
шиностроении очень разнообразны. Детали сотен тысяч наиме-
нований изготовляют по различным технологическим процессам,
на самом разнообразном оборудовании, с разной оснасткой и
инструментом. Разнообразие технологических процессов на-
столько велико, что даже одинаковые и близкие по конфигура-
ции и размерам детали на разных предприятиях обрабатывают
по разным технологическим процессам с трудоемкостями, отли-
чающимися иногда в десятки и сотни раз. Так, трудоемкость
изготовления обыкновенного болта диаметром 12 мм, длиной
50 мм колеблется от 0,02 до 4,95 мин, т. е. в диапазоне 1 : 247.
Фактическая трудоемкость механической обработки шатуна ком-
прессора (на одном заводе) составляет 275 мин при обработке
из штампованной заготовки и 521 мин — при обработке из ко-
ваной заготовки. Трудоемкость обработки шатуна бензинового
двигателя на другом заводе равняется 22 мин, или в 12,5 раз
меньше. Трудоемкость обработки поворотного кулака передней
оси автомобиля из кованой заготовки на универсальных станках
равна 64,5 ч, а из штампованной заготовки на специализирован-
ном оборудовании в поточной линии — 1 ч, или в 64,5 раз
меньше.
Это разнообразие объясняется * неодинаковым уровнем тех-
нического развития предприятий, применением разного обору-
дования и оснастки для обработки одних и тех же деталей, а
также неодинаковой величиной выпуска деталей отдельными
предприятиями. Помимо перечисленных, существенной причиной,
влияющей на разнообразие технологических процессов, являет-
ся отсутствие сравнительной оценки разрабатываемых процес-
сов с передовыми процессами и недостаточная разработка и
обоснование общих положений, определяющих построение тех-
нологических процессов, а также недостаточная типизация тех-
нологических процессов. Многообразие технологических процес-
сов будет сокращено, если проектирование процессов изготовле-
ния деталей будет основываться на общих принципах и особен-
но если будут созданы типовые технологические процессы, об-
щие для деталей самых разнообразных машин, базирующиеся
на технологической классификации деталей.
Поэтому разработка и обоснование общих принципов проек-
тирования технологических процессов, классификация деталей и
210
типизация технолгических процессов являются важными зада-
чами в развитии общей теории технологии машиностроения.
Разработка общих положений для проектирования процес-
сов, классификация деталей и типизация технологических про-
цессов будут способствовать созданию оптимальных технологи-
ческих процессов для самых разнообразных условий производ-
ства.
Под классификацией будем понимать соединение в группы
и классы деталей, близких по конструкции, размерам и общно-
сти технологического процесса их изготовления.
Под типизацией следует понимать создание принципиальных
технологических процессов, охватывающих изготовление всех де-
талей данного класса и служащих основой для составления оп-
тимального технологического процесса изготовления конкретной
детали в любых производственных условиях.
Типизация технологических -процессов должна базироваться
на классификации деталей и на общих принципах построения
технологических процессов.
Большое разнообразие конструктивных форм деталей не
дает возможности включить все детали машин в классификаци-
онные группы. Первоочередной задачей типизации технологиче-
ских процессов является объединение в группы и классы дета-
лей наиболее распространенных машин весом до 10 т и состав-
ление для таких деталей типовых технологических процессов.
Типизация технологических процессов даст возможность:
1)	свести огромное количество процессов к минимуму и вне-
сти единообразие в технологию обработки сходных деталей;
2)	придерживаться определенных принципов и рамок при
составлении технологических процессов, что повысит качество
процессов и сократит сроки подготовки производства;
3)	уменьшить количество типов специального высокопроиз-
водительного автоматизированного оборудования и оснастки и
строить это оборудование на базе типовых схем, а также стан-
дартизированных и унифицированных узлов;
4)	сравнивать уровень состояния технологии на разных пред-
приятиях машиностроения и более правильно определять про-
пускную способность оборудования;
5)	способствовать развитию технологии машиностроения как
научной дисциплины.
Типизации технологических процессов большое значение при-
давал проф. А. П. Соколовский, посвятивший этому вопросу ряд
своих работ. Он создал основы методики типизации технологи-
ческих процессов и классификацию деталей по однотипности
технологического процесса. Совершенно правильно предупреж-
дение А. П. Соколовского о недопустимости построения типиза-
ции процессов на основе расчленения «процессов на отдельные
поверхности вне связи этих поверхностей с самими деталями»,
2П
так как «при такой методике совершенно выпадают вопросы ба-
зировки и закрепления детали, жесткость системы станок —
деталь — инструмент и т. д.» *.
А. П. Соколовский считает, что технологический процесс об-
работки детали определяется: 1) формой (конфигурацией) де-
тали; 2) размерами детали; 3) точностью обработки и качест-
вом обработки поверхностей; 4) материалом детали; 5) объемом
общего производственного задания и 6) общей производствен-
ной обстановкой, куда входят наличный парк оборудования, на-
личие инструментальной базы, расположение оборудования,
схема организации цеха и т. д.**.
Исходя из этих предпосылок проф. А. П. Соколовский раз-
бивает все детали на 15 классов: 1) валы, 2) втулки, 3) диски,
4) эксцентриковые детали, 5) крестовины, 6) рычаги, 7) плиты,
8) шпонки, 9) стойки, 10) угольники, 11) бабки, 12) зубчатые
колеса, 13) фасонные кулачки, 14) ходовые винты и червяки,
15) мелкие крепежные детали.
Анализируя этот классифицированный перечень деталей, мож-
но сделать следующие замечания:
1.	В классификационной таблице не отражен один из основ-
ных факторов — размеры детали.
2.	Некоторые детали, отнесенные к одному классу, имеют
весьма различный технологический процесс механической обра-
ботки и, наоборот, отдельные детали, отнесенные к разным клас-
сам, имеют сходные технологические процессы обработки.
Например, к классу «Эксцентриковые детали» отнесены ко-
роткие детали типа втулок с цилиндрическими поверхностями,
расположенными эксцентрично, и длинные коленчатые валы.
При механической обработке короткие цилиндрические детали
базируются по наружной поверхности, зажимаются в патроне и
обрабатываются как втулки. При обработке эксцентричной ци-
линдрической поверхности зажимные губки патрона смещаются
на величину эксцентриситета, но характер обработки не ме-
няется.
Процесс обработки коленчатых валов подобен процессу обра-
ботки обычного многоступенчатого вала. Большинство операций
обработки коленчатого вала выполняется в центрах, а обработ-
ка шатунных шеек ведется на смещенных центрах либо в цент-
рирующих приспособлениях со смещенными установочными
гнездами.
Детали, отнесенные к классу крестовин (вентиль и крестови-
на кардана), также имеют несходные процессы обработки.
* Энциклопедический справочник «Машиностроение», т. 7, М., Машгиз,
• 1948, стр. 71.
** Соколовский А. П. Технология машиностроения, М., Машгиз,
1947, стр. 33.
212
При обработке вентиля установочной базой является наруж-
ная цилиндрическая поверхность в один торец. Обработка ве-
дется на сверлильном либо на расточном станке. Процесс обра-
ботки крестовин сходен с процессом обработки вала. Обработка
ведется в центрах. Сначала обрабатывается одна, затем вторая
перпендикулярно расположенная ветвь.
Сходный процесс обработки имеют угольники, бабки и стойки,
отнесенные к разным классам. Способы базирования, характер
и последовательность операций у них одни и те же, но стойки
и угольники имеют меньшее количество точных отверстий и
торцов.
Диски и зубчатые колеса типа дисков, отнесенные к разным
классам, также имеют сходные установочные базы и процессы
обработки. Особенностью процесса обработки зубчатых колес
являются несколько дополнительных операций по обработке
зубьев.
3.	Среди большого разнообразия деталей машин средних
размеров наиболее распространенную группу составляют кор-
пусные детали, имеющие сходные процессы обработки. Корпус-
ные детали должны составить один из ведущих классов таблицы.
Для отнесения детали к тому или другому классу основное
значение должно иметь сходство технологического процесса об-
работки этой детали с другими деталями данного класса.
Из приведенных проф. А. П. Соколовским шести факторов
не все имеют одинаковое значение для типизации технологиче-
ских процессов.
Материал изделия, поскольку имеются в виду черные метал-
лы, влияет на режимы обработки, на припуски, на геометрию
режущего инструмента, но не изменяет базирования, последо-
вательности и характера технологических операций обработки
детали.
Высокая точность и чистота обработанной поверхности ска-
жутся на увеличении числа отделочных операций, на допол-
нительном отделочном оборудовании и на трудоемкости обра-
ботки.
Фактор «общей производственной обстановки» является весь-
ма неопределенным, поэтому он не может служить основой для
типизаций процессов. Оптимальные процессы обработки предо-
пределяют тип оборудования, оснастки, инструмент. Ес-
ли их нет, технолог вынужден отклоняться от оптимального
процесса.
Несомненно, решающее влияние на процесс обработки имеют
следующие факторы: форма детали, размеры детали и объем
общего производственного задания, т. е. величина выпуска, точ-
ность обработки. Кроме перечисленных, большое влияние на
процесс изготовления детали оказывает также способ получе-
ния заготовки детали.
213
Таким образом, основными факторами, определяющими ти-
повой процесс изготовления детали, являются: 1) размеры
детали; 2) величина выпуска; 3) способ получения заготовки;
4) форма детали; 5) точность обработки.
1. Размеры детали
Размеры детали во многом предопределяют характеристику
оборудования для ее изготовления и существенно влияют на
характер технологического процесса обработки. Детали одина-
ковой формы, но различных размеров имеют подобные процес-
сы изготовления, однако при весьма значительной разнице в
размерах технологические процессы их изготовления становятся
несходными.
Так, оборудование для обработки коленчатого вала бензи-
нового двигателя весом около 50 кг (рис. 79, а) совершенно
отлично от оборудования, обрабатывающего коленчатый вал
компрессора (рис. 79, б) весом около 2 кг, несмотря на прин-
ципиальное сходство конструкции этих деталей.
Коренные и шатунные шейки и щеки большого коленчатого
вала обычно обрабатывают на крупных специальных или спе-
циализированных токарных станках. Те же поверхности колен-
чатого вала компрессора обрабатывают на простых токарных,
многорезцовых и круглошлифовальных станках, оснащенных
специальными приспособлениями.
Технологический процесс изготовления коленчатого вала
фреонового компрессора домашнего холодильника (рис. 79, в)
существенно отличается от процесса изготовления коленчатых
валов средних машин. В то время как коленчатые валы средних
и выше размеров изготовляются из индивидуальных штампован-
ных заготовок, коленчатый вал фреонового компрессора домаш-
него холодильника весом менее 1 кг изготовляют из прутка на
многошпиндельном автомате; последующие операции выполня-
ются на револьверном и шлифовальном станках.
Оборудование для обработки крупной и небольшой корпус-
ной детали также несходно между собой. Обработка блока ци-
линдров шестицилиндрового двигателя, имеющего габариты
300X400X825 мм (см. рис. 30), ведется на крупных специаль-
ных фрезерных, расточных, агрегатных и других станках.
Небольшую корпусную деталь, например корпус водяного
насоса (рис. 80), полностью изготовляют на многошпиндельном
токарно-карусельном или на револьверном, многорезцовом и не-
больших сверлильных станках. Вместо фрезерования торцы про-
тачивают и цекуют. Но способы базирования и определенная
последовательность операций механической обработки являются
одинаковыми для всех корпусных деталей, за исключением де-
талей весьма малых габаритов и веса.
a)	_	-___________________ ,_____________800±0,26
Рис. 79. Коленчатый вал:
а) — бензинового двигателя; б) — компрессора; в) — компрессора домашнего холодильника
215
Из общей гаммы станков одного вида на станке определен-
ного типоразмера возможна обработка деталей только опреде-
ленных габаритов. На токарном станке с высотой центров 100 мм
невозможно точить деталь диаметром более 320мм, а на станке
с высотой центров 300 мм будет неэффективна и затруднена об-
работка валика диаметром 20 мм, длиной 150 мм.
а-а
150-п
Рис. 80. Корпус водяного наноса
Для обработки деталей крупных габаритов применяют круп-
ные токарные, фрезерные, карусельные, сверлильные, расточные,
шлифовальные и другие станки; для обработки небольших де-
талей используют небольшие станки тех же видов.
Размеры деталей предопределяют разбивку оборудования на
соответствующие группы. В непоточном производстве для об-
работки крупных деталей создают участки с набором крупного
оборудования, необходимого для полной их обработки; для об-
работки средних и мелких деталей создают технологически
замкнутые участки с набором среднего и мелкого оборудования.
В поточном производстве индивидуальные, спаренные и группо-
вые поточные линии строят для деталей одинаковых размеров и
одного класса со сходными процессами обработки.
i 2. Выпуск деталей
' • Размер выпуска, не меняя основы технологического процес-
са изготовления детали, предопределяет тип применяемого обо-
рудования и тем самым влияет на технологический процесс и
трудоемкость изготовления детали.
При небольшом выпуске и часто изменяемой конструкции
обрабатываемых деталей последние обычно обрабатывают на
универсальном или на легко переналаживаемом специальном
216
оборудовании при простых оснастке и инструменте. При боль-
шом выпуске и стабильности конструкции деталей необходимо
применять высокопроизводительное оборудование, высокоэф-
фективную автоматизированную оснастку, специальный рабо-
чий и измерительный инструменты.
Влияние величины выпуска деталей на тип оборудования
и трудоемкость изготовления деталей видно из рассмотрения
схемы технологического процесса обработки ступенчатого вала
(рис. 81 и табл. 27) и корпусной детали (см. рис. 30 и табл. 28).
- -	Рис. 81. Ступенчатый вал
Как видно из табл. 27 и 28, в силу применения высокопро-
изводительного оборудования и высокоэффективной оснастки
трудоемкость изготовления ступенчатого вала в 8 раз, а корпус-
ной детали в 14 раз меньше при большом выпуске деталей.
Целесообразность применения высокопроизводительного
оборудования при небольшом выпуске проверяют оценкой эф-
фективности выбранного технологического процесса по методу,
описанному в гл. V.	- -
3.	Способ получения заготовки
Решающее влияние на механическую обработку детали
имеет способ получения заготовки. К таким способам относятся
следующие: 1) отрезка заготовки из штанги или из прутка;
2) свободная ковка; 3) штамповка в закрытых штампах на
молоте, ковочной машине, штамповочном прессе; 4) холодная
высадка из прутка; 5) отливка общей заготовки без выявления
формы детали; 6) отливка заготовки с ручной формовкой по
деревянным моделям; 7) сварка из нескольких частей; 8) отлив-
ка заготовки с машинной формовкой по металлическим моде-
лям; 9) отливка заготовки в кокиль или в прессформу под дав-
лением.
Технологический процесс и трудоемкость обработки одной и
той же детали из различных заготовок совершенно различны.
Изготовление детали из штанги или из заготовки, полученной
свободной ковкой, требует иногда двойного и даже тройного ко-
личества операций и времени на обработку детали по сравне-.
нию с обработкой штампованной заготовки. При этом иногда
расходуется вдвое и втрое больше металла на деталь и в не-
217
Таблица 27
Схема процесса обработки ступенчатого пазового вала
при малом и большом выпусках
(см. рис. 81)
	Выпуск до 40 шт. в месяц заготовки детали «пруток»		Выпуск более 25Э шт. в сутки заготовки детали «штамповка»	
Наименование операции	Оборудование	трудоем- кость, мин 1	Оборудование	трудоем- ! кость, мин
Подрезка торцов и центровка вала Черновое обтачи- вание шеек и торцов вала с двух сторон Чистое обтачива- ние шеек и торцов вата с двух сторон Фрезерование шли- цев на диаметре 70 мм Фрезерование двух шпоночных канавок Нарезание резьбы на конце вала Термическая обра- ботка вала Предварительное и окончательное шли- фование шеек вала Шлифование шли- цевых канавок Зачистка заусен- цев	Токарный станок с высотой	цент- ров //=150 мм То же . .	 » ..... Универсальный го- ризонтально -фре- зерный станок . . Г оризонтально-фре- зерный станок . . Токарно - винторез- ный станок .... Цементация и закал- ка в камерных пе тах	 Круглошлифоваль- ный станок .... Универсально - шли- фовальный станок Слесарная обработ- ка 		5 25 30 20 10 10 15 20 30 5	Фрезерно-центровоч- ный полуавтомат . . Вертикальный шести- шпиндельный токар- ный полуавтомат не- прерывного действия Трехшпиндельпый зу- бофрезерный полу- автомат 	 Г оризонтально-фрезер- ный станок со спе- циальным приспо- соблением 	 Резьбофрезерный ста- нок 	 Высокочастотная уста- новка и отпускная печь	 Специальный кругло- шлифовальный ста- нок с двумя кругами Специальный шлице- шлифовальный трех- камневый полуавто- мат 	 Слесарная обработка	о.б 1,5 3,0 1,5 1,4 2,5 4,0 5,0 1,5
Итого 			1170 1		21,0
сколько раз больше загружаются станки. Так, механическая об-
работка коленчатого вала компрессора из поковки (рис. 82, а)
требует 40,6 ч, причем на один вал расходуется Т62,7 кг метал-
ла, а на механическую обработку этого вала из штамповки
(рис. 82, б) необходимо затратить всего 19 ч (при использова-
to
00
Таблица 28
Схема процесса обработки корпусной детали при малом и большом выпуске (рис. 30)
Наименование операций	Выпуск до 30 шт. в месяц, отливка по дере- вянной модели при ручной формовке		Выпуск более 300 шт. в сутки, отливка по металлической модели при машинной формовке	
	оборудование	трудоем- кость, мин	оборудование	трудоем- кость, мин
Обработка верхней и нижней пло- скостей	Продольно-строгальный ста- нок 		10	Барабанно-фрезерный станок	4,0
Сверление и развертывание двух установочных отверстий на ниж-	Радиально-сверлильный ста- нок 		10	Вертикально-сверлильный ста-	
ней плоскости Обработка переднего и заднего тор-	Г оризонтально-фрезерный ста-		нок с двухшпиндельной го- ловкой 		0,7
цов блока	нок 		40	Барабанно-фрезерный станок	2,5
Троекратное черновое и чистовое растачивание шести цилиндров	Универсально-расточный ста- нок 		200	Специальный шестишпиндель-	
блока Черновое и чистовое растачивание	То же		90	ный полуавтомат 	 Специальные расточные стан-	12,0
коренных подшипников и подшип- ников кулачкового вала Сверление и нарезание резьбы в мел- ких отверстиях блока со всех	Радиально-сверлильные стан- ки и роторные кондукторы	200	ки		 Три автоматические линии . .	6,0 6,9
шести сторон Прочие фрезерные и сверлильные операции	Горизонтально-фрезерный и радиально-сверлильный ста- нок . . ...		40	Специальные станки		10,0
Продолжение табл. 28
Наименование операций	Выпуск до 30 шт. в месяц, отливка по дере- вянной модели при ручной формовке		Выпуск более ЗОо шт. в сутки, отливка по металлической модели при машинной формовке	
	оборудование	трудоем- кость, мин	оборудование	трудоем- кость, мин
Обработка отверстий под масляный насос	Радиально-сверлильный ста- нок 		40	Автоматическая линия , . .	2,3
Обработка 12 клапанных отверстий Окончательная обработка шести цилиндров	То же . .. 	 Одношпиндельный хонинго- вальный станок 		180 40	Специальные шестишпиндель-	6,0
Окончательная обработка отверстий коренных подшипников и под-	Универсально-расточный ста- нок 		60	ные хонинговальные станки Специальные расточные и хо-	
шипников кулачкового вала Притирка клапанов Прочие мелкие операции	Электроинструмент и ручная обработка 	 Разные простые станки . . .	40 40	нинговальные станки . . . Двенадцатишпиндельный при- тирочный полуавтомат . . . Специализированные станки .	9,0 3,0 6,0
Слесарные операции	Слесарная обработка ....	40	Слесарная обработка .	. .	6,0
Итого . . .		1030		74,4
220
нии того же оборудования); расход металла на вал при этом
уменьшается до 87 кг, или почти в 2 раза.
При разработке типовых технологических процессов для по-
точно-автоматизированного производства необходимо полностью
отказаться от обработки заготовок из куска металла или заго-
товок, полученных свободной ковкой или ручной формовкой,
Рис. 82. Заготовка коленчатого вала компрессора:
а) — полученная свободной ковкой; б) — полученная штамповкой в закрытых
штампах
т. е. обработки заготовок с необоснованно большими припуска-
ми, так как при современном уровне развития машиностроения
это и экономически, и технически нецелесообразно.
Изготовление деталей из куска металла или из грубой заго-
товки допустимо только при простейшей форме детали, близкой
к форме заготовки, или в тех случаях единичного производства,
когда стоимость штампов или иной оснастки не окупается эко-
номией расходов при механической обработке таких заготовок.
Все заготовки классифицированных деталей, а следователь-
но, и припуски на обработку должны иметь строго установлен-
ный максимум по отношению к чистому весу детали. Превыше-
ние веса заготовки и припусков на обработку нужно рассматри-
вать как отступление от оптимального технологического про-
цесса.
221
Используя опыт передового машиностроения, необходимо ус-
тановить определенную зависимость между чистым весом дета-
лей и весом их заготовок для каждого класса и группы дета-
лей. Эта зависимость будет в то же время и одним из показа-
телей технологичности конструкции. Для разработки типовых
технологических процессов могут быть приняты только заготов-
ки с припусками в установленных пределах.
4.	Форма детали
Форма является главнейшим фактором, определяющим тех-
нологический процесс изготовления детали. Однако не всегда
различие внешних форм деталей требует принципиально раз-
ных процессов их изготовления. Несмотря на различие внешних
форм корпусных деталей, кронштейнов, стоек, все они имеют
сходные процессы обработки. Типичными для этих деталей яв-
ляются установочные базы (плоскость и два отверстия) и по-
следовательность операций механической обработки (черновая
и чистовая обработка плоскостей, затем черновая и чистовая
обработка основных отверстий и т. д.).
Будучи различными по внешней форме, ступенчатый вал и
крестовина карданного вала (рис. 83) имеют сходные процессы
механической обработки: одни и те же установочные базы, оди-
наковое оборудование и одинаковую последовательность выпол-
нения основных операций, что подтверждается примерной срав-
нительной схемой обработки этих деталей! (табл. 29).
Таблица 29
Примерная сравнительная схема обработки ступенчатого вала
и крестовины
(рис. 83)
Группа операций	Ступенчатый вал (рис. 83, а)	Крестовина (рис. 83, в)
1 '	Фрезерование торцов Центрование концов вала	Фрезерование торцов Центрование концов крестовины
2	Черновое и чистовое обтачивание	Черновое и чистовое обтачива-
	одной, затем второй стороны вала	ние сначала первых, затем вторых шеек крестовины
3	Выполнение второстепенных опера- ций: фрезерование шпоночных канавок, нарезка резьбы, сверле- ние отверстия и др.	Выполнение второстепенных опе- раций: обработка торцов цент- рального отверстия, сверле- ние мелких отверстий и др.
4	Термическая обработка	Терхмическая обработка
5	Шлифование шеек вала	Шлифование шеек крестовины
Рис. 83. Эскизы деталей:
а) — ступенчатого вала; б) — вала шее херни; в) — крестовины
223
Ступенчатые шлицевые валы и валы с зубчатыми венцами
также имеют сходные процессы обработки. Различие составля-
ют только отдельные операции: у ступенчатого вала фрезеруют
шлицы, у вала-шестерни — зубья; для той и другой детали при-
меняют станки одного и того же типа и размера.
Таким образом, при разбивке деталей на классы, помимо
формы детали, необходимо учитывать оптимальную технологию
ее изготовления, поскольку оптимальная технология является
основой в создании классификации деталей.
5.	Влияние точности обработки на процесс изготовления
детали
Для достижения высокой точности и чистоты обработки от-
дельных поверхностей детали необходимо, не меняя последова-
тельности основных операций, выполнять ряд дополнительных
отделочных операций, что значительно увеличивает трудоем-
кость механической обработки.
Для обеспечения высокой точности и чистоты обработки от-
дельных поверхностей детали необходимо добавлять ряд дово-
дочных станков высокой точности. Различие в обработке дета-
лей с нормальной точностью и чистотой обработки (с допуском
100—120 мкм и чистотой по 4-му классу) и высокой точностью
обработки (с допуском 2,5 мкм и чистотой поверхности по 10-му
классу) будет заключаться в том, что, помимо обычных опера-
ций обработки, необходимо выполнять ряд дополнительных до-
водочных операций. Это наглядно можно показать на примере
обработки двух подобных деталей: рессорного и поршневого
пальцев (рис. 84). Различие в обработке цилиндрической по-
верхности этих деталей видно из табл. 30.
Как видно из сопоставления двух процессов, для обеспече-
ния большей точности и чистоты наружной поверхности порш-
невого пальца необходимо в поточную линию этой детали поста-
вить два дополнительных станка: бесцентрово-шлифовальный и
бесцентрово-полировальный. Для подобных деталей в качестве
типового можно принять технологический процесс изготовления
поршневого пальца с исключением из процесса обработки отде-
лочных операций или процесс обработки рессорного пальца
с добавлением доводочных операций.
Аналогичное отличие будет иметь процесс обработки более
точных отверстий, плоских и фасонных поверхностей. Таким об-
разом, для подобных деталей, имеющих в целом аналогичный
технологический процесс изготовления, но различающихся точно-
стью и чистотой обработки отдельных поверхностей, вовсе не
требуется создавать отдельные процессы, а к нормальному про-
цессу добавлять несколько доводочных операций, всегда являю-
щихся дополнением к обычным операциям обработки.
224
Кладя в основу класса форму деталей и идентичность про-
цесса их изготовления, можно рекомендовать классификацию
деталей машин среднего размера весом до Ют, состоящую из
следующих шести классов: 1) корпусных деталей; 2) круглых
стержней; 3) полых цилиндров; 4) дисков; 5) некруглых стерж-
ней и 6) крепежных деталей.
Рис. 84. Пальцы:
а) — передней рессоры; б) — поршневой
Корпусные детали выделены в отдельный класс, так как это
наиболее распространенная группа деталей. Несмотря на раз-
нообразие внешних форм, все корпусные детали можно изготов-
лять сходными процессами. Подобными процессами можно об-
рабатывать также детали типа бабок, стоек, плит и угольников,
которые в рекомендуемой классификации также отнесены к
классу корпусных деталей.
Класс «Круглые стержни» охватывает обыкновенные валы,
штоки молотов, круглые стойки, коленчатые и кулачковые ва-
лы, валы с зубчатыми венцами и т. д. Все эти детали также мо-
гут иметь сходные процессы изготовления, несмотря на различие
их внешней формы. Название класса «Круглые стержни» яв-
ляется более общим, чем название «Валы», под которыми под-
разумевают только вращающиеся круглые стержни.
225 .
Таблица 30
Сравнение обработки наружной цилиндрической поверхности
рессорного и поршневого пальцев
Рессорный палец: d = 22 мм,
I = 112 мм\ допуск на диа-
метр Ld = 45 мкм\ 7-й класс
чистоты
Обработка наружного
диаметра точением или
волочением с допуском
Atf = 80 мкм
Термическая обработ-
ка, закалка с твердо-
стью HRC 56 н- 62
Шлифование наружной
цилиндрической поверх-
ности на бесцентрово-
шлифовальном станке.
Снятие припуска Arf ~
= 0,3 мм с допуском
АдГ = 45 мкм и чистотой
поверхности по 7-му
классу
Поршневый палец: d = 22 мм, I = 76 мм\ допуск на
диаметр bd — 2,5 мкм\ 10-й класс чистоты
Обработка наружного диаметра точением или
волочением с допуском AtZ = 80 мкм
Термическая обработка, закалка с твердостью
HRC 56 4- 62
Черновое шлифование наружной цилиндриче-
ской поверхности на бесцентрово-шлифовальном
станке. Снятие припуска Arf = 0,3 мм с допу-
ском Arf = 30 мкм и чистотой поверхности по
7-му классу
Чистовое шлифование наружной цилиндриче-
ской поверхности на бесцентрово-шлифовальном
станке
Снятие припуска Arf = 0,15 мм с допуском
Arf = 15 мкм и чистотой поверхности по 8-му
классу
Полирование наружной цилиндрической поверх-
ности на бесцентрово-полировальном станке.
Снятие припуска Arf = 20 мкм с допуском
Arf = 10 мкм и чистотой по 10-му классу
Класс деталей «Полые цилиндры» охватывает не только втул-
ки, но и детали, подобные втулкам, — барабаны, поршни, сту-
пицы и т. д.
Класс «Диски» включает детали, имеющие форму тел вра-
щения с высотой, меньшей половины диаметра внешней окруж-
ности диска.
Класс «Некруглые стержни», помимо разного рода рычагов,
содержит и другие некруглые детали удлиненной фо^мы, напри-
мер всасывающие и выхлопные коллекторы бензинового двига-
теля, балки передних осей автомобиля, шатуны и другие по-
добные им детали.
В класс «Крепежные детали» входят болты, гайки, шпильки,
сегментные шпонки, шурупы и т. д.
Для деталей перечисленных классов можно создать принци-
пиальные типовые технологические процессы, которые будут ос-
новой при разработке конкретных оптимальных процессов де-
талей этого класса.
Рекомендуемой классификацией можно охватить около 65—
70% наиболее распространенных деталей средних машин. Ос-
тальная часть деталей, имеющих специфическую внешнюю фор-
му, пока не может быть включена в данную классификацию. Для"
подобных деталей технологические процессы следует разраба-
8 Зак< 2446
226
тывать по методу подобия; для этого целесообразно использо-
вать наиболее подходящие процессы для деталей классифика-
ционной таблицы.
§ 28. КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ ПО РАЗМЕРАМ, ФОРМЕ
И ОБЩНОСТИ ПРОЦЕССА ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
В основу рассматриваемой классификации деталей положе-
ны три определяющих фактора: размеры детали (ее габариты
и вес), форма детали и процесс ее обработки. Что касается спо-
соба получения заготовки детали и размера выпуска, то их учи-
тывают при создании типовых технологических процессов.
При разделении деталей машин на размерные группы сле-
дует исходя из заводской практики предусматривать разделе-
ние всех деталей средней машины на четыре группы: крупные,
средние, небольшие и мелкие детали.
Такое деление примерно соответствует делению станков по ти-
поразмерам:
к крупным должны относиться детали, обрабатываемые на
крупных станках всех видов;
к средним — детали, обрабатываемые на станках средних
типоразмеров;
к небольшим должны относиться детали, обрабатываемые
на станках меньших моделей, и т. д.
К каждой из четырех размерных групп можно относить де-
тали различной формы, т. е. различных классов. Так, к группе
крупных деталей должны быть отнесены крупные корпусные де-
тали, большие валы, шестерни, цилиндры, маховики и т. д.
Детали разной внешней формы будут находиться также в
группе средних, небольших и мелких деталей. Отсюда следует,
что каждая из четырех размерных групп деталей должна быть
отнесена к своему классу.
Однако сходство внешних форм деталей не всегда представ-
ляет подобие технологических процессов их изготовления, и,
наоборот, иногда различные по внешней форме детали могут
иметь сходные технологические процессы изготовления, отлича-
ющиеся друг от друга лишь выполнением некоторых операций
обработки.
Разбивка деталей на классы, помимо учета внешних форм
деталей, должна предусматривать главным образом подобие
процесса их обработки на оборудовании одинаковых типов.
Таким образом, в основу классификации деталей кладут два
принципа: разделение деталей машины на размерные группы и
разделение их на классы с отнесением к одному классу и груп-
пе деталей, имеющих подобные процессы изготовления и в боль-
шинстве случаев подобную форму.
Классы
I
Корпусные детали
III
Полые цилиндры
(втулки)
IV
Диски
V
Некруглые стержни
(рычаги)
VI
Крепежные детали
Зак. 2446
Таблица 3la
	
	
	L®—.<	
L		
		
£
ТаТарйты
С^Ь^бесЛ
	1=360Я00м b>0,3t а=ю+4окг
	
н I Ll	
У_П—П_Ь±
II
Круглые стержни
(валы)
		
	Sli!	
		
dO,5L
8=3+10 кг
h=(0.S?2$D
О2~30кг
D~200*0№h
h~O,Sb
6=6^30 кг
1=30Ш(№
buh^SL
0=3+20 кг
и >	
	
	г иЗ
азы	
1;	|
н0:	tt-i		
	1 1	Qi j	о L
\ Ут		3	М50Я09НН buh^OJt
I			0=1 г Зкг
<9 2Z		
62	1 Н		88		
—л h!r~~-		
= №--~	-х^у-— ф L	!_2
	
Г4Н	•	1
т	
						
\-33,^	§ 15	£ > <	о 2		18^	 а
				(	
		
	L-	130		
	
	^—100—


Таблица 31
Классификация деталей
Классы	Типы	Примерный перечень деталей	Принципы технологии изготовления
I Корпусные детали	Литые и сварные Сложной формы Крышки Плиты	Станины, корпусы, рамы машин, блоки цилинд- ров, картеры редукторов и коробок передач, го- ловки станков, корпусы насосов, компрессоров, прибо' ов и др. Каргеры задних мостов, водяных насосов дви- гателя Крышки блоков, подшипников, коробок и др. Бабки, стойки, кронштейны, плиты	Отливка из черного и цветного металла, сварка из нескольких частей плит, листа Базирование по основной плоскости и двум отвер- стиям Черновая и чистовая обработка плоскостей Черновое и чистовое растачивание основных отвер- стий Выполнение второстепенных операций обработки небольших плоскостей, сверление и нарезание мел- ких отверстий Гидравлическое испытание Доводка основных плоскостей и отверстий
11 Круглые стержни (валы)	Валы гладкие ступен- чатые Пустотелые Валы коленчатые, ку- лачковые, эксцентрико- вые Валы с фланцами, ше- стернями, фасонными поверхностями	Валы турбин, редукторов, штоки молотов, кар- данные валы, тяги, торсионные валы Шпиндели станков Коленчатые валы, крестовины карданных валов Валы с шестеренными венцами, тормозные ку- лаки, поворотные кулаки автомобильных осей и др.	Заготовка из прутка или трубы, штамповка; иногда отливка Базирование в центрах и на шейках Черновая и чистовая обточка одной, затем второй стороны Для длинных валов предварительная обточка и шли- фование шейки под люнет. Обработка фасонных по- верхностей Обработка второстепенных поверхностей Термическая обработка Шлифование шеек и отверстий Балансировка Доводка основных поверхностей
ill Полые цилиндры (втулки)	Простой формы Сложные с фасонной наружной и внутренней поверхностями Тонкостенные Мелкие фасонные	Цилиндры, барабаны, стаканы, пусто!елые порш- ни, гильзы Ступицы колес, чашки сателлитов Втулки, вкладыши подшипников Угольники, тройники, штуцеры	Огливка, штамповка, заготовка из трубы, листа или ленты Базирование по наружной или внутренней поверх- ности и торцу Черновая и чистовая обработка наружной и внут- ренней поверхностей и торцов с одной, затем с дру- гой стороны Выполнение второстепенных операций Окончательная обработка внутренней, затем наруж- ной поверхностей Доводка точных размеров
IV Диски	Простые Шестерни Кольца подшипников Кольца поршневые	Шкивы, маховики, колеса, катки мостовых те- лежек и вагонов, тормозные барабаны, диски сцепления, фланцы, корпусы муфт сцепления, диски турбин Плоские цилиндрические и конические шестерни, звездочки, бегунки Кольца ролико- и шарикоподшипников Поршневые кольца	Литье, горячая и холодная штамповка, заготовка из прутка или трубы Базирование по наружной или внутренней поверх- ности и торцу, затем по выточке или буртику и од- ному отверстию Обработка торца и части внутренней и наружной цилиндрических поверхностей с одной, затем с Дру- гой стороны начерно и начисто Обработка фдсошкых наверх костей	-	- ~ Выполнение второстепенных операций Отделка точных торцовых и внутренних поверх- ностей Отделка фасонных поверхностей
V Некруглые стержни (рычаги)	Балки простые и ко- робчатые Рычаги прямые Рычаги кривые Простые бруски	Лонжероны рам автомобилей, самолетов, балки передних осей автомобилей Шатуны двигателей, машин, рычаги всех видов Вилки переключения коробок передач, тормоз- ные колодки и др. Планки, бруски, клинья, призматические шпонки	Литье, горячая штамповка, штамповка из листа Базирование по стержню и головке, затем по от- верстию и обработанной поверхности головки Черновая и чистовая обработка части плоскостей Сверление, растачивание основных отверстий Выполнение второстепенных мелких операций и об- работка нерабочего профиля Отделка основных отверстий и их торцов
VI Крепежные детали	Из прутка Из бунтового мате- риала	Гайки, болты, шурупы с обычным и крестообраз- ным шлицем, шпильки, колпачковые гайки, сег- ментные шпонки	Основные операции автоматические Основные операции: холодная высадка, просечка, накатка или нарезание резьбы
227
Если по указанным факторам составить таблицу, разместив
по горизонтали четыре размерные группы деталей, а по верти-
кали — шесть классов деталей, то в такую классификационную
таблицу можно включить большинство деталей машин средне-
го размера.
Для отнесения любой детали машины к той или иной раз-
мерной группе необходимо установить определенные размерные
границы для каждой группы и класса, а для отнесения детали
к тому или иному классу необходимо знать принципиальный
процесс изготовления деталей этого класса и схематический
процесс обработки рассматриваемой детали.
Размеры детали определяются ее габаритами, поэтому гра-
ницей между отдельными размерными группами должны быть
габаритные размеры, а дополнительным признаком — вес
детали.
Под габаритами детали подразумевают три основных раз-
мера детали, обычно выражаемые ее длиной, шириной и высо-
той. При определении габаритных размеров можно не учиты-
вать местных резких выступов, составляющих незначительную
долю поверхности данной детали. Однако не для всех классов
деталей обязательны три габаритных размера. Например, для
деталей типа тел вращения достаточно только двух габаритных
размеров: внешнего диаметра и высоты или длины.
Детали разных классов, отнесенные к одной группе, также
не могут иметь одни и те же габаритные границы: детали каж-
дого класса и каждой группы будут имёть свои размерные гра-
ницы. Так, корпусные детали и валы, отнесенные к группе
«Крупные детали», должны иметь разные размерные границы.
Ширина и высота корпусной детали обычно меньше длины, од-
нако не в 5—10 раз как длина вала по отношению к его диа-
метру.
На основании исследования большого' количества конструк-
ций деталей машин среднего размера и технологических про-
цессов их изготовления составлена классификационная таблица
из четырех размерных групп и шести классов деталей, включаю-
щая 21 классификационную группу деталей (табл. 31). Общее
количество классификационных групп деталей равно 21, а не
24, так как крепежные детали входят только в одну размерную
группу — в группу «Мелкие детали».
Из четырех размерных групп таблицы следует выделить для
первых пяти классов первую группу «Крупные детали». Отли-
чительной особенностью технологического процесса этой груп-
пы деталей является установка и съем деталей со станков при
обработке и сборке с помощью подъемно-транспортных уст-
ройств, тогда как большинство деталей трех остальных групп не
требует их применения.
8*
228
1.	Корпусные детали
Корпусными деталями принято называть литые или сварные
детали коробчатого типа самой разнообразной формы, в кото-
рых размещают отдельные узлы и детали машины или меха-
низма.
Входя в состав почти всех машин и механизмов, корпусные
детали имеют значительный удельный вес в машинах как по
количеству деталей, так и по трудоемкости и себестоимости их
изготовления. Поэтому классификация и создание типовых тех-
нологических процессов изготовления корпусных деталей имеют
важное значение для машиностроения.
Для всех корпусных деталей характерны подобные техноло-
гические процессы их обработки и одинаковый тип оборудова-
ния. Особенностью технологии обработки всякой корпусной де-
тали является обработка основных и второстепенных плоскостей
и отверстий, сверление и нарезание резьбы мелких отверстий
в стенках корпусных деталей.
При обработке корпусных деталей предприятия разных от-
раслей машиностроения принимают различные установочные
базы. Однако наиболее надежными установочными базами при
обработке корпусных деталей следует считать плоскость, и два
точных отверстия, расположенных на этой плоскости. Являясь
неизменными на протяжении всего процесса обработки корпус-
ной детали, эти базы обеспечивают обработку поверхностей с
размерами высокой точности при применении на всех операци-
ях приспособлений простой однообразной конструкции.
Для обработки корпусных деталей наиболее распространен-
ными являются: 1) фрезерные, протяжные и плоскошлифоваль-
ные станки для обработки плоскостей, а при незначительном
выпуске — также строгальные станки; 2) станки токарного ти-
па и расточные для обработки больших отверстий и нешироких
торцов на них; 3) расточные и хонинговальные станки для по-
лучения основных точных отверстий и 4) разнообразные свер-
лильные станки для сверления мелких отверстий.
Изготовление корпусных деталей преимущественно из серо-
го и ковкого чугуна позволяет выбрать режущие инструменты
с одинаковыми углами рабочих поверхностей и применить оди-
наковые режимы резания для различных корпусных деталей.
Корпусные детали сварной конструкции имеют идентичный
процесс механической обработки, процесс же получения заго-
товки отличается от процесса получения литых заготовок.
Перечисленные общие признаки являются определяющими
при создании типовых технологических процессов обработки кор-
пусных деталей. Большое разнообразие формы корпусных де-
талей, несмотря на общее сходство технологии их изготовления,
требует дополнительной их группировки внутри класса. В этой
229
группе К (крупные детали) целесообразно выделить три типа
деталей: корпусные детали сложной формы, крышки и плиты.
Крышки, стойки, кронштейны и плиты — весьма распрост-
раненные типы корпусных деталей. Технологический процесс их
изготовления в целом идентичен процессу изготовления слож-
ных корпусных деталей, но более прост.
В машиностроении нередко встречаются корпусные детали
необычной формы, отличающиеся процессом обработки от типо-
вого. Для подобных деталей типовые технологические процес-
сы будут несколько отличаться от типовых процессов изготов-
ления обычных корпусных деталей. Процессы обработки таких
деталей следует строить по подобию процессов обработки близ-
ких по форме корпусных деталей.
К группе К отнесены крупные корпусные детали, требующие
крупногабаритных станков для обработки и подъемно-транс-
портных устройств для установки на станки. Наибольший габа-
ритный размер их Z > 700 мм при одном из двух прочих разме-
ров, b или Л, больше 0,3 Z.
Если габаритные размеры b и h будут меньше 0,3 I, то де-
таль будет иметь форму какого-то пустотелого бруса. Вес дета-
лей этой группы G должен быть не менее 40 кг. Указанные от-
ношения габаритных размеров к наибольшему размеру сохра-
няются для всех четырех групп корпусных деталей.
К группе С (средние) отнесены корпусные детали с габа-
ритными размерами Z = 7004-360 мм, 6=10-4-40 кг.
В группу Н (небольшие) включены корпусные детали с не-
большим размером 1= 1504-370 мм при 6 = 2-4-10 кг.
Наконец, к группе М (мелкие) отнесены корпусные детали
с габаритами Z< 150 мм, 6<2,0 кг.
Обработка корпусных деталей первых трех групп сводится
к следующей схеме: 1) обработка одной или двух плоско-
стей наибольшей протяженности с установкой детали
в приспособление без разметки по литейным базам; 2) об-
работка двух точных отверстий на обработанной базовой плоско-
сти; обработка двух отверстий иногда может быть совмещена
с обработкой базовой плоскости и других отверстий на этой
плоскости; 3) черновая и чистовая обработка прочих больших
плоскостей детали; 4) черновое и чистовое растачивание основ-
ных отверстий детали; 5) второстепенные операции — обработ-
ка небольших плоскостей, сверление, развертывание и нареза-
ние резьбы в мелких отверстиях; 6) гидроиспытание отливки;
7) доводочные операции основных плоскостей и отверстий.
2.	Круглые стержни
К круглым стержням отнесены все детали, характеризующие-
ся цилиндрической формой при длине, значительно превышаю-
щей основной диаметр детали,
230
В существующей классификации этот класс деталей назы-
вается «Валы». Однако подобный термин не охватывает всех
деталей этого класса, поскольку валами называют только вра-
щающиеся цилиндрические детали.
По форме и идентичности технологического процесса изго-
товления к этому классу относится ряд других деталей машин,
например штоки молотов, круглые гладкие и ступенчатые рас-
порные штанги, трубы, стойки, крупные стяжные болты и т. д.
Вот почему этот класс деталей более правильно называть
«Круглые стержни».
Во второй класс входят четыре типа деталей: 1) валы глад-
кие и ступенчатые; 2) валы пустотелые; 3) валы коленчатые,
кулачковые и эксцентриковые; 4) валы с фасонными поверхно-
стями.
Таким образом, ко второму классу отнесены также коленча-
тые, кулачковые и эксцентриковые валы, поскольку процессы
их изготовления идентичны. Смещение центров при обработке
шатунных шеек коленчатого вала или обточка кулачков и экс-
центриков распределительного вала не меняют основной схемы
технологического процесса деталей этого класса.
К классу «Круглые стержни» отнесены также крестовины
карданных валов. Крестовина — это два скрещенных вала. Хо-
тя очертание крестовины не вполне подходит к форме вала,
схема технологического процесса ее обработки тождественна
технологическому процессу вала с фасонной частью. Сначала
обтачивают одну пару шеек, затем вторую с поворотом детали
на 90°. Но поворот детали не характеризует технологического
процесса ее изготовления. Обработка плоскости и центрального
отверстия соответствует обработке фасонных поверхностей сло-
жных валов. 
К классу «Круглые стержни» отнесены также валы-шестер-
ни и валы, имеющие на конце или в середине фасонные части
^(см. табл. 31). В основе процесса изготовления этих деталей
лежит процесс обработки валов. Обработка зубьев за одну или
две операции является только незначительной частью техноло-
гического процесса. К специфическим же операциям относится
обработка фасонных поверхностей деталей типа вала, напри-
мер у тормозных кулаков, полуосей и др.
Типовые процессы изготовления деталей данных типов бу-
дут иметь некоторые отличительные особенности, которые дол-
жны найти отражение в различных вариантах процессов изго-
товления этих деталей. Для обработки отверстий пустотелых ва-
лов необходим ряд особых операций; при обработке шатунных
шеек коленчатых валов применяют ряд операций, выполняемых
со смещением центров; для обработки валов с фланцами, зуб-
чатыми венцами и фасонными поверхностями имеется ряд спе-
цифических операций.
231
К группе К отнесены валы с габаритными размерами
^>800 мм при d<0,5/ и весе G^> 10 кг. Соотношение между дли-
ной I и диаметром d, распространяется на все четыре
группы деталей этого класса.
К группе С отнесены детали длиной I = 8004-250 мм, весом
G = 3 4-10 кг.
В группу Н включены детали с габаритными размерами
/ = 250^-100 мм при'весе G = 3^-0,8 кг и, наконец, к четвертой
группе М отнесены детали с размерами /<100 мм прй весе
G<0,8 кг.
В отдельных случаях пустотелый или малого диаметра длин-
ный вал может не уложиться в размерные границы одной из
групп деталей. Такой вал следует отнести к той или иной груп-
пе по размерам станков, на которых он будет обрабатываться.
3.	Полые цилиндры
К этому классу отнесены детали, в основе конструкции ко-
торых лежат один или несколько концентрично расположенных
полых цилиндров при наружном очертании детали, не всегда
соответствующем цилиндру.
В существующей классификации деталей этот класс назван
«Втулки». Но понятие «втулка» присваивают детали, в которой
другая деталь либо вращается, либо через нее направляется. Оно
ограничивает этот класс деталей, а при расширенном толкова-
нии слова «втулка» делает этот класс деталей недостаточно оп-
ределенным. Поэтому в настоящей классификационной таблице
этому классу деталей дано более общее название.
К третьему классу отнесены как детали, близкие к правиль-
ной форме полого цилиндра, так и детали, представляющие со-
бой тела вращения со сложной наружной или внутренней фор-
мой, например барабаны, стаканы, поршни, ступицы колес, чаш-
ка сателлитов дифференциала и др. В основе конструкции этих
деталей лежат несколько концентрически расположенных полых
цилиндров.
Общей характеристикой деталей этого класса является соот-
ношение между внешним наибольшим диаметром цилиндра и
высотой детали h = (0,54-2,5) D, где D — внешний наибольший
диаметр цилиндра, a h — высота детали.
В этот класс входят четыре типа деталей: 1) про-
стой формы; 2) сложные с фасоцной наружной и внутренней
поверхностью; 3) тонкостенные детали; 4) мелкие фасонные.
К главным поверхностям, подлежащим обработке в этом
классе деталей, относятся наружные и внутренние цилиндриче-
ские поверхности и торцы.
Поскольку эти детали представляют собой тела вращения,
то черновая и чистовая механические обработки ведутся обычно
232
на станках токарного типа, а отделочные операции — на бес-
центрово- и внутришлифовальных станках. Иногда обточку и
расточку основных поверхностей выполняют вращающимся ин-
струментом при неподвижном креплении детали. Остальные об-
рабатываемые поверхности деталей этого класса составляют не-
значительную часть в технологическом процессе.
В типовые процессы обработки деталей, имеющих сложную
форму наружной поверхности, входят некоторые дополнитель-
ные операции для обработки этих поверхностей; типовые про-
цессы для тонкостенных деталей этого класса имеют ряд спе-
цифических операций, обусловленных тонкой стенкой детали.
К группе К отнесены детали с диаметром определяющего
цилиндра Z)>400 мм при h = (0,54-2,5)/) и весе 030 кг.
Соответственно в группу С включены детали с размерами
Z)=1504-4Q0 мм при весе 0 = 2^30 кг; в группу Н — детали,
у которых £9 = 70-^ 150 мм и вес 0 = 0,74-2,0 кг; в группу М —
детали с размером /)<70 мм при весе G<0,7 кг.
4.	Диски
Детали этого класса подразделяют на четыре типа: 1) про-
стые, к которым относятся шкивы, маховики, колеса, катки, тор-
мозные барабаны, диски и фланцы, корпуса муфт, диски турбин;
2) цилиндрические и конические шестерни; 3) кольца подшипни-
ков; 4) поршневые кольца различных двигателей.
Принципы базирования, виды обработки, схема технологи-
ческого процесса, тип станков для всех деталей этого класса
идентичны. В схемы типовых процессов обработки вследствие
специфичности конструкции различие вносит обработка зубьев
конических и цилиндрических шестерен, фасонных поверхностей
и конструкция поршневых колец.
Главными поверхностями обработки деталей этого класса
являются торцы и короткие цилиндрические наружные и внут-
ренние поверхности, обрабатываемые на различных станках то-
карного типа. Небольшие отверстия обрабатывают на сверлиль-
ных и протяжных станках. В шестернях к главным поверхностям
обработки будет относиться также поверхность зубьев. Отде-
лочные операции цилиндрических поверхностей выполняют на
шлифовальных, а отделку зубьев — в основном на шевинговаль-
ных станках. Второстепенные поверхности обрабатывают на
сверлильных, фрезерных и других станках, но эти операции не
определяют принципиальной схемы типовых процессов.
Отличительной особенностью деталей этого класса является
отношение наружного диаметра к высоте детали. Для класса
«Диски» принято, что й<0,5Д где D — наружный диаметр ди-
сков для каждой группы деталей.
233
В первую группу К включены детали с размером наружного
диаметра £>>400 мм при весе 030 кг. Ко второй группе С от-
несены детали с наружным диаметром £> = 2004-400 мм при ве-
се G = 304-6 кг. В третью группу Н включены детали с внешним
диаметром D= 100-^200 мм при G= 1,04-6,0 кг. И, наконец, к
четвертой группе М отнесены еще более мелкие детали с наруж-
ным диаметром £><100 мм при весе G< 1,0 кг.
5.	Некруглые стержни
К классу «Некруглые стержни» отнесены прямые и кривые
стержни, поперечное сечение которых не имеет круглой формы
и длина I более чем вдвое превышает размеры поперечного се-
чения b, h; для деталей этого класса установлено следующее со-
отношение между тремя габаритными размерами: b и Л<0,5/.
К этому классу деталей отнесены лонжероны, поперечины
рам, балки, шатуны кривошипных механизмов, рычаги всех ви-
дов, тормозные колодки и т. д.
Обрабатываемыми поверхностями подобных деталей обычно
являются площадки на концах стержня (стебля) и отверстия на
этих площадках. Кроме того, для ряда деталей необходима об-
работка стержня из-за невозможности получения этих разме-
ров при изготовлении заготовки. Для кривых рычагов, напри-
мер для тормозных колодок, одной из основных операций
является также обработка кривой поверхности.
Основными являются фрезерные и протяжные станки для
обработки торцов и сверлильные станки для получения отвер-
стий и цекования торцов.
Отделочные операции выполняют на расточных, протяжных и
хонинговальных станках.
Вследствие большого разнообразия конструктивных форм
детали этого класса разбиты на четыре типа: 1) балки простые
и коробчатые; 2) рычаги прямые; 3) рычаги кривые; 4) простые
бруски.
К группе К отнесены детали длиной />800 мм и весом
G>20 кг\ ко второй группе С — детали длиной / = 3004-800 мм
и весом G = 3,0-4-20 кг; к третьей группе Н — детали, имею-
щие длину / = 150 4- 300 мм и вес G = 1,0-4-3,0 кг, и к четвер-
той группе М — детали с / < 150 мм и G < 1,0 кг,
6.	Крепежные детали
Более 40% наименований деталей во всякой машине и ме-
ханизме составляют крепежные детали. К ним относятся болты,
гайки, шпильки, фасонные гайки, винты, сегментные шпонки и
фасонные мелкие детали, изготовляемые обычно из прутка или
8В Зак. 2446
234
бунтового материала. В связи с большим разнообразием кре-
пежных деталей необходима разработка рациональной типовой
технологии их изготовления.
Крепежные детали входят в группу М. Они имеют наруж-
ный диаметр d < 50 мм и длину I < 150 мм при весе G < 0,8 кг.
Технология изготовления более крупных крепежных деталей
будет более идентична технологии изготовления деталей клас-
са круглых стержней или полых цилиндров и дисков размер-
ных групп Н и М.
Материалом для изготовления крепежных деталей является
обычно круглый или фасонный пруток либо бунтовой материал
круглого сечения. Поэтому данные детали следует подразделить
на два типа, но не по внешней их форме, а по принципиально
разным процессам их изготовления из прутка или бунта.
Таким образом, классификационная табл. 31 охватывает
большинство деталей машин среднего размера, делит их на
шесть классов, четыре размерные группы и на 21 классифика-
ционное технологическое подразделение; внутри класса выде-
ляются типы деталей.
Около 30% деталей средних машин не охвачено данной клас-
сификационной таблицей. Необходимы ее дальнейшая разра-
ботка и уточнение.
Размерные границы, установленные для каждой группы и
класса деталей, дают возможность отнести к соответствующему
классу, группе и типу любую деталь машины и найти для этой
детали типовой процесс, по которому можно разработать кон-
кретный оптимальный технологический процесс ее изготовления.
Необходимо отметить, что установленные размерные и весо-
вые границы являются приближенными. Вполне возможны от-
дельные отступления от установленных границ как по габари-
там, так и по весу. Однако подобные отступления нисколько не
снижают значения классификационной таблицы как ориентира
при разработке типовых технологических схем и конкретных тех-
нологических процессов изготовления деталей.
Классификационная таблица позволяет создавать общие
схемы типовых технологических процессов для разных отраслей
машиностроения с последующим уточнением технологических
процессов для каждой отрасли машиностроения. В результате
появится возможность установить общие оптимальные процессы
обработки деталей и устранить исторически сложившееся разно-
образие в процессах изготовления сходных деталей различными
отраслями машиностроения. Естественно, что принципы построе-
ния технологических процессов должны быть едиными незави-
симо от того, в какой отрасли машиностроения их применяют.
Общие классификация и типизация технологических процес-
сов будут способствовать выработке единой теории и единой
методики комплексного построения технологических процессов.
235
Только комплексный метод изучения и построения технологиче-
ских процессов может обеспечить разработку и внедрение опти-
мальных технологических процессов в разнообразных условиях
производства.
§ 29. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТИПИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Необходимо различать конкретный и типовой процессы изго-
товления детали.
Под конкретным процессом изготовления детали подразу-
мевают действительный процесс изготовления, включающий
регламентацию операций обработки, способ установки и креп-
ления детали, характеристику оборудования, оснастки и инстру-
мента, станкоемкость и трудоемкость изготовления детали для
определенных производственных условий.
Под типовым процессом понимают общий схематический про-
цесс изготовления деталей одной классификационной группы,
включающий основные элементы конкретного процесса (бази-
рование, последовательность операций, типы оборудования, при-
ближенную трудоемкость для заданного выпуска изделий), по
которому можно составить конкретный технологический процесс
для определенной детали данной классификационной группы
и реальных производственных условий.
Для каждого класса и типа деталей можно составить только
схематический типовой процесс, так как разнообразие форм де-
талей и технических требований, предъявляемых к ним, делает
отличными один от другого конкретные технологические процес-
сы. В каждом конкретном процессе обработки деталей одного
класса имеются общие элементы процесса,.из которых и следует
составлять схематический типовой процесс изготовления деталей
данного класса.
Какие же общие элементы процесса имеются в каждом кон-
кретном процессе, из которых нужно составлять типовой тех-
нологический процесс?
1.	Единый способ получения заготовки. Заготовка для дета-
лей данной классификационной группы может быть изготовле-
на с большими или меньшими припусками на механическую об-
работку. При получении заготовок деталей свободной ковкой
или отливкой при ручной формовке, при изготовлении детали
из литой болванки или пруткового металла припуски на меха-
ническую обработку будут в несколько раз больше, чем у заго-
товок, полученных штамповкой в закрытых штампах, или у от-
ливок с машинной формовкой, отлитых в кокиль или прессфор-
му. Изготовление деталей из грубых заготовок с большими при-
пусками на обработку требует дополнительного оборудования и
выполнения многих дополнительных операций обработки. Тру-
8В*
236
доемкость механической обработки деталей из таких заготовок
увеличивается во много раз при значительном увеличении рас-
хода металла на одну деталь. Так, на предварительную меха-
ническую обработку заготовки поворотного кулака (рис. 85)
передней оси грузового автомобиля, полученной свободной ков-
кой, затрачивается дополнительно более 30 ч станочного вре-
мени. На поковку расходуется 36 кг металла, на штамповку
в закрытых штампах — 21 кг.
Типовыми процессами следует предусматривать единый спо-
соб получения заготовки. Этот способ должен быть наиболее
совершенным.
2.	Оборудование для деталей одной классификационной
группы должно быть идентичным по размерам и типам, кроме
оборудования для обработки фасонных поверхностей. Типы это-
го оборудования определяют формой фасонных поверхностей.
3.	Способ базирования и крепления для всех деталей данного
типового процесса должен быть аналогичным.
4.	Последовательность выполнения операций механической
обработки должна быть одинаковой для всех деталей, охваты-
ваемых типовым процессом их изготовления.
5.	Для выявления типовых элементов в конкретных процес-
сах изготовления деталей необходима разбивка всех операций
механической обработки на две группы. К первой отнесем основ-
ные, ко второй — второстепенные операции. Основные опера-
ции— это операции обработки главных поверхностей детали,
характеризующие и определяющие процесс ее изготовления.
Второстепенные операции — это операции обработки неответст-
венных поверхностей детали. Они не характеризуют и не опре-
деляют процесса ее изготовления.
6.	Типовой процесс должен учитывать величину выпуска де-
талей, так как последняя во многом предопределяет тип приме-
няемого оборудования и оснастки.
7.	Каждому типовому процессу должны соответствовать
станкоемкость и трудоемкость изготовления деталей определен-
ной классификационной группы как показатели для оценки
эффективности этого процесса.
Кроме типовых процессов, технолог должен располагать ме*
тодикой для составления конкретных процессов по типовым.
§ 30. ОСНОВНЫЕ И ВТОРОСТЕПЕННЫЕ ОПЕРАЦИИ
В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
В технологическом отношении всякая деталь имеет несколь-
ко основных поверхностей обработки, характеризующих ее тех-
нологический процесс, и ряд второстепенных поверхностей, не
характерных для данного типа деталей.
Рис. 85. Кулак поворотный:
а) — готовая деталь; б) — штампованная заготовка; в) — заготовка, полученная ковкой
238
Так, для шестерни (рис. 86) основными конструктивными раз-
мерами являются диаметр отверстия шестерни а, диаметр на-
чальной окружности ж, наружный диаметр обода шестерни б,
размеры зубьев, в отдельных случаях высота втулки к и шири-
на обода и. Второстепенное значение имеют размеры трех от-
верстий диаметром 8 мм, служащих для съема шестерни с ва-
ла; размеры отверстий с, сделанные для уменьшения веса ше-
стерни; размеры диаметров втулок д и о, и обода и и толщина
Рис. 86. Плоская шестерня
диска в. Размер д в указанной шестерне не может быть больше,
а размеры м и в не могут быть меньше определенных расчет-
ных значений, причем размеры в, д, м и с, являясь второстепен-
ными, могут быть получены при штамповке детали, а соответ-
ствующие поверхности остаться механически необработанными;
что касается трех отверстий диаметром 8 мм, то их можно вы-
полнять независимо от обработки основных поверхностей, так
как они не связаны с основными размерами шестерни. В самом
деле, сверление и нарезание резьбы в трех отверстиях не ока-
зывает никакого влияния на обработку основных поверхностей
шестерни.
Следовательно, основными нужно считать операции механи-
ческой обработки главных поверхностей детали, характеризую-
щие и определяющие типовой технологический процесс ее изго-
товления; второстепенными являются операции механической
239
обработки неответственных, незначительных поверхностей дета-
ли, не характеризующие и не определяющие типового техноло-
гического процесса ее изготовления.
На технологически подобные группы детали разделяют по
общности основных операций для данной группы и типа дета-
лей, имея в виду общепринятый, наиболее распространенный
технологический процесс изготовления такого типа деталей в по-
точном производстве.
Составление типовых технологических процессов по основ-
ным операциям обработки без учета второстепенных операций
позволяет упростить решение задачи, охватить типизацией боль-
шее число деталей и свести число типовых процессов
к минимуму.
Основные операции изготовления любой детали из индиви-
дуальной заготовки можно разделить на шесть групп, выпол-
няемых в определенной последовательности (табл. 32).
Таблица 32
Основные операции изготовления детали
Группа
операций
1
2
3
4
5
6
Содержание операций
Получение заготовки детали штамповкой, отливкой или отрез-
кой из прутка
Черновые (обдирочные) операции механической обработки
Чистовые операции механической обработки
Термическая обработка детали
Отделочные операции
Доводочные операции
К отделочным операциям относятся черновое и чистовое
шлифование, шевингование, тонкое растачивание, протягивание,
чистовое развертывание; к доводочным операциям — хонингова-
ние, притирка, доводка колеблющимися брусками (суперфи-
ниш), доводка притирочными пастами и др.
Не всякий технологический процесс при изготовлении дета-
лей из индивидуальных заготовок включает все шесть перечис-
ленных групп операций. В одних случаях отсутствует термиче-
ская обработка, в других — доводочные операции, в третьих —
отделочные операции и т. д. Однако во всех случаях порядок
обработки должен в целом соответствовать указанной схеме.
Второстепенные операции также могут быть черновыми и
чистовыми, но их, как правило, следует выполнять после вто-
рой и третьей групп основных операций.
Рассмотрим на примерах разбивку операций механической
обработки на основные и второстепенные.
240
1. Операции процесса обработки валов
В качестве примера разбивки технологического процесса
изготовления валов, в том числе коленчатых и кулачковых, на
основные и второстепенные операции возьмем ступенчатый вал,
изображенный на рис. 87.
Основные операции
К основным операциям относятся следующие:
1.	Изготовление штамповки вала или отрезка заготовки из
штанги (прутка).
2.	Подрезание торцов и центрование вала (поверхности 1
и 23). Для. коленчатых валов возможно совмещение этих опе-
раций с фрезерованием площадок для углового фиксирования
вала.
3.	Черновое и чистовое обтачивание шеек и подрезание тор-
цов и уступов одной стороны вала по одной или по несколько
шеек одновременно (поверхности I, 3, 4, 6, 8, 10, 11, 12 и 13).
Для удлиненных валов (/>8 4-10d) добавляют обработку
средней шейки под люнет и правку вала.
4.	Черновое и чистовое обтачивание шеек и подрезание тор-
цов и уступов второй стороны вала по одной или по несколько
шеек одновременно (поверхности 13—15, 17—21 и 23). Для
удлиненных валов повторно обрабатывают среднюю шейку под
люнет, а также правят вал.
5.	Для разных валов, кроме того, применяют сверление и
растачивание отверстий; нарезание зубьев, шлицев и другие опе-
рации (поверхности 4, 7а, 19а и 21а).
6.	Термическая обработка части или всего вала.
7.	Черновое и чистовое шлифование шеек, торцов, уступов,
конусов, отверстий первой половины вала по одной или по не-
скольким поверхностям одновременно (поверхности 3, 8, 11,
13 и 13а).
8.	Черновое и чистовое шлифование шеек, торцов, уступов,
конусов, отверстий второй стороны вала по одной или по не-
скольким поверхностям одновременно (поверхности 15 и 17).
9.	Балансировка вала.
10.	Доводка поверхностей основных шеек вала полирова-
нием или колеблющимися брусками (суперфиниш).
Для обработки вала, изображенного на рис. 87, доводочные
операции не нужны.
Второстепенные операции
Второстепенными для валов будут следующие операции,
выполняемые перед отделочными операциями и перед их тер-
мической обработкой (поверхности 2, 5, 9, 16, 22 и 24) \
L Сверление мелких отверстий (поверхность 24) t
г-г
Рис. 87. Ступенчатый шестипазовый вал
2M27*1,5ft
242
2.	Снятие фасок на торцах и в отверстиях (поверхности 2,
7, 22 и 24).
3.	Исправление центров (поверхности 1 и 23).
4.	Нарезание резьбы в отверстиях или на шейках вала (по-
верхности 4 и 21).
5.	Фрезерование или шлифование лысок (поверхность 5).
6.	Фрезерование шпоночных канавок (поверхность 16).
7.	Мойка валов и другие операции.
Второстепенные операции выполняют после третьей и чет-
вертой групп основных операций, а в термически обработан-
ном вале — после седьмой и восьмой групп операций.
Для небольших валов, вытачиваемых из прутка, технологи-
ческий процесс обработки будет совершенно иным. Вал можно
обтачивать на одношпиндельном или многошпиндельном авто-
мате с выполнением или без выполнения сверления и фрезеро-
вания, а при малом выпуске — на универсальном токарном
станке. При небольшом выпуске деталей вторую сторону вала
можно обрабатывать либо на револьверном, либо на универ-
сальном токарном станке.
.Станки для намеченного процесса изготовления валов мо-
гут быть разнообразными, но порядок, характер и разделение
операций останутся неизменными.
2. Операции процесса изготовления корпусной детали
Типичной для обработки средних и крупных корпусных де-
талей, например для детали, изображенной на рис. 88, будет
следующая схема технологического процесса.
Основные операции
Для корпусной детали основными будут следующие
операции:
1.	Изготовление литой заготовки из серого ковкого чугуна,
стали или цветного литья при станочной формовке по металли-
ческим моделям.
2.	Чистовая и черновая обработка одной базовой или одно-
временно с ней нескольких основных плоскостей (поверх-
ность 3) в приспособлении с установкой по черновым, прове-
ренным в отливке базам (поверхности Л1)2, з)-
3.	Сверление и развертывание на обработанной базовой пло-
скости двух установочных отверстий отдельно или одновремен-
но со сверлением других отверстий (поверхности 22, 23 и 28).
Иногда возможно совмещение фрезерования базовой плоскости
и установочных отверстий на одном станке — комбайне.
4.	Черновая и чистовая обработка прочих основных плоско-
стей (поверхности 1, 2, 8—//),
Рис. 88. Эскиз корпусной детали с обозначением основных и второстепенных поверхностей:
А1г 2> 3 = черновые базы на 1-й операции; Бг, 2, з — черновые базы на 2-й операции; 3, 23 — посто-
янные базы
244
5.	Черновое и получистовое растачивание или зенкерование
основных отверстий корпусной детали последовательно или
одновременно (поверхности 4—7, 12, 13, 27 и др.).
6.	Шлифование одной или нескольких плоскостей (поверх-
ность 1).
7.	Гидравлическое испытание детали.
8.	Чистовая обработка и доводка основных отверстий детали
(поверхности 6, 14, 15 и др.).
Второстепенные операции
Второстепенными операциями для корпусной детали будут:
1.	Фрезерование, цекование или протягивание небольших
площадок (поверхности 16, 17, 26 и др.).
2.	Сверление небольших крепежных отверстий со всех сто-
рон корпусной детали по очереди или одновременно, с двух и
трех сторон (поверхности 19—21, 24, 25, 28, 29 и др.)
3.	Цекование торцов небольших отверстий и снятие фасок
на отверстиях (фаски на поверхности 4 и др.).
4.	Нарезание резьбы в мелких отверстиях (поверхности
18—21, 24, 28, 30 и др.).
5.	Запрессовка втулок, заглушек и выполнение других мел-
ких операций (поверхности 14 и 15).
Второстепенные операции выполняют после 4-й и 5-й групп
операций. Корпусные детали, как и валы, можно обрабатывать
на самых разнообразных станках, но последовательность опе-
раций должна соответствовать схеме технологического процес-
са, приведенной выше.
Плоскости крупных корпусных деталей в серийном и поточ-
ном производствах обрабатывают на крупных фрезерных, про-
тяжных карусельных и плоскошлифовальных станках. Строгаль-
ные станки в поточном производстве из-за малой производи-
тельности не применяют.
Разные типы станков используют также для обработки мел-
ких отверстий крупных и мелких корпусных деталей. Для круп-
ных корпусных деталей применяют простые, радиально-свер-
лильные и агрегатные станки, а также прямоточные автомати-
ческие линии; для средних, небольших и мелких корпусных де-
талей— сверлильные и многопозиционные малоагрегатные
станки карусельного и барабанного типов, с вращающимся
столом или барабаном, с расположением самодействующих
силовых головок по окружности стола или барабана.
§ 31.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ЛЕЖАЩИЕ В ОСНОВЕ ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
При разработке типового и конкретного технологических про-
цессов для поточно-автоматизированного производства необхо-
димо соблюдать следующие положения:	т ' "
245
1.	Деталь следует изготовлять из заготовки с минимальны-
ми припусками на обработку.
2.	Первые операции — одна или две — являются операция-
ми для получения без разметки постоянных установочных баз
(называемых базовыми операциями), служащих для установки
детали в приспособлении при выполнении всех последующих
операций обработки.
3.	Правильно разработанный технологический процесс дол-
жен основываться на постоянных неизменных установочных ба-
зах при выполнении всех последующих (за базовыми) опера-
ций обработки. Неизменные базы обеспечивают высокую точ-
ность обработки взаимосвязанных поверхностей и позволяют
применять однообразные унифицированные зажимные приспо-
собления на всех операциях обработки.
4.	Основное количество металла заготовки должно быть
снято при механической обработке на нескольких последующих
(за базовыми) операциях обработки главных поверхностей де-
тали. Максимальный съем металла на первых операциях выявит
деформацию отдельных поверхностей детали, которая будет
устранена при последующей чистовой обработке этих поверхно-
стей; это исключит деформации и искажение размеров при вы-
полнении отделочных и доводочных операций.
5.	Источником деформации может быть также нагрев дета-
ли в процессе ее обработки на станке. В этом случае отделоч-
ные и доводочные операции следует выполнять на детали, остыв-
шей до нормальной температуры.
6.	Второстепенные операции нужно выполнять после черно-
вой и чистовой обработки основных поверхностей. Даже незна-
чительный съем металла при выполнении второстепенных опе-
раций может вызвать деформацию отдельных поверхностей.
Искажения отдельных размеров будут устранены доводочными
и отделочными операциями.
7.	Величина деформации детали имеет существенное значе-
ние, особенно при обработке недостаточно жестких деталей и
деталей с высокоточными размерами отдельных поверхностей
(в пределах 2,5—20 мкм). При механической обработке жест-
ких деталей и деталей с допусками в пределах 100—200 мкм
деформацию можно не учитывать.
8.	Более эффективным всегда будет процесс, предусматри-
вающий концентрацию операций, т. е. одновременную обработ-
ку на одном станке возможно большего количества поверхно-
стей детали одним сложным или многими инструментами^
246
§ 32	ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ МИНИМАЛЬНО
НЕОБХОДИМОГО И ОПТИМАЛЬНОГО ВЫПУСКА ДЕТАЛЕЙ
Классификация, объединяющая в двадцать одну технологи-
ческую группу большое количество деталей машин различных
конструктивных форм и размеров, является основой типизации
технологических процессов.
Создание типовой технологии для характерных деталей каж-
дой из 21 классификационных групп дает возможность охватить
небольшим количеством технологических процессов большое
количество деталей различных размеров и форм.
Основная цель типизации технологических процессов в ма-
шиностроении состоит в сокращении большого их разнообразия,
в обеспечении проектирования этих процессов по единым научно
обоснованным принципам в пределах границ, установленных ти-
повыми схемами, в оказании помощи технологу при разработке
наиболее эффективных технологических процессов в любых про-
изводственных условиях.
Типизация технологических процессов в то же время будет
способствовать правильному развитию типовых конструкций
автоматизированных специальных станков, сокращению количе-
ства их типов, правильному развитию конструирования специ-
альной автоматизированной оснастки, подъемно-транспортных
устройств и средств автоматизации технологических процессов.
Конечной целью всякого технологического процесса является
изготовление детали (изделия) по чертежу с минимальной за-
тратой труда и средств, поэтому в основу его построения кла-
дется эффективность процесса и трудоемкость изготовления де-
тали с минимальной себестоимостью.
Нельзя считать удовлетворительной методику построения ти-
повых технологических процессов, которая включает только спи-
сок операций и примерный перечень оборудования с общей
оценкой процесса «экономически выгодно» или «экономически
невыгодно». По такому «маршрутному» процессу можно созда-
вать варианты процесса различной эффективности, не зная при
этом, какой из них будет оптимальным в данных производствен-
ных условиях. Описанная методика только приближенно ука-
зывает технологу путь создания конкретного процесса данной
детали. Пользуясь этой методикой, можно построить как эф-
фективный, так и малоэффективный технологический процесс,
так как технолог не имеет объективного критерия оценки эф-
фективности процесса.
Подсчет себестоимости и трудоемкости изготовления детали
указывает на преимущество того или иного варианта, но не по-
могает технологу строить оптимальный процесс и быть уверен-
ным, что разработанный им процесс является наивыгоднейшим
в данных условиях.
247
В настоящее время конкретный технологический процесс из-
готовления детали обычно создают и оценивают по уровню раз-
вития техники и нормативным данным одного предприятия, не
всегда лучшего. Такая оценка не является объективной.
В технологии машиностроения должна быть методика по-
строения технологических процессов, при помощи которой тех-
нолог сможет давать объективную оценку любому действующе-
му технологическому процессу и безошибочно создавать опти-
мальные технологические процессы.
Методика должна обеспечивать объективность анализа и
оценки эффективности действующих процессов, выявления их
положительных и отрицательных сторон и создания оптималь-
ных процессов.
Поскольку основной целью всякого процесса является изго-
товление детали с минимальной трудоемкостью и себестоимо-
стью, возникает вопрос об установлении максимума и миниму-
ма этих величин для обработки любой детали, об умении соз-
давать наиболее совершенные (оптимальные) технологические
процессы для разных производственных условий.
Создание оптимальных типовых технологических процессов
для 21 группы деталей, приведенных в табл. 31, позволит уста-
новить приближенные границы эффективности для различных
выпусков. Используя эти процессы, можно путем сравнения при-
ближенно определить границы минимальной и максимальной
трудоемкости и себестоимости изготовления любых деталей
машин.
Максимальная и минимальная трудоемкость и себестои-
мость изготовления деталей по оптимальным типовым процес-
сам будут служить ориентиром при разработке технологических
процессов для разных деталей* и различных производственных
условий.
Технико-экономические границы, установленные для типовых
деталей, будут объективными критериями для оценки процессов
обработки подобных деталей. При оптимальных типовых про-
цессах с такими границами трудоемкости нельзя, например,
считать, что снижение трудоемкости изготовления катка крано-
вой тележки с 5 до 2 ч является крупным техническим дости-
жением, поскольку трудоемкость изготовления этого катка
можно снизить до 12—15 мин.
Типовые оптимальные технологические процессы для
21 классификационной группы деталей, охватывающие боль-
шинство деталей средних машин, позволят объективно оценивать
эффективность любых действующих процессов.
На основе оптимальных типовых процессов может быть соз-
дана новая методика определения пропускной способности уча-
стков, цехов, заводов.
248
В настоящее время пропускную способность участка или
цеха определяют по трудоемкости, достигнутой предприятием,
с некоторым ее сокращением на будущее время. Директивное
снижение трудоемкости основано на систематическом, из года
в год повторяющемся усовершенствовании технологии без уче-
та степени эффективности действующего технологического про-
цесса. Типовые технологические процессы позволят сравнивать
действующие процессы с оптимальными, видеть разницу в них
и определять действительную пропускную способность участка,
цеха и завода.
Разработку типовых оптимальных технологических процес-
сов с определением трудоемкости и себестоимости каждого из
них необходимо распространить также на заготовительные цехи:
кузнечные, литейные, листоштамповочные и др. Главной зада-
чей в разработке типовых технологических процессов является
создание оптимальных технологических процессов для основ-
ных классификационных групп деталей при серийном и мас-
совом их изготовлении, при минимальном и оптимальном
выпуске.
Для каждого типа деталей необходимо создать минимум два
типовых процесса — простейший и высокоэффективный. Вместе
с тем желательно создать один промежуточный вариант. В на-
стоящей работе единичное производство не охватывается типо-
выми процессами, так как изготовление деталей в нем обычно
ведется без строго установленного технологического процесса.
Однако принципы построения оптимальных процессов можно
использовать и в единичном производстве.
Под простейшим процессом понимают технологический про-
цесс изготовления детали только на универсальном оборудова-
нии, с применением универсальной оснастки. Он целесообразен
только при небольшом выпуске деталей.
Под высокоэффективным процессом понимают технологиче-
ский процесс изготовления детали на высокопроизводительном
автоматизированном и специальном оборудовании как изготов-
ляющемся в настоящее время, так и подлежащем изготовлению
в ближайшем будущем. Высокоэффективный процесс осна-
щают быстродействующими автоматизированными зажимными
и контрольными приспособлениями, эффективными подъем-
но-транспортными устройствами и межоперационным транс-
портом.
Промежуточный процесс создают для среднего выпуска
деталей с применением среднего по эффективности обору-
дования.
Особенностью рассматриваемой методики является опреде-
ление трудоемкости и станкоемкости изготовления детали для
каждого типового процесса, для минимально необходимого и
оптимального выпуска деталей, а для некоторых групп дета-
249
лей — также и для промежуточного процесса. Запись трудоем-
кости в этих процессах позволяет построить диаграммы трудо-
емкостей изготовления типовой детали в зависимости от вели-
чины выпуска, по которой можно приближенно определить
оптимальную трудоемкость данной детали для заданного выпу-
ска без разработки процесса ее изготовления. Это весьма важ-
но для технолога, разрабатывающего новые процессы изготов-
ления деталей машин. Поскольку трудоемкость изготовления
детали в поточном и автоматизированном производствах зави-
сит также от расстановки оборудования в поточной линии, от
подъемно-транспортных устройств и межоперационного транс-
порта, для каждого типового процесса разрабатывают плани-
ровку оборудования с обозначением межоперационных подъем-
но-транспортных устройств и расстановкой рабочих.
ГЛАВА VII
ОПТИМАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ДЛЯ
ПОТОЧНО-АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Одним из основных условий, определяющих оптимальный
типовой технологический процесс изготовления детали, являет-
ся способ получения заготовки детали.
Заготовку, так же как и механическую обработку детали,
можно выполнять многими способами, с различной себестоимо-
стью и трудоемкостью. Поскольку общая себестоимость детали
складывается из себестоимости самой заготовки* и себестоимо-
сти ее обработки, необходимо процесс изготовления детали
рассматривать комплексно, включая процесс получения заготов-
ки и ее обработку. При нарушении этого условия может полу-
читься, что при незначительной себестоимости механической об-
работки общая себестоимость изготовления деталей окажется
высокой вследствие большой себестоимости заготовки, и, на-
оборот, при незначительной себестоимости заготовки трудоем-
кость ее обработки может быть настолько высокой, что общая
себестоимость изготовления детали окажется резко завышен-
ной. Поэтому нельзя отделять способ получения заготовки от ее
механической обработки, тем более что главным направлением
в развитии поточно-автоматизированного производства являет-
ся встраивание в линии механической обработки всех операций
изготовления детали, включая и получение заготовки.
Таким образом, из многих возможных способов получения
заготовки необходимо выбрать оптимальный процесс для за-
данных условий производства, обеспечивающий минимальную
себестоимость изготовления детали, складывающуюся из себе-
стоимости заготовки и себестоимости ее обработки.
В нашу задачу не входит рассмотрение штамповки, отливки,
сварки и других процессов, изучаемых в специальных разделах
технологии машиностроения. Мы будем оценивать различные
способы получения заготовок, излагать методы, позволяющие
выбрать наилучший из них для определенных условий про-
изводства.
§ 33.	КОВКА И ШТАМПОВКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ
1. Сравнение процессов ковки и штамповки
Рациональный выбор метода получения заготовки позволяет
иногда значительно снизить трудоемкость и себестоимость
детали.
Сравним показатели изготовления детали—поворотного ку-
лака передней оси грузового автомобиля (см. рис. 85, а, б ив) —
при ковке и штамповке.
251
Чистый вес поворотного кулака — 12,5 кг. На поковку расхо-
дуется 36 кг металла, на штамповку — 21 кг. Поковка весит
36 кг, штампованная заготовка— 17 кг.
Трудоемкость изготовления данной поковки в 5 раз больше
трудоемкости изготовления штампованной заготовки. Бригада
из двух кузнецов изготовляет на молоте свободной t ковки за
смену 15—20 кованых заготовок, а бригада из семи человек,
работая на двух штамповочных молотах и двух прессах (ковоч-
ном и обрезном), штампует 300—350 кулаков за смену.
Трудоемкость поковки
~	2 x 420 ло
Тп = 20— = м'ин^
а трудоемкость штамповки
~	7 X 420 о л
Ли= ---ОКА-- = 8,4ж//я,
оэи	*
т. е. в данном случае Тп = 5,0 Тш.
Станкоемкость (машиноемкость) одной поковки
т 420 О1
Гс< п= 20 =21 мин.
Станкоемкость штамповки
~	4 х 420 л о
Тс ш = —бйй— = 4,8 мин,
с-ш 350
или в 4,4 раза меньше. Другими словами, один штамповочный
молот выполняет работу, которую в состоянии выполнить толь-
ко четыре молота свободной ковки. В других случаях произ-
водительность штамповочных молотов в десятки раз больше
производительности молотов свободной ковки.
Необходимо также иметь в виду, что штамповочное обору-
дование является универсальным, пригодным для штамповки
различных изделий одной размерной группы и что стоимость
ковочного и штамповочного молотов одинаковой мощности при-
мерно одинакова.
Одним из самых дорогих является кузнечное оборудование.
С учетом затрат на монтаж и фундамент амортизация, отнесен-
ная к 1 ч работы трехтонного молота, составляет примерно
£ = 0,0834- -0,083-z-^0000.. =0,58 руб.,
Г ’ oUZ
где А — стоимость молота с монтажом., руб.;
F — годовой фонд времени его работы (в две смены), ч.
Сравнивая ковку со штамповкой, исходя из фактического
выпуска, можно сказать, что полезная работа ковочного молота
в смену составляет всего 42 мин (10%), остальные 378 мин
(90%) используются непроизводительно.
252
Условия механической обработки заготовок, полученных при
свободной ковке и штамповке, в корне различны. Так, трудоем-
кость механической обработки поковки поворотного кулака, вы-
полняемой по разметке и на универсальном оборудовании, со-
ставляет 64,5 ч, а штампованной заготовки в поточной линии —
лишь 60 мин, т. е. в 64,5 раза меньше.
Поэтому и с технической, и с экономической точек зрения
изготовление деталей из поковок не может быть оправдано.
Даже в условиях мелкосерийного производства целесообразно
широко применять штамповку вместо свободной ковки, так как
затраты на изготовление штампов окупаются экономией, полу-
чаемой от замены кованой заготовки штампованной, даже при
небольшом выпуске деталей.
«
2. Определение минимального выпуска, целесообразного
для штамповки заготовок в закрытых штампах
Для практики необходимо создать простой способ опре-
деления минимально необходимого выпуска деталей, экономи-
чески оправдывающего перевод поковок на штамповку. Мини-
мально необходимый выпуск можно определить, используя фор-
мулу эффективности технологического процесса (см. гл. V).
Себестоимость заготовки детали С можно выразить следую-
щей формулой:
C3 = /W + [(a + p)s+^7' + -g- + //,	(54)
где М — стоимость металла на одну заготовку, руб.;
a — коэффициент, учитывающий начисления на заработную
плату; a =1,15;
Р — общие накладные расходы, выраженные в долях за-
работной платы штамповщиков;
s — средняя минутная заработная плата штамповщиков,
руб.;
к — минутная стоимость эксплуатации кузнечного обору-
дования, руб.;
Г — трудоемкость одной штамповки, мин*,
О —стоимость штампов или кузнечного инструмента, руб.;
В — общий выпуск, на который распределяется стоимость
штампов;
Н — себестоимость прочих операций в кузнечном цехе,
руб.
Можно считать, что ковку целесообразно заменить штампов-
кой уже при одинаковой себестоимости того и другого процес-
са, так как загрузка оборудования кузнечного и механического
цехов, как было показано на примере поворотного кулака, бу-
дет значительно меньше при изготовлении и обработке штампо-
ванных заготовок.
253
Обозначив себестоимость детали, изготовляемой из поковки,
через Сп и детали, изготовляемой из штампованной заготовки,—
через Сш и приравняв их между собой,"получим
Сп = Сш = Жп+ [(а + P)s + кп] Тп+ + нп+ Сы =
=	+ [(а + ₽) 5 + кш] Тш +	(54a)
Здесь См — дополнительная (по сравнению с обработкой штам-
пованной детали) стоимость механической обработки детали,
изготовляемой из кованой заготовки.
Решив уравнение (54а) относительно В, найдем минимально
необходимый выпуск Вш, целесообразный для штамповки заго-
товок в закрытых штампах:
Р _______________________
ш Мп -	+ s (а + ₽) (Гп - Гш) + кпТп-кшТш + Нп - Нш + С/
При решении уравнения (54) минутная заработная плата
и общая доля накладных расходов 0 были приняты одинаковы*
ми для обоих процессов.
Уравнение (55) можно несколько упростить. Вследствие не-
значительной стоимости ковочного инструмента величиной Оп
можно пренебречь. Стоимость эксплуатации оборудования кп
и кш можно принять одинаковой для ковочного и штамповочно-
го молотов одной и той же мощности. Себестоимость прочих
операций Яп и Нш (термическая обработка, очистка и т. д.)
также можно принять неизменной для обоих процессов.
После внесения этих поправок уравнение (55) будет иметь
более простой вид:
Вш“ Мп-Мш+ [(« + ?)* + к} (,Та-Тш) + Сы ’	<55а)
т. е. минимально необходимый выпуск, целесообразный для
штамповки заготовки в закрытых штампах, равняется частно-
му от деления стоимости штампов на сумму экономии, получен-
ной при изготовлении заготовки за счет уменьшения трудоемко-
сти штамповки и механической обработки и меньшего расхода
металла на заготовку.
Дополнительная стоимость механической обработки См опре-
деляется из уравнения
См = (а+Рм)5м(Г2-Л),
где Т2—1\ — разность между трудоемкостью механической
обработки поковки и штамповки в одинаковых
производственных условиях,
—- минутная заработная плата станочника, руб.;
0М — доля накладных расходов механического цеха.
254
Пользуясь формулой (55), определим минимально необходи-
мый выпуск, целесообразный для перевода на штамповку пово-
ротного кулака передней оси автомобиля (см. рис. 85, а). Для
штамповки этой детали необходимо изготовить четыре штампа
различной трудоемкости и стоимости (табл. 33).
Таблица 33
Стоимость комплекта штампов для изготовления поворотного кулака
(рис. 85, а)
Наименование штампов	Тип оборудования	Вес штампа, кг	Трудоем- кость , ч	Стоимость, руб.	
				ме- талла	штам- пов
Предварительный	Молот 3 m		1490	по	670	783
Окончательный	Молот 3 m		1700	190	765	948
Ковочно-подса-	Ковочный пресс 2000 m . . •	1100	275	495	779
дочный Обрезной	Обрезной пресс 200 ш . . . .	400	70	100	163
	Итого . . .	4690	645	2030	2673
Указанные в табл. 33 ковочные штампы можно возобнов-
лять 3 раза, т. е. на штамповку одной партии кулаков будет из-
расходована Уз металла ковочных штампов. Поэтому стоимость
последних, приходящаяся на одну партию поворотных кулаков,
будет
Ош = 2673 -	(2030-100) = 1387 руб.
Обрезной штамп не возобновляется, поэтому его стоимость
включается полностью.
Накладные расходы кузнечного цеха (без амортизации, без
стоимости штампов, топлива и энергии) будут составлять при-
мерно 440% (см. табл. 21), т. е. рк = 4,4. Стоимость эксплуата-
ции трехтонного молота в течение 1 мин равна примерно
к = 0,01 руб. Средняя минутная заработная плата кузнеца и
станочников принята равной sK = sM = 0,01 руб. Накладные рас-
ходы механического цеха рм = 2,5.
Дополнительная трудоемкость механической обработки по-
ковки Т2—Ti определится из условия обработки небольшой
партии штамповок BIS1 в таком же простейшем технологическом
процессе, в каком изготовляется партия поковок.
При этом условии трудоемкость механической обработки
штампованной заготовки Т\ возрастает примерно до 1\ = 34,5 ч.
255
Подставив в формулу (55а) соответствующие числовые, зна-
чения, определим минимальный выпуск
в ______________________________________________________=,
Ш -Мп— Мш + [(“ + Рк) «к +	(7п—Тш) + (а + рм) (7\ — 7\) SM
_	1387
(36 — 21)0,08 + [(1,1 + 4,4)0,01 + 0,01] (42,0—8,4) +
,	I387	I387	91
+(1 +2,5)0,01 (64,5 — 34,5)60 ~ 66,4 ~~21 ШТ’
Оказывается, что при изготовлении партии поворотных кула-
ков (21 шт.) экономически оправдывается изготовление четырех
крупных штампов стоимостью 2673 руб. с затратой на их изго-
товление около 2 т дорогой штамповой стали (см. табл. 33): •
G == 4690 -	4290 = 1830 кг.
О
Расход штамповой стали покрывается экономией металла,
расходуемого на штамповку кулаков при изготовлении 122 де-
талей,
D G	1830	. оо
Вш =---------=	—57- = 122 шт.,
- gn — gm 36 — 21
где gn и gm — вес металла, расходуемого на одну поковку и
штампованную заготовку. Числовые значения приведенных рас-
четов являются фактическими данными одного передового пред-
приятия. Отклонения числовых значений от расчета для любого
машиностроительного завода не могут превышать 20—25%, что
вполне достаточно для предварительных расчетов.
Выводы, вытекающие из приведенного анализа, показывают,
во-первых, что усовершенствование механической обработки без
рационального способа получения заготовки всегда будет мало-
эффективным; во-вторых, что на современном уровне развития
технологии способ получения заготовки и механическая обра-
ботка детали неотделимы друг от друга и что оптимальный про-
цесс изготовления детали может быть создан только при комп-
лексной его разработке, включая способ получения заготовки.
Конечно, штамповка является радикальным улучшением про-
цесса ковки. Однако сам процесс штамповки на молотах нуж-
дается в дальнейшем усовершенствовании с целью снижения
веса заготовки и уменьшения припусков на механическую обра-
ботку за счет более точного формования фигуры детали.
От формы и веса поковки до веса и формы самой совершен-
ной штамповочной детали может быть несколько промежуточ-
ных вариантов.
Для объективной технологической характеристики заготовки
необходим критерий. Подобным- критерием (кроме оценки пра-
вильности геометрических размеров и свойств металла) являет-
256
ся отношение веса металла, снимаемого при механической об-
работке заготовки, к чистому весу детали, т. е.
р./ g* --^2
g2 ’
где g\ — вес заготовки, g% — чистый вес детали.
Для рациональной заготовки характерна предельно малая
величина g'.
Типизация технологических процессов позволяет установить
весовые пределы для заготовок деталей всех классификацион-
ных групп.
3. Прогрессивные методы штамповки заготовок
Как известно, штамповка на молотах в настоящее время уже
не является самой' рациональной. Более прогрессивным мето-
дом получения заготовок следует признать штамповку на штам-
повочных прессах, а некоторые заготовки получают методом
холодного выдавливания. Они позволяют уменьшить расход ме-
талла, снизить вес .заготовок дополнительно на 12—15% против
штамповки на молоте и соответственно сократить время на Ме-
ханическую обработку детали.
Увеличенные припуски на молотовых штамповках объяс-
няются тем, что при ударах падающих частей молота требуются
увеличенные зазоры в направляющих, порождающие перекосы
верхней части штампа относительно нижней. Толщина штам-
пуемой детали зависит от количества и силы ударов молота, для
разных деталей в партии она неодинакова. При ударном спосо-
бе работы требуются высокопрочные дорогие ковочные штампы.
На штамповочном прессе детали штампуются бесшумно при
точном направлении и плавном опускании штампующих частей
пресса на строго определенную высоту. Вследствие этого при
штамповке на прессах отсутствуют перекосы; форма и размеры
всех деталей в партии оказываются одинаковыми, поэтому мож-
•но назначать минимальные припуски на механическую
обработку.
Бесшумная спокойная работа пресса, выполнение операции
штамповки за один-два хода пресса обеспечивают в среднем
в 1,5 раза больший съем деталей в смГену по сравнению со
штамповочным молотом. Безударная работа штамповочных
прессов обеспечивает значительно большую стойкость штампов,
позволяет изготовлять составные штампы с меньшим расходом
легированной жаростойкой стали, меньшей стоимости. Необхо-
димо также отметить, что для ковочных прессов не требуется
громоздких фундаментов и расхода пара. Если расход пара на
тонну поковок составляет примерно 12 руб., то стоимость элек-
троэнергии на 1 т штампованных заготовок не превышает обыч-
но 2—2,5 руб.
257
Из описанного выше вытекает необходимость широкого внед-
рения в производство штамповочных прессов, обеспечивающих
получение штамповочных деталей с минимальными припусками,
радикальное улучшение условий работы в кузнице, увеличение
пропускной способности кузнечного и механического оборудо-
вания и уменьшение трудоемкости изготовления деталей.
Механическая обработка штампованных заготовок без раз-
метки требует строгого соблюдения размеров заготовки, в част-
ности размеров, служащих базами при установке детали в при-
способлениях, отсутствия каких бы то ни было искривлений в де-
тали и обеспечения хорошей обрабатываемости металла.
Нарушение условий обрабатываемости металла приводит
к браку деталей, поломке инструментов, оснащения и станков
и затрудняет нормальную работу поточно-автоматизированной
линии, значительно уменьшая ее пропускную способность.
Установочные размеры в заготовке, согласованные с техно-
логическим процессом механической обработки детали, необхо-
димы для правильной установки детали в приспособление без
разметки. Они должны выполняться в пределах, заданных тех-
ническими условиями, строго соблюдаться и проверяться
в заготовке.
Заготовки деталей, штампованные на молотах, могут иметь
завышенные размеры поперечных сечений вследствие неодина-
ковых объемов штампуемого металла и его конечной тем-
пературы.
Увеличенные, неравномерно расположенные по сечению при-
пуски на механическую обработку вызывают перегрузку и виб-
рацию инструмента и рабочих частей станка и могут быть при-
чиной их поломки, особенно если металл заготовки плохо об-
рабатывается.
Обрабатываемость металла зависит от его структуры, т. е.
от термической обработки заготовки. Большая вязкость мало-
углеродистых сталей вызывает повышенное налипание металла
на режущие части инструмента и поломку инструмента или
станка. Увеличенные припуски на обработку в сочетании с по-
вышенной.твердостью металла вследствие его неправильной тер-
мической обработки перегружают станок и инструмент, вызы-
вая его поломку или необходимость перестройки станка на
меньшие режимы резания.
Искривления штамповочных деталей при увеличенных при-
пусках на обработку оказывают такое же отрицательное дейст-
вие на работу станка и инструмента и, кроме того, порождают
брак вследствие одностороннего расположения припусков на ме-
ханическую обработку.
Весьма опасными для работы станков и инструментов яв-
ляются пороки металла в штампованных заготовках: скрытые
трещины, рыхлоты, включения. Не выявленные своевременно,
9 Зак. 2446
258
они ускоряют разрушение станков и их оснащения. Одна такая
заготовка может быть причиной серьезной поломки станка или
инструмента. Только стандартное качество штампованных заго-
товок обеспечивает нормальную работу поточно-автоматизиро-
ванной линии. Современное штамповочное и термическое обо-
рудование позволяет получать стабильные размеры и кондици-
онное качество штампованных заготовок
Рис. 89. Штамповка шестерен:
а) — выполненная на паровоздушном молоте; б) — на ковочном прессе
Учитывая сказанное, необходимо устанавливать и строго со-
блюдать технические условия на штампованные заготовки де-
талей. Перед отправкой на механическую обработку все штам-
повки должны быть проверены как по геометрии и внешнему
виду, так и по качеству металла. Для такой проверки изготов-
ляют обычно специальные приспособления и шаблоны.
Рекомендуемые припуски на штампованные заготовки будут
указаны в типовых технологических процессах различных дета-
лей (см. гл. XI). Для примера на рис. 89 и 90 показаны при-
пуски на механическую обработку: на заготовке шестерни, от-
штампованной на молоте и на штамповочном прессе (рис. 89),
и на заготовке большой шестерни, отштампованной на молоте
(рис. 90)«
Рис. 90. Штамповка большой цилиндрической шестерни, выполнен-
ная на молоте
259
Очевидно, заготовка шестерни с ковочного пресса имеет
значительно меньшие припуски на механическую обработку: по
наружному диаметру — на 1,7 мм, по высоте венца — на 2 мм,
по высоте втулки — на 1 мм, по диаметру отверстия — на Змм.
Штамповочные уклоны уменьшены с 7 до 3°. Минимальные при-
пуски на обработку штампованной заготовки шестерни (см.
рис. 90) составляют по наружному диаметру 1,5 мм, по высо-
те— 2 мм на сторону.
Общепринятый в настоящее время нагрев заготовок в камер-
ных и пламенных печах порождает окалину, вдавливаемую в за-
готовку при штамповке, что вызывает необходимость увеличе-
ния припусков на обработку и ухудшает качество штамповки.
Он обусловливает необходимость очистки окалины в специаль-
ных дробеметных пескоструйных или травильных установках.
Нагрев, штамповку и очистку заготовки разделяют на три от-
дельные операции, что затрудняет применение поточного мето-
да работы в кузнице.
Индукционный электронагрев заготовки устраняет эти не-
достатки и позволяет создать принципиально новое высокопро-
изводительное автоматическое кузнечное оборудование.
Во-первых, приспособление для индукционного нагрева заго-
товки имеет небольшой вес и габариты, поэтому может быть
встроено в штамповочный пресс или расположено непосредствен-
но у молота; во-вторых, индукционный электронагрев обеспе-
чивает прогрев заготовки в течение нескольких секунд, поэтому
заготовка детали остается чистой, не успевая покрыться окали-
ной; в-третьих, индукционный электронагрев позволяет объеди-
нить в одном рабочем цикле машины и нагрев и штамповку,
создавая условия для полной автоматизации нагрева и
штамповки.
Уже работают штамповочные автоматы по указанному
принципу.
Прообразом такого штамповочного автомата является штам-
повочный пресс для высадки головки толкателя, показанный на
рис. 91.
В высадочный пресс встроена высокочастотная установка,
состоящая из трансформатора, конденсаторной батареи и ин-
дуктора; автоматизированы нагрев и подача заготовок под
штамповку. Нагрев осуществляется током с частотой 2500 гц,
напряжением 600 в при потребляемой мощности 100—120 кет.
Схема действия автомата следующая. Цилиндрические заго-
товки диаметром 16,45—0,i мм, длиной 87—88 мм накладывают
в бункер 1, из которого они попадают в наклонный лоток 2,
ширина которого на 1,5—2 мм больше длины заготовок. В ниж-
ней части лотка расположен пазообразный высокочастотный
индуктор 3, нагревающий заготовку на длине 35 мм в течение
6 сек.
9*	<
260
Пройдя лоток, заготовки попадают на горизонтальную приз-
му 15. Ползун 12 пресса с помощью тяг 7 и траверсы 9 пере-
двигает выталкиватель 13 и упор 10. В начале возвратного хода
ползуна выталкиватель передвигает по призме 15 находящуюся
Рис. 91. Высадочный пресс, совмещающий в рабочем цикле электро-
• нагрев и штамповку:
1 — бункер; 2 — лоток; 3 — высокочастотный индуктор; 4 — губки пере-
ключающего механизма; 5 — захватывающее устройство; 6 — матрица; 7 —
тяги; 8 — понижающий трансформатор; 9 — траверса; 10 — упор-выталки-
ватель; 11 — пуансоны; 12 — ползун; 13 — выталкиватель; 14 — передающие
захваты; 15 — горизонтальная призма; 16 — втулка; а) — толкатель клапана;
б) — заготовка толкателя до высадки; в) — заготовка толкателя после
высадки
в ее задней части заготовку и доводит ее до захватывающего
устройства 5. Копир, сидящий на валу кривошипа пресса, при-
водит в движение захватывающее устройство. При дальнейшем
ходе ползуна назад устройство своими губками 4 захватывает
заготовку за среднюю часть и в начале хода ползуна 12 вперед
ставит ее против матрицы 6.
Ползун с помощью пуансона 11 сначала задвигает заготовку
в матрицу 6 до упора 10, а затем высаживает головку. При
261
обратном движении ползуна 12 упор 10 выталкивает отштампо-
ванную деталь, которая сваливается в отводной лоток.
Вторая матрица, пуансон, захватывающее устройство и вы-
талкиватель предусмотрены для срезания облоя с заготовки.
Пресс может давать 40 заготовок в минуту. Вес заготовки
Рис. 92. Двусторонняя горизонтальная двухпозиционная ко-
вочная машина, совмещающая электронагрев заготовки и
штамповку:
I — подающее вертикально замкнутое устройство; 2, 3 — пневма-
тические цилиндры; 4 — обрезное устройство; 5 — ящик для го-
товых деталей
детали снижается с 561 до 150 г. Пресс обеспечивает высадку
z головки диаметром 36 мм и толщиной 4,5 мм из стержня диа-
метром 16,45 мм за один удар пресса. Холодная высадка этой
детали из стали 15Х на трехударном прессе оказалась невоз-
можной из-за малой толщины головки при большом ее диамет-
ре. Один такой пресс заменяет восемь четырехшпиндельных
автоматов, сокращая механическую обработку детали до ми-
нимума.
По аналогичному принципу соединения в одном рабочем
цикле нагрева и штамповки детали необходимо строить гори-
зонтальные ковочные машины и штамповочные прессы. Это
повысит производительность ковочных машин в несколько раз
и улучшит качество заготовок.
Подобная горизонтальная двусторонняя ковочная машина
показана на рис. 92. Нагретые заготовки подаются вертикально
замкнутым конвейером 1 из высокочастотного нагревательного
262
устройства на вторую и третью позиции штамповки, затем —
на обрезное устройство 4. Отштампованная деталь по желобу
скатывается в ящик 5. Цикл машины полностью автоматизиро-
ван; производительность ее — около 50 штамповок в минуту.
Основное преимущество машины двустороннего действия
заключается в уменьшении общей деформации заготовки и рас-
хода мощности на штамповку примерно на 23%. Важна также
полная автоматизация процесса и быстрота его, что обеспечи-
вает получение штамповок без окисления.
Недостатком кузнечного производства (в том числе кузницы
массового автомобильного и тракторного производств) являет-
ся непоточный метод его работы. В кузницах процесс получения
штампованной заготовки разделен на четыре отдельных этапа:
1) рубку в заготовительном отделении; 2) штамповку в штампо-
вочном отделении (нагрев, штамповка, обрезка облоя); 3) тер-
мическую обработку в термическом отделении; 4) очистку и
правку заготовок в очистном отделении.
Выполнение каждого этапа в особом отделении вынуждает
изготовлять заготовки деталей партиями и партиями же пере-
давать полуфабрикаты из одного отделения в другое. Вследст-
вие этого значительная часть площадей кузницы постоянно
занята стеллажами с деталями разной стадии изготовления.
У молотов и прессов стоят стеллажи с заготовками металла
и неотобранными штамповками; в термическом отделении —
стеллажи с деталями для термической обработки и отправки
в очистное отделение; в очистном — стеллажи со штамповками,
предназначенными для очистки, чеканки и правки, и проверен-
ными заготовками для отправки на склад или в механические
цехи (см. рис. 10 и 93).
Теоретически длительность производственного цикла изго-
товления штампованной заготовки  в кузнице составляет при-
мерно Тк = 205 мин. Она состоит из рубки заготовок на прес-
сах-ножницах (1,0 мин), нагрева заготовки (в среднем 40 мин),
штамповки заготовки и обрезки облоя (не более 4 мин), терми-
ческой обработки заготовки (120 мин), очистки и правки заго-
товки (в среднем 40 мин).
При поточном методе работы фактический цикл получения
заготовки увеличился бы по сравнению с расчетным примерно
в 3—4 раза, т. е. составил бы около 10—13 ч. Между тем факти-
ческий цикл изготовления штампованных заготовок в кузнице
массового производства в настоящее время составляет 3—
5 дней, достигая при двухсменной работе иногда и значительно
большего срока.
Существенным недостатком общепринятого кузнечного про-
цесса является двукратный нагрев заготовок: первый — при
штамповке, второй — при термической обработке, после остыва-
ния отштампованной заготовки. Поточный метод работы позво-
263
лил бы неостывшую штамповку подавать в рядом расположен-
ный агрегат 4 для термической обработки (рис. 94), где деталь
только подогревалась бы до нужной температуры. Это снизило
бы себестоимость изготовления штамповки, учитывая, что затра-
ты на топливо в кузнечных цехах составляют до 180—200% от
механик
цеха
Тяжелые молоты
Заготови-
тельное
отделение
Термическое
отделение
Проезд
Ковочные машины
Склад
Средние и
П р о е эд
Заготови-
тельное
Правильно -
очистное
отделение
Правильное
отделение
неволим ие молоты
отделение
Рис. 93. Схема планировки оборудования кузнечного цеха
основной заработной платы. Одновременно отпала бы необходи-
мость укладывать детали в специальную тару и отвозить в тер-
мическое отделение.
В последние годы в кузнечный процесс внедряют термиче-
скую обработку в соляных ваннах, которая позволяет соединить
штамповку и термическую обработку в один поточный цикл.
При скоростном электронагреве и термической обработке в со-
ляных электрических ваннах детали получаются чистыми, ис-
ключается необходимость очистки от окалины, т. е. появляется
возможность создать поточный метод работы в кузнице и пол-
ностью автоматизировать кузнечный процесс. Планировка обо-
рудования в кузнице в этом случае должна соответствовать
рис. 94. Подобная планировка, к сожалению, еще полностью не
осуществлена ни в одном кузнечном цехе, но отдельные элемен-
ты этой схемы успешно внедрены. Необходимо широко приме-
нять поточные методы работы в кузнечных цехах наших
заводов.
264
Важным техническим фактором является возможность вклю-
чения электрических штамповочных автоматов в поточные
линии механической обработки, т. е. объединения штамповки
и механической обработки в единый процесс изготовления дета-
ли. Электрический высадочный автомат для толкателя (см.
рис. 91) уже включен в поточную линию детали. Этим подт-
верждается возможность объединения кузнечного и механиче-
ского процессов, так как для электрических штамповочных
Проход
На склад заготовки
Ыипти miriiwifT ' ill.,” _Z—tesfeaabl
Рис. 94. Схема планировки оборудования кузнечной поточной
линии:
1 — ящик для заготовок; 2 — механический ковочный пресс с
встроенным электронагревом заготовки; 3 — обрезной пресс; 4 —
агрегат термической обработки (соляные ванны); 5 — подвесной
конвейер
автоматов отпадает необходимость в сложном паровом, печном,
нефтяном и вентиляционном хозяйстве, присущем современной
кузнице.
Горизонтальная двусторонняя ковочная машина по циклу
работы, по габаритам и внешнему виду приближается к совре-
менным металлорежущим автоматам: как и станки, она питает-
ся электротоком, сжатым воздухом; для охлаждения ее индук-
тора применяют воду. Новые горизонтальные двусторонние ко-
вочные машины такого типа для небольших ь средних деталей
можно устанавливать в невысоких помещениях механосбороч-
ных цехов. Включение кузнечных операций в поточные линии
механической обработки полностью исключает элементы серий-
ности с присущими этому методу недостатками (см. рис. 114).
Конструкции штамповочных прессов и машин в ближайшие
годы должны развиваться именно в этом направлении. Любые
мероприятия для ускорения создания штамповочных машин
с индукционным нагревом будут экономически огГравданы, так
как они способствуют подъему технологии машиностроения на
высшую ступень.
265
§ 34.	ОТЛИВКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ
1.	Сравнение методов ручной и машинной формовки
Для поточного производства приемлемы только машинные
способы получения отливок: машинная формовка, отливка в
кокиль и отливка в прессформы под давлением, а для некото-
рых типов деталей — также центробежная отливка. Трудоем-
кость машинной формовки в десятки раз меньше ручной.
Ручная формовка по деревянным моделям при малой про-
изводительности дает отливки худшего качества с большим
колебанием размеров, вследствие чего они мало пригодны для
обработки в приспособлениях и должны обрабатываться по раз-
метке. Помимо большой трудоемкости, процесс разметки значи-
тельно увеличивает длительность станочных операций. Установ-
ка детали на станок по разметке в десятки раз увеличивает
операционное вспомогательное время, в несколько раз — дли-
тельность операции и значительно снижает пропускную способ-
ность станков. Поэтому при поточном методе работы разметку
применять недопустимо.
Повышенное колебание размеров в отливках ручной формов-
ки вызывает необходимость (во избежание появления черноты
на обрабатываемых поверхностях) увеличить вдвое-втрое при-
пуски на механическую обработку. Увеличенные же припуски
повышают трудоемкость механической обработки детали.
Так, бригада из восьми рабочих при машинной формовке
блоков цилиндров (сложные тонкостенные отливки с 58 стерж-
нями, вес 154 кг) за смену подготавливает для заливки 250—
300 опок. Бригада же из четырех рабочих при ручной формовке
способна заформовать и выдать для заливки 10—12 таких же
опок, т. е. трудоемкость получения заготовок при машинной
формовке Тм в 12,5 раз меньше трудоемкости рунной фор-
мовки Тр:
~	8 х 420	< < п
3Q0	И,2 мин.
Т9= 4x420 ^140 жни.
Поэтому даже при небольшом серийном выпуске отливку
деталей следует выполнять механизированным способом, тем
более, что технологическое оборудование литейного цеха уни-
версальное, легко переналаживаемое для отливки различных,
близких по габаритам деталей.
Оборудование для землеприготовления и для формовки,
сушки и транспортирования стержней, формовочные машины,
транспортные и литейные конвейеры, плавильные и очистные
средства являются также универсальными, т. е. пригодными для
самых разнообразных по форме деталей одинаковых размеров.
9В оак. 2446
266
Переналадку разного литейного оборудования на выпуск
других подобных деталей широко применяют даже в литейных
цехах при массовом выпуске отливок
При отливке заготовок специальной является только модель-»
ная оснастка, необходимая как для ручного, так и для машин^
ного способа формовки.
Стоимость деревянного комплекса модельной оснастки для
ручной формовки шестицилиндрового блока двигателя состав-
ляет примерно 1000 руб. Стоимость деревянного комплекса мо-
делей для машинной формовки несколько выше—примерно
1800 руб. Стоимость формовочных станков, работающих на
принципе встряхивания и прессования, колеблется от 1000 до
3000 руб.
Производственные издержки на механизированное приготов-
ление земли, изготовление и сушку стержней, механизирован-
ную заливку форм и очистку отливок в десятки раз меньше
издержек на аналогичные, но немеханизированные работы.
2.	Определение минимального выпуска, целесообразного
для применения машинной формовки
Сопоставление показателей ручной и машинной формовки
свидетельствует о преимуществах машинной формовки для
выпуска даже весьма небольшой партии отливок. С этой целью
сравним ручную и машинную формовку шестицилиндрового
блока.
По формуле (55) определим минимально необходимый вы*
пуск блоков,, экономически оправдывающий машинную фор-
мовку:
d _________________________________________________ ^556^
Мр-Мм + (а -Н₽)5(Гр-Гм)4-^рГр-^Гм-//м + //р + См- 7
По сравнению с формулой (55) в формуле (556) заменены
индексы: п (поковка) — на р (ручная формовка), ш, (штамповка)—
на м (машинная формовка).
В формулу (556) внесем следующие упрощения: разностью
стоимости металла в обоих вариантах можно пренебречь, т. е.
принять ТИр = 7ИМ; издержки на эксплуатацию оборудования
при ручной формовке /ср Гр отсутствуют и поэтому подлежат
исключению; затраты на прочие литейные операции //р и Нм
можно полагать неизменными для обоих процессов, т. е.
Внося указанные изменения в уравнение (556), получим
в = _________21Z.?.P_________,	(56)
“ (а + ₽)« (Гр-Т№)-км7’м + См	'
267
Отдельные величины, входящие в уравнение (56), будут
иметь следующие значения. Дополнительная стоимость модель-
ной оснастки для машинной формовки Ом — Ор = 1800 — 1000=
= 800 руб.
Общие накладные расходы для обычных и механизированных
цехов (без стоимости эксплуатации оборудования) можно при-
нять одинаковыми для обоих вариантов: рр =	= 4,0.
Превышение трудоемкости ручной формовки против машин-
ной будет
Гр — Гм = 140 — 11,2 = 128,8 мин.
Амортизация формовочного станка, приходящаяся на одну
отливку,
~	0,083-1000-11,2 п
= 0,083 у- Т,,= ... - у--й 60	= 0,04 руб.
Минутную стоимость заработной платы формовщика примем
5ф = 0,01 руб.
Дополнительная стоимость механической обработки См бло-
ка цилиндров ручной формовки будет состоять из стоимости
разметки продолжительностью примерно 60 мин и равняться
См = (1,0 + 2,5)0,01-60 = 2,1 руб.
При указанных данных величина минимального выпуска,
целесообразного для ведения машинной формовки блоков,
составит
о _	1800 — 1000	8(1$ _ □□
(1,1 4- 4,0)0,01.128,8 — 0,04 + 2,1	8,6 “
Время на переналадку формовочных станков не учтено, так
как для обоих вариантов отливки требуется значительное время
для доводки моделей, во много раз превышающее время на
переналадку станков. При выпуске нескольких партий отливок
потребуется неоднократная переналадка формовочных станков,
но при партии в 100 деталей время наладки, отнесенное к од-
ной детали, будет составлять около 1 —1,5 мин, т. е. оно не
повлияет на полученный вывод.
Таким образом, выпуск 100—120 деталей оказывается до-
статочным для их формовки машинным способом, т. е. с техно-
логической и экономической точек зрения применение машин-
ной формовки целесообразно уже при выпуске нескольких сот
деталей в год.
Только для некоторых случаев единичного производства
можно считать приемлемой отливку деталей, заформованных
вручную. В серийном и массовом производствах целесообразны
лишь высокопроизводительные механизированные процессы.
9В*
268
3.	Наиболее эффективные методы отливки заготовок деталей
Все литейные процессы в современных литейных цехах
строят по поточному принципу. Их механизируют и автоматизи-
руют на 75—80%, включая приготовление земли, формовку и
сушку стержней, формовку деталей и сборку форм, заливку
форм и выбивку опок, очистку, окраску и транспортирование
отливок на механическую обработку.
Типичным примером такой литейной является двухэтажный
литейный цех серого чугуна, показанный на рис. 95. Двухэтаж-
ное расположение литейного цеха наилучшим образом обеспе-
чивает компактную планировку сложных поточных литейных
Рис. 95. Схема компоновки поточных линий второго этажа литейного
цеха серого чугуна:
I — обрубное отделение; II — склад земель; III — стержневое отделение;
IV — выбивное отделение; V — формовочное отделение; VI — заливочное
отделение; VII — ваграночное отделение; VIII — шихтовой двор; 1 — под-
весной конвейер для передачи отливок в механический цех; 2 — внутрен-
ний подвесной конвейер; 3 — подвесные полочные конвейеры для пере-
дачи стержней; 4 — формовочные конвейеры
процессов. На первом этаже указанной литейной размещены
землеприготовление, сушильные средства и склад отливок.
На втором этаже находятся поточные конвейерные линии фор-
мовки деталей и поточные линии изготовления стержней, ваг-
ранки и плавильные электрические печи с заливочными пло-
щадками, площадки для выбивки опок и очистное отделение с
поточными линиями для очистки крупных и средних отливок.
Конвейеризированные и механизированные поточные линии осна-
щены самым высокопроизводительным оборудованием.
За каждым формовочным конвейером закреплено до 20 наи-
менований деталей. Детали подобраны с учетом их размерности,
имеются отдельные конвейеры для крупных, средних, неболь-
ших и мелких деталей. По аналогичному принципу построены
поточные линии для изготовления стержней. Отделение очистки
269
литья оснащено высокопроизводительными автоматически дей-
ствующими дробеметными камерами. Крупное литье очищают
на поточных линиях, включающих высокоэффективные приспо-
собления для проверки отливок и станки для обработки устано-
вочных баз.
Точность и качество отливок, полученных на механизирован-
ных поточных линиях, весьма высокие. Например, колебание
наружного диаметра отливок тормозных барабанов (рис. 96) не
превышает 1 мм, а колебание толщины стенки выдерживают в
Рис. 96. Тормозной барабан
Рис. 97. Перекос детали при установке
на незачищенные базы
пределах 0,5 мм. Припуски на механическую обработку обес-
печивают минимальные: припуск на обработку внутреннего
цилиндра указанного барабана составляет лишь 2 мм на сторо-
ну при диаметре 416 мм. Механическая обработка барабана
с такими припусками возможна только при точной установке
детали в приспособлении и при обработке с одной установки
внутренней цилиндрической поверхности барабана и торцов,
например на шестишпиндельном токарно-карусельном полуав-
томате.
Отливка в кокиль позволяет получать детали с более высо-
кой точностью, чем машинная формовка с отливкой в землю.
Но отливка в кокиль возможна для металлов с температурой
плавления до 1000°, т. е. главным образом для цветных — алю-
миниевых, магниевых и других сплавов. Отливка чугунных
деталей в постоянные металлические формы затруднена из-за
высокой температуры расплавленного чугуна (свыше 1400°),
быстро разъедающего и выводящего из строя постоянную фор-
му — кокиль.
279
Обязательным условием для механической обработки
деталей, отливаемых в землю и в кокиль, является наличие
у них проверенных базовых поверхностей, по которым деталь
устанавливают в приспособлении на первых двух операциях
механической обработки, т. е. до образования чистовых техно-
логических баз. Неровная шероховатая поверхность отливки
в землю, мелкие выступы на базовой плоскости или в базовых
отверстиях могут затруднить правильную установку детали
в приспособлении и привести к браку детали, обусловленному
смещением обрабатываемых поверхностей.
Так, например, если за базовую поверхность при фрезерова-
нии бобышек с блока цилиндров (рис. 97, а) принять нижнюю
плоскость детали, то при литом заусенце tsh = 1,2 мм смещение
верхней бобышки с будет
*	по
b -= —б— = 2,6 мм
•при Н = 400 мм и Bi = 185 мм.
Подобное смещение может уменьшить толщину стенки ци-
линдров блока на 2,6 мм и тем самым привести к браку детали.
Для предотвращения брака детали в обработке необходимо,
во-первых, тщательно зачищать в отливке базовые места, во-вто-
рых, базировать деталь по полуотверстию d и отверстию е, как
показано на рис. 97, .6. В этом случае смещение
~2- = 0,6 мм.
При размещении заусенцев Ыг только снизу или с разных
сторон смещение детали будет составлять не более 0,6 мм.
Искажения размеров отливки возможны также от неодина-
ковых условий остывания различных частей отливки. Так, в го-
ловке блока цилиндров, показанной на рис. 98, при остывании
768
Рис. 98. Деформированная отливка головки блока цилиндров
271
нижняя плоскость искривляется, причем кривизна доходит до
1,5 — 2 мм. При последующем фрезеровании нижней плоскости
колебания глубины камер сгорания доходят до величины ис-
кривления головки. Глубина средних камер изменится незна-
чительно, глубина крайних — до величины искривления плоско-
сти (Дй = 1,5 — 2,0 мм), что совершенно недопустимо по усло-
виям работы двигателя внутреннего сгорания. Объемы камеры
сжатия в крайних цилиндрах будут уменьшены на 15,7 см3, так
как при d = 10 см
Л т у Td2^h 1 ГТ г? о
ДУ	= 15?7 сл/3,
т. е. условия сгорания рабочей смеси в крайних и средних ци-
линдрах будут различны.
Степень искривления головки зависит от ее конструкции и
технологии отливки. Для ликвидации искривления отливки мо-
дель искривляют в обратном направлении. Возможны также
нарушения геометрии отливок от неправильно собранной фор-
мы, от ошибочно проставленных стержней, от неправильного
спаривания верхней и нижней опок и т. д. Поэтому базовые
поверхности отливки необходимо тщательно проверять в спе-
циальных приспособлениях либо шаблонами. Отступления в
базах следует исправлять, зачищая неровные поверхности.
Отливки из ковкого чугуна, искажаемые при отжиге, обязатель-
но правят в специальных штампах.’
Для отливок из серого и ковкого чугуна существенное значе-
ние имеет, качество металла. Отбел серого и неотжиг ковкого
чугуна являются причинами высокой твердости и необрабаты-
ваемое™ таких деталей. Механически обрабатывают только от-
ливки с проверенной твердостью и проверенными установочны-
ми базами. Это обязательное условие должно соблюдаться как
в поточном, так и в непоточном производстве.
Все шире применяют отливку черных и цветных металлов
в корковые формы. В корковые формы отливают детали весом
до 100 кг из серого, ковкого и сверхпрочного чугуна, из стали,
алюминиевых и медных сплавов. Отливка в корковые формы
обеспечивает изготовление чугунных и стальных отливок с тол-
щиной стенок 3—5 мм\ заготовки получаются высокого качест-
ва с точностью 0,2—0,4 мм на размер 100 мм. Структура чугун-
ной отливки плотная, мелкозернистая, твердостью НВ 240.
Поверхность отливок получается чистая, без включений, рако-
вин и трещин; контуры и рельеф детали весьма четкие. Несмот-
ря на повышенную твердость, отливки характеризуются хоро-
шей обрабатываемостью. Высокая точность и чистая поверх-
ность отливок позволяют отказаться от механической обработ-
ки многих поверхностей и заменить черновую обработку шли*
фованием.	- - - .
272
Корковые формы — это прочные тонкостенные формы (тол-
щина стенки 5—8 мм), состоящие из смеси 92-95% кварцевого
песка зернистостью 100—150 меш и порошкообразной терморе-
активной смолы 5—8% (фенолоформальдегидные смолы типа
бакелита и др.). Процесс изготовления корковых форм, будучи
простым высокопроизводителен и удобен для автоматизации.
Рис. 99. Шестипозиционный полуавтомат для изготовле-
ния корковых форм
Корковая форма, имеет прочность на разрыв 1,6—2,5 Мн/м2
(16 — 25 кГ/см2) и может быть залита немедленно или через
любое время (корковые формы могут сохраняться в течение
длительного времени). Для изготовления корковых форм, кроме
однопозиционных установок, применяют высокопроизводитель-
ные многопозиционные полуавтоматы, обеспечивающие изго-
товление до нескольких сот форм (размером 500 X 700 мм
в плане) в час (рис. 09).
Способ отливки в корковые формы сокращает потребление
земли в 10 раз, повышает производительность труда в 10—
15 раз, значительно улучшает условия труда в литейном цехе,
упрощает литейные процессы. Этот способ особенно выгоден
для крупносерийного и массового выпуска деталей. Несмотря
на высокую стоимость термореактивных смол, отливка в корко-
вые формы все шире применяется в машиностроении. Начина-
ют также широко применять быстротвердеющие смеси: с жид-
ким стеклом, бетонные и др.
273
Литье под давлением в прессформы обеспечивает изготовле-
ние отливок с точностью отдельных размеров в пределах 0,02—
0,04 мм и поэтому позволяет сократить механическую обработку
на 80—90%. В заготовке, отлитой в прессформы под давлением,
обычно только сверлят малые глубокие отверстия, нарезают
резьбу в отверстиях и выполняют доводочные операции точных
отверстий и плоскостей.
Отливка под давлением в металлические прессформы воз-
можна лишь для металлов с температурой плавления до 1000°,
т. 'е. для цинковых, алюминиевых, магниевых и медных сплавов
Рис. 100. Две конструкции карбюратора:
а) — из серого чугуна; б) — из цинкового сплава
(латуни и бронзы). В настоящее время это предельно допусти-
мая температура, при которой сохраняется стойкость прессформ,
изготовляемых из жаростойких сплавов.
Кроме высокой себестоимости, качество отливок из цветных
сплавов, отлитых в землю, значительно хуже качества деталей,
отлитых в кокиль или в прессформу под давлением. Детали, от-
литые в земляные формы, имеют рыхлоты, раковины; прочность
подобных отливок значительно меньше прочности деталей, отли-
тых в кокиль или в прессформу. Детали, отлитые в кокиль или
в прессформу, имеют четкие контуры, чистую внешнюю поверх-
ность.
В настоящее время строят машины для отливки под давле-
нием в прессформы корпусных деталей из алюминиевых и маг-
ниевых сплавов весом до 45 кг. Это позволяет получать слож-
ные алюминиевые детали для автомобильных двигателей, гидро-
трансформаторов и другие почти без механической обработки.
На обработку подобной детали из обычной отливки даже на
специальных станках затрачивают многие часы станочного вре-
мени. При отливке под давлением механическая обработка
сокращается на 80—90%.
На рис. 100 приведен пример отливки деталей из чугуна в
земляную форму при машинной формовке и из цинкового спла-
274
ва— в прессформу под давлением.* Оба процесса должны обес-
печивать выпуск более 300 деталей в сутки. Эти детали обраба-
тывают примерно на одинаковом оборудовании с одинаковой
оснасткой.
В чугунной отливке (рис. 100,а) обрабатывают сопрягаемые
плоскости и все отверстия. Трудоемкость механической обработ-
ки чугунной детали составляет 26,8 мин. В отливке из цинкового
сплава (рис. 100,6) плоскости только зачищают на абразивном
диске, отверстия диаметром более 5 мм развертывают. Пол-
ностью обрабатывают мелкие отверстия: сверлят и нарезают
в них резьбу. Трудоемкость механической обработки детали
(рис. 100,6) составляет 10,7 мин, или в 2х/г раза меньше чу^
гунной.
Минимальный выпуск, экономически выгодный для перевода
деталей на отливку под давлением, так же как для случаев
штамповки и механизированной формовки, весьма невелик и
обычно не превышает 250—300 деталей.
По характеру рабочего процесса, по габаритам, по конструк-
ции и действию отдельных механизмов, а также по производи-
тельности современные машины для литья под давлением ничем
не отличаются от сложных металлорежущих станков, поэтому
без всяких затруднений их можно встраивать в поточные линии
механической обработки.
Литейные машины питаются расплавленным металлом из
электроплавильных печей, устанавливаемых рядом с ними.
Электроплавильные печи цилиндрического типа строят диамет-
ром около 1000—1200 мм при такой же высоте; их можно уста-
навливать в помещениях механических цехов рядом с метал-
лорежущими станками, не выделяя в изолированные по-
мещения.
Операции очистки литья сводятся к обрубке литников в
штампах на небольших кривошипных прессах, которые также
без особых затруднений можнсьвстраивать в поточные линии ме-
ханической обработки.
К сожалению, несмотря на все преимущества создания
комплексных поточных линий, возможности установки машин
и прочего оборудования для литья под давлением в линиях
механической обработки используют пока недостаточно. Влия-
ние старой традиции вынесения литейных процессов в отдель-
ные помещения сказывается и на современном проектировании
технологических процессов. Обычно литье под давлением выде-
ляют в особый участок литейного цеха. Между тем обособление
участков литья под давлением нарушает непрерывность процес-
са изготовления деталей, придавая ему свойственные непоточ-
ному производству недостатки — удорожание стоимости изго-
товления и резкое увеличение продолжительности производст-
венного цикла.
275
Включение литья под давлением в механические поточные
линии требует нового подхода к созданию технологических
процессов разработки комплексного . процесса изготовления
детали отливки и механической обработки детали.
На рис. 101 изображены общий вид и схема работы маши-
ны для литья под давлением с прессформой для отливки по-
плавковой камеры карбюратора. На рис. 9 показана планировка
поточной линии с включением в нее подобных машин.
Из сказанного о штамповках и отливках можно сделать сле-
дующие выводы:
1. Штампованные и литые заготовки с минимальными при-
пусками обеспечивают минимальные трудоемкость и себестои-
мость изготовления детали, поэтому необходимо стремиться
к созданию таких заготовок.
2. Для непоточного и поточного производств машин сред-
них размеров нельзя изготовлять детали из заготовок свободной
ковки или ручной формовки; применение подобных заготовок
сводит на нет экономические выгоды, получаемые от примене-
ния высокоэффективных процессов механической обработки.
§ 35. ПОЛУЧЕНИЕ ЗАГОТОВОК С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРКИ
Методы сварки играют все возрастающую роль в технологии
машиностроения. Замена литых и штампованных заготовок за-
готовками, сваренными из отдельных частей, во многих случаях
сопровождается уменьшением трудоемкости изготовления, сни-
жением веса и расхода металла на детали.
Электросварка имеет важное значение также в производстве
инструмента, приспособлений и оснастки рабочих мест поточных
линий. Создание компактных электросварочных машин, автома-
тизация электросварочных процессов позволили широко внед-
рить электросварку в поточное производство.
Особой эффективностью обладает сварка в применении
к изготовлению крупных деталей машин. В настоящее время
станины некоторых металлобрабатывающих станков, крупных
листоштамповочных прессов (усилием более 1000 т), детали
гидротурбин и электрогенераторов мощностью 100 000 кет и
многие другие крупные изделия изготовляют из толстостенного
листа методом сварки. Преимущества, получаемые при этом,
весьма значительны.
Крупные фасонные отливки (50—100 т) требуют огромных
моделей и мощных литейных средств (модели, краны, плавиль-
ные печи и др.). Обрубка и очистка такого литья весьма трудо-
емки. Припуски на обработку доходят до 80—90 мм, поэтому
и механическая обработка таких отливок сопряжена со значи-
тельной трудоемкостью. Большие размеры деталей предопреде-
ляют использование крупногабаритных карусельных и фрезер-
276
11
Заливочное отверстие
Рис. 101. Машина для литья под давлением
с горизонтальной камерой сжатия:
а) — общая схема машины: 1 — баллон с азотом;
2 — плита цилиндра; 3 — плита выталкивателя;
ивеличенГ*’ 4—подвижный стол (формодержатель); 5 — не-
у 7 подвижная матрица; б — панель кнопочного
управления; 7 — плунжер; 8 — плита цилиндра
плунжера; 9 — цилиндр плунжера; 10 — педаль; 11 — станина; 12 — камера сжатия; 13 — направляю-
щие штанги; 14 — гидравлический цилиндр для передвижения формы; б) — прессформа для отливки
корпуса поплавковой камеры: 1 — специальная втулка; 2 — литниковая втулка; 3 — рассекатель;
4, 5, 11, 15 — стержни; 6 — пуансон; 7 — отливка; 8 — прессформа; 9 — передняя плита; 10 — щека;
12 — основание; 13, 18 — плиты; 14 — вставка; 16, 17, 19 — выталкиватели
277
но-расточных станков с диаметром стола до 14 и 20 м. Полная
механическая обработка таких деталей сопряжена с много-
кратной их установкой на обрабатывающих станках. Установка
и выверка крупной детали на станке и съем ее со станка отни-
мают несколько рабочих дней, в течение которых уникальные
станки не работают. На обработку одной детали с большими
припусками затрачивают сотни станочных часов. Цикл изготов-
ления крупных литых деталей в несколько раз больше цикла
изготовления сварных конструкций подобных деталей. Так,
механическая и слесарная обработка весящей около 25 т литой
лопасти рабочего колеса гидротурбины мощностью 100 000 кет
(рис. 102) требует 175 ч станочного и столько же слесарного
Рис. 102. Лопасть рабочего колеса гидротурбины мощностью
100 000 кет
времени. Сварные станины машин выполняют обычно из тол-
столистовых заранее ^обработанных заготовок. После сварки
обрабатывают только некоторые поверхности; припуски на об-
работку оставляют минимальные (8—10 мм на сторону).
Методы современной электросварки позволяют точно свари-
вать обработанные детали, не требуя последующей механиче-
ской обработки или значительно сокращая ее. Большим преиму-
ществом сварных крупных деталей (станин, корпусов мощных
гидротурбин и гидрогенераторов, лопастей и направляющих
аппаратов этих турбин и т. д.) является снижение веса этих
машин. Допустимые напряжения в сварных деталях могут быть
увеличены в 27г раза [до 120—200 вместо 60—100 Мн!м2 (до
12—20 вместо 6—10 кГ/мм2)}, поэтому расчетные сечения,
а следовательно и вес, могут быть соответственно уменьшены.
Замена литой лопасти рабочего колеса гидротурбины мощ-
ностью 100 000 кет сварной стальной конструкцией решетчатого,
сечения, покрытой листом из нержавеющей стали, позволяет
278
снизить ее вес и станочное время более чем вдвое. При этом*
нельзя упускать из вида и лучшую работу сварной конструкции
на усталость и значительное уменьшение давления на шаровую
пяту гидротурбины.
Наибольшее распространение сварка получила в вагоно-
строении, авиастроении и при изготовлении дорожных машин.
Автоматизированная электросварка всех видов имеет наиболь-
шее распространение в автомобилестроении и тракторострое-
нии. В этих отраслях довольно широко применяют сварку для
получения заготовок деталей, выполнявшихся ранее методом от-
ливки и штамповки, что видно из следующих примеров.
Корпус переднего ведущего моста трехосного грузового
автомобиля имеет сложную форму (рис. 103). Он состоит из
Рис. 103. Корпус переднего моста трехосного автомобиля
трубы 1 с фланцем 2. Кроме того, на трубе укреплен крон-
штейн 3. Изготовление подобной детали, из штампованной заго-
товки или из отливки ковкого чугуна потребовало бы примене-
ния специальных станков вследствие высокой трудоемкости
обработки.
Электросварка позволяет изготовлять корпус моста из трех
простых деталей, обработанных до сварки. Сварку выполняют
в поточной линии (рис. 104) на двух электросварочных маши-
нах в специальных приспособлениях, обеспечивающих высокую
точность сопряжения деталей. Последующая механическая об-
работка детали значительно сокращена.
Корпус электродвигателя (см. рис. 56) представляет собой
стальной цилиндр диаметром 166 мм, высотой 217 мм. Стенка
цилиндра толщиной 7,0 мм имеет прямоугольные окна по ок-
ружности. Если обычная заготовка представляет собой кованую
обечайку с толщиной стенки 23 мм и весом 20,8 кг, то примене-
ние электросварки позволяет получить заготовку из листа
толщиной 8,0 мм, согнутого на трехвалковой гибочной машине
цекоооть ыч
на глубину 5
Проезд
Рис. 1Q4. Комплексная групповая поточная линия для изготовления кожуха переднего моста трехосного ав-
томобиля:
А — кожух полуоси переднего моста правый; Б — фланец наружный; В — труба с приварным фланцем; Г — по-
душка передней рессоры; Д — кожух полуоси в сборе; Е — крышка картера переднего моста; Ж — крышка с ко-
жухом полуоси в сборе; 1 — тара для заготовок; 2 — ящик для стружки; 3 — токарно-револьверный станок; 4 — кон-
трольный стол; 5 — стыковая электросварочная машина; 6 — нормализационная печь; 7 — токарный станок; 8 — пло-
щадка для остывающих заготовок; 9 — сверлильный станок; 10 — пресс; 11 — электросварочная машина; 12 — гори-
зонтально-сверлильный станок; 13 — электродрель; 14 — круглошлифовальный станок; 15 — верстак; 16 — площадка
для готовых деталей; 17 — специальный сверлильный станок; 18 — гидравлический пресс для бесшумного прессо-
вания заклепок; 19 — моечная машина
со
280
или в штампах на прессе с последующей сваркой по образую-
щей. Окна также просекают в штампе. Механическая обработ-
ка корпуса должна состоять из чистовой расточки отверстия и
подрезки торцов со съемом припуска 1,0 мм. Применение сварки
снижает вес заготовки с 20,8 до 4,8 кг. Расход металла сокра-
щается, таким образом, в 4 раза, а трудоемкость изготовления
корпуса — в 12 раз.
Необходимо отметить, что применение сварки коренным об-
разом изменяет весь технологический процесс изготовления
детали.
На рис. 59 показаны два варианта^ заготовки тормозной ка-
меры— литой б и штампованной а. Литая камера требует
обработки торцов, отверстия и нарезки резьбы в отверстиях.
Камеру, штампованную из листа сечением 3 мм, на металлоре-
жущих станках не обрабатывают. Отверстия во фланце проби-
вают при штамповке детали. Шайбу, усиливающую донышко,
штампуют также из листа сечением 3 мм. Вместо бобышек
с резьбой в донышко корпуса электроконтактным способом
вваривают две гайки с резьбой. Так же к донышку приваривают
шайбу.
В табл. 34 приведены два варианта технологического процес-
са изготовления тормозных камер.
Таблица 34
Трудоемкость изготовления тормозной камеры
двумя способами
Литая камера		Штампо-сварная камера	
Операции	Трудоем- кость, мин	Операции	Трудоем- кость, мин
О гливка		4,0	Резка заготовки, штампов- ка, калибровка камеры	
Обточка фланца и донышка	2,0		1,5
Сверление 12 отверстий		Штамповка шайбы ....	0,01
во фланце 		1,0	Изготовление на автомате	
Сверление трех отверстий		двух гаек с резьбой . .	0,6
в донышке		1,0	Приварка шайбы		0,2
Цековка внутреннего тор- ца бобышки	 Нарезание резьбы в двух отверстиях . . 		0,8 0,8	Приварка двух гаек . . .	0,4
Всего. . .	9,6	Всего. . .	2,71
Таким образом, трудоемкость изготовления литой камеры
составляет 9,6 мин, а штампо-сварной — 2,71 мин, или в 3,6 раза
меньше. Применение электросварки внесло принципиальные
281
изменения в технологический процесс и конструкцию изготовле-
ния тормозной камеры. Конструкция второго варианта тормоз-
ной камеры явилась результатом внедрения новой технологии.
Сначала была установлена возможность получения надежной,
без повреждения резьбы, приварки электроконтактным способом
готовых деталей а, b и с, а затем выпущен рабочий чертеж
штампованной камеры. Штампованный вариант^ тормозной ка-
меры можно изготовлять на комплексной групповой поточной
Сильхром ЭИ 107


Стыковая сварка до высадки
475
545
1521неменееУ
Рис. 105. Выхлопной клапан составной (сильхром, конструкционная сталь)
линии, состоящей из прессов, автоматов и электросварочных
машин (см. рис. 7).
Материалом для выхлопного клапана (рис. 105) двигателя
внутреннего сгорания, работающего в потоке горящих газов,
является жаростойкая сталь — сильхром. Поскольку стержень
этого клапана работает в нормальных условиях, его можно из-
готовлять из углеродистой стали. Головка клапана высаживает-
ся из сильхрома, приваренного встык к стержню из углероди-
стой стали. Таким образом, с помощью стыковой электросварки
можно получать биметаллическую сильхромо-углеродистую
заготовку. Конечно, и составная, и цельноштампованная заго-
товки клапана имеют одинаковый процесс механической обра-
ботки, но благодаря сварке значительно экономится жаростой-
кая сталь.
На рис. 106 изображены два варианта заготовки для шестер-
ни. Первый вариант а—цельноштампованная заготовка из це-
лого куска металла; заготовка второго варианта б состоит из
шестерни /, штампованной на молоте, и втулки 2, гнутой из
листа и сваренной вдоль. Вес заготовки штампо-сварного вари-
анта на 12,5 кг меньше, трудоемкость механической обработки
снизилась на 48 мин. В данном примере коренным образом
изменен метод получения заготовки. Однако можно было бы
282
достигнуть еще большей эффективности, сваривая обработан-
ные детали 1 и 2 и оставляя для механической обработки в
сваренном виде минимальные припуски 0,6—1,0 мм на сторону.
Таким образом, внедрение сварки в очень многих случаях
позволяет значительно улучшать качество, снижать вес заготов-
Рис. 106. Два варианта конст-
рукции шестерни:
а) — цельноштампованная; б) — свар-
ная
ки, уменьшать припуски и стан-
коемкость механической обра-
ботки. В результате значитель-
но снижаются трудоемкость и
себестоимость изготовления
сложных деталей.
Применение электросварки
коренным образом изменяет
технологический процесс изго-
товления деталей. В настоя-
щее время электросварка
обеспечивает прочность шва,
равную прочности свариваемого металла. Методы электро-
сварки все время совершенствуют и улучшают.
Современные электросварочные машины являются высоко-
производительными автоматами. Конструкции их достаточно
просты и могут быть приспособлены для сварки самых разно-
образных деталей машин. Сварочные машины легко встраивать
в поточные линии механической обработки деталей и сборки
машин. Поэтому желательно самое широкое применение свароч-
ных процессов. Особенно важное значение имеет электросварка
при изготовлении крупных деталей.
§ 36. ДЕТАЛИ ИЗ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС
Весьма быстро развивается применение пластических масс
как конструкционных материалов в машиностроении. Детали из
пластмасс заменяют главным образом тонкостенные малонагру-
женные корпусные детали, ранее изготовлявшиеся из черного
и цветного литья или из листа. Из пластмасс изготовляют так-
же малонагруженные шестерни, вкладыши, втулки, крышки
и т. д. Прочность деталей из пластмасс вполне соответствует
прочности тонкостенных чугунных и алюминиевых отливок и ча-
сто превышает прочность отливок из магниевых и цинковых
сплавов. Детали из пластмасс имеют красивый внешний вид
и не подвержены коррозии.
Наиболее совершенным процессом изготовления пластмассо-
вых деталей является прессование в металлических прессфор-
мах. Способ изготовления пластмассовых деталей из толстостен-
ных листов или круглых прутков при механической обработке
является малопроизводительным. Качество таких деталей ме-
нее высокое, процесс механической обработки протекает в усло-
виях запыленности оборудования и рабочих мест. Подобный ме-
283
год изготовления деталей из пластмасс допустим только для
единичного производства, при выпуске нескольких деталей. В се-
рийном и массовом производствах пластмассовые детали сле-
дует изготовлять методом прессования в точных металлических
прессформах.
Невысокие температура (150—200°) и давление [около
1,5 Мн/м2 (15 кГ/см2)], при которых*происходит процесс прессо-
вания пластмасс, позволяют конструировать и изготовлять вы-
сокопроизводительные прессовочные машины и прессформы для
Рис. 107. Рулевое колесо из пластмассы с металли-
ческим каркасом
получения деталей из пластмасс. Пластмассовые детали, изго-
товляемые в прессформах, имеют точность отдельных размеров
до 0,01—0,005 мм.
Для повышения прочности и износостойкости отдельных по-
верхностей пластмассовые детали выполняют с металлическими
каркасами. В пластмассовые детали вставляют стержни, валики
с резьбой, металлические втулки с точными отверстиями или
резьбой и т. д.
Примером детали с каркасом является штурвал автомобиля
(рис. 107). Собранный и сваренный из проволоки 1 и втулки 2
каркас руля покрывают пластмассой.
На рис. 108 изображена деталь из пластмассы, армирован-
ная металлическими вставками, а на рис. 109 — текстолитовая
шестерня распределения бензинового двигателя. Шестерня ра-
ботает бесшумно и обладает достаточной износоустойчивостью
при 1750 об/мин, т. е. при окружной скорости 17,8 м/сек.
Детали из пластмасс широко применяют в электроизмери-
тельных приборах, в радиотехнических изделиях, в аппаратах
284
связи (телефонные аппараты), в счетных машинах и т. д. Из
пластмасс изготовляют также многие детали различных машин:
панели приборных щитков автомобилей, ручки и крышки стан-
ков, шитки велосипедов и т. д.
Рис. 108. Деталь из пластмассы с металлическими
вставками (7 и 2)
Несомненно, что изготовление деталей из пластмасс целесо-
образно быстрее внедрять. Пластмассы все в большем числе
деталей заменяют черные, цветные металлы, а также дерево.
Процесс изготовления деталей из пластмасс состоит из двух
частей: 1) приготовления пластмассы главным образом в виде
порошка и 2) изготовления деталей.
Приготовление пластмасс должно быть сосредоточено на спе-
циальных предприятиях. Изготовлять детали из пластмасс так-
же целесообразно на последних, а при особенно большой по-
требности в подобных деталях — на машиностроительных за-
водах. Создание высокопроизводительных компактных прессо-
вочных автоматов с электроподогревом, подобных автомату, по-
285
казанному на рис. НО, позволяет применять их § машинострои-
тельном производстве. На рис. 111 изображена схема работы
этой машины. Если пластмассовая деталь требует транспортиро-
Рис. 11-0. Полуавтомат для изготовления пласт-
массовых деталей под давлением:
1 — место для установки прессформы; 2 — бункер
для засыпки прессуемой массы
вания каркасных деталей с машиностроительного завода на за-
вод пластмассовых изделий, а затем обратного транспортирова-
ния готовых деталей на машиностроительный завод, то, конеч-
286
но, более целесообразно создание на этом заводе поточной ли-
нии для изготовления и каркасных деталей, и деталей из пласт-
масс. Такую комплексную поточную линию можно переналажи-
Рис. 111. Схема литья деталей из пласт-
массы под давлением:
1 — прессформа; 2 — сопло; 3 — бункер; 4 —>
поршень; 5 — цилиндр
вать на выпуск различных подобных изделий. Перевод деталей
на изготовление из пластмасс полностью устраняет механиче-
скую обработку или сводит ее к минимуму.
§ 37. ЗАГОТОВКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПРУТКА
В непоточном и поточном производствах заготовки деталей,
получаемые отрезкой из прутка или трубы, применяют только
для сплошных или полых валов и деталей трубчатого вида с
небольшими колебаниями диаметров, например для валика
(рис. 112) или трубы полуоси заднего моста грузового автомо-
биля (рис. 113). Наибольший диаметр полуосевой трубы —
75 мм, наименьший — 70 мм; у валика наибольший диаметр —
28 мм, наименьший — 20 мм.
Для валов с более значительными колебаниями максималь-
ного и минимального диаметров экономически выгоднее при-
менять штампованную заготовку. Вопрос о получении заготовки
ступенчатого вала штамповкой или отрезкой прутка следует ре-
шать экономическим сравнением двух указанных вариантов.
Заготовку вала можно получить из горячекатаного или хо-
лоднотянутого прутка. Поскольку горячекатаные прутки часто
287
имеют неправильную (некруглую) форму сечения и неровную
обезуглероженную поверхность, то заготовкам из горячекатаных
прутков придают увеличенные припуски на обработку — от
1,5 до 2,0 мм на сторону. Для холоднотянутых прутков харак-
терна правильная форма сечения и чистая поверхность, поэтому
припуски на обработку заготовок валов из холоднотянутых прут-
ков могут быть снижены до 0,15—0,2 мм на сторону. Таким об-
разом, в этом случае не требуется токарная обработка; послед-
няя может быть заменена шлифованием.
Рис. 113. Труба полуоси заднего моста грузового автомобиля
Для поточных линий серийного и массового выпусков сле-
дует использовать заготовки из холоднотянутых прутков. Себе-
стоимость операции волочения весьма незначительна по сравне-
нию с токарной обработкой вала или даже с бесцентровым шли-
фованием прутков. Волочение совершают со скоростью
4—6 м/мин. Один 50-тонный стан и один правильный станок
могут давать в сутки при однократном волочении до 8 т холод-
нокалиброванных прутков диаметром 10—50 мм.
Стоимость волочильного и правильного станов не превышает
вредней стоимости станков механической обработки. Волочиль-
ные и правильные станы можно устанавливать во всяком заго-
товительном цехе среднего масштаба.
Заготовки отрезают несколькими способами, в частности,
механической ножовкой, дисковой пилой, на токарно-отрезных и
труборезных станках (при резке труб), ленточными пилами, руб-
кой на прессах. Твердые и закаленные прутки разрезают тонки-
ми абразивными кругами.
Хотя наиболее производительным' методов является рубка на
прессе, но, поскольку она не всегда обеспечивает правильную
288
поверхность среза, ее применяют для цилиндрических заготовок
небольших диаметров и заготовок, не требующих центрования
торцов, а также для резки фасонных профилей сложных сече-
ний: уголкового, таврового, типа Z и др.
Для резки круглого и многогранного пруткового металла и
труб наиболее эффективными нужно считать ленточные и дис-
ковые пилы, а также токарно-отрезные автоматы. «Ленточные и
дисковые пилы разрезают пачки материала, причем ленточные
пилы используют главным образом для резки заготовок неболь-
ших диаметров и труб, а дисковые пилы — для более крупных
круглых и многогранных профилей. Токарно-отрезные автоматы
наиболее выгодны для разрезки труб; их можно также произво-
дительно использовать и для разрезки сплошных прутков.
Отрезные станки целесообразнее размещать на складах прут-
кового металла ввиду высокой производительности этих станков
и неудобств, вызываемых наличием длинных прутков (3—6 м)
в начале поточных линий механической обработки. Однако при
большом выпуске и достаточной загрузке отрезного станка до-
пустимо включать отрезные станки в поточные линии механиче-
ской обработки.
Из обзора различных способов получения заготовок можно
сделать следующие выводы:
1.	Для непоточного и поточного производств необходимы
заготовки с минимальными припусками на механическую обра-
ботку. Это всегда экономически более выгодно, чем механиче-
ская обработка заготовок с большими припусками.
2.	Нельзя строить высокоэффективные технологические про-
цессы механической обработки при отсталых методах получения
заготовок. Автоматизации процессов механической обработки
должны соответствовать высокопроизводительные автоматизиро-
ванные процессы получения заготовок, в противном случае эко-
номические выгоды от механической обработки детали будут
перекрыты высокой трудоемкостью производства заготовки.
3.	Для получения заготовок с минимальными припусками на
обработку необходимо использовать существующие прогрессив-
ные методы отливки заготовок, горячей и холодной штамповки,
электросварки, изготовления деталей из пластмасс, обеспечива-
ющие сокращение трудоемкости механической обработки де-
талей.
4.	Современное развитие технологии машиностроения и всех
видов технологического оборудования (литейного, кузнечного,
электросварочного, металлорежущего и т. д.) ведет к стиранию
граней между горячими и холодными процессами изготовления
деталей. Появилась возможность включать в поточные линии
механической обработки горячую и холодную штамповку и от-
ливку заготовок, электросварку и др. Научно-исследовательские
289
работы, совершенствование технологических процессов и разви-
тие конструкций технологического оборудования должны идти
по пути создания комплексных поточных и автоматических ли-
ний, обеспечивающих полное изготовление детали. Метод сов-
мещения всех процессов в единую поточную или автоматическую
линию обеспечивает изготовление деталей с минимальной тру-
доемкостью и себестоимостью и самые короткие технологические
циклы.
5.	В поточном производстве существует тесная связь между
методами получения заготовок и механической обработкой де-
тали, требующая комплексного проектирования технологическо-
го процесса изготовления детали.
10 Зак; 2446
ГЛАВА VIII
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ
§ 38.	ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ
ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
Для создания оптимальных процессов механической обра-
ботки деталей необходимо соблюдать следующие положения,
определяющие характер, структуру и эффективность процесса:
1)	получение заготовки детали с минимальными припусками
на механическую обработку;
2)	включение в поточную линию механической обработки по
возможности всех видов обработки, составляющих процесс из-
готовления детали;
3)	выбор единых постоянных установочных баз для всего
процесса обработки детали;
4)	определение необходимой последовательности и сочетания
операций, обеспечивающих изготовление детали высокого каче-
ства при минимальной себестоимости ее изготовления;
5)	рациональное распределение припусков на черновую и чи-
стовую обработку детали, на доводочные и отделочные операции;
6)	выбор эффективного оборудования и оснастки для обес-
печения намеченного плана обработки;
7)	определение оптимальных режимов работы оборудования
поточной линии;
8)	создание оптимальной планировки поточной линии;
9)	правильный выбор и размещение подъемно-транспортных
и межоперационных транспортных устройств поточной линии;
10)	рациональное взаимное расположение поточных линий
механической обработки деталей и сборки изделий.
Кроме указанных, существует ряд дополнительных вопросов,
тесно связанных с перечисленными положениями. К их числу
следует отнести, например, определение минимально допустимой
загрузки оборудования в поточной линии, синхронизацию опе-
раций обработки, эффективность автоматизации оборудования,
его оснащения и др.
Значение некоторых положений для создания оптимальных
процессов изготовления деталей было выявлено выше, например
получение заготовок с минимальными припусками, включение
в поточные линии механической обработки всех видов обработ-
ки и некоторые другие. Всесторонний анализ перечисленных по-
ложений будет способствовать созданию оптимальных типовых
и конкретных технологических процессов механической обработ-
ки деталей в разнообразных условиях производства,
291
§ 39.	ВКЛЮЧЕНИЕ ВСЕХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
В ПОТОЧНЫЕ ЛИНИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
В машиностроении наиболее распространен принцип отделе-
ния механической обработки от других видов обработки. Так,
сварка, термическая обработка, прессовые операции, пайка, мой-
ка, окраска, операции, связанные с заливкой баббитом, гальва-
нические операции и другие обычно выполняют в особых поме-
щениях, входящих в состав механических цехов, или в других
цехах завода. На некоторых предприятиях из общего потока ме-
ханической обработки в особые отделения механических цехов
выносят зубо- и резьбошлифовальные, точные расточные, дово-
дочные, балансировочные и некоторые другие станки.
Однако на передовых предприятиях в поточные линии меха-
нической обработки включают все виды обработки, составляю-
щие процесс изготовления детали, даже штамповку и отливку
заготовок. Примерами таких комплексных линий являются:
1)	групповая поточная линия для изготовления крышек ко-
ренных подшипников бензинового двигателя (см. рис. 6); в эту
поточную линию включено оборудование для фосфатирования,
лужения и заливки баббитом коренных подшипников;
2)	поточная линия изготовления тормозной камеры; на этой
линии выполняют прессовые операции, штамповку камеры, сва-
рочные операции и механическую обработку деталей (см. рис. 7);
3)	поточная линия для изготовления корпуса поплавковой
камеры карбюратора, включающая процессы литья под давлени-
ем (см. рис. 9); .
4)	поточная линия изготовления толкателя клапана бензино-
вого двигателя (рис. 114), включающая рубку заготовки на
прессе и горячую штамповку заготовки на высадочном автомате;
5)	поточная линия для изготовления зубчатого венца махо-
вика (рис. 115); в составе линии гибка кольца, сварка, горячая
правка и нагрев кольца для запрессовки на маховик;
6)	автоматическая линия для изготовления сталебаббитовой
ленты толщиной 2—2,5 мм (рис. 116), включающая сварку лен-
ты встык, срезание сварочного шва, обезжиривание, лужение,
заливку баббитом, фрезерование, шевингование и намотку на
барабан;
7)	поточная линия для выпуска рессор (рис. 117), на кото-
рой выполняют рубку, заливку ушков, сверление отверстий, гиб-
ку, закалку и отпуск рессорных листов;
8)	автоматический завод поршней, включающий отливку за-
готовок, механическую обработку, лужение и упаковку поршней.
Преимущества всех этих и других комплексных поточных
линий заключаются в непрерывности процесса изготовления де-
тали, сокращении цикла изготовления деталей, упрощении ор-
ганизации, планирования и наблюдения за ходом производства,
ю*
Рис. 114. Комплексная поточная линия для изготовления толкателя клапана бензинового дви-
гателя:
1 — ящик для стружки; 2 — стеллаж; 3 — пресс; 4 — горизонтально-ковочная машина с электронагревом; 5 —
токарный станок; 6 — бесцентрово-шлифовальный станок; 7 — карусельный плоскошлифовальный станок;
8 — малоагрегатный сверлильный полуавтомат; 9 — сверлильный станок; 10 — верстак; 11 — контрольный стол;
12 — высокочастотная установка; 13 — плоскошлифовальный станок; 14 — ванны для фосфатирования; 15 —
готовые детали; W — рольганг; 17 — моечная машина
1 — пресс; 2 — тара для стружки; 3 — электросварочная машина; 4 — завивочный станок; 5 — точило; 6 — электропечь;
7 — правильный станок; 8 - заготовки; 9 — токарный станок; 10 — токарно-карусельный станок; 11 — зубофрезерный ста-
нок; 12 — верстак; 13 — моечная машина; 14 — стол технического контроля; 15 — высокочастотная установка; 16 — го-
товые детали; 17 — рольганг
Рис. 116. Автоматическая линия для производства биметаллической ленты:
1 — разматывающее устройство; 2 — правильная многовалковая машина; 3 — электросварочная машина; 4 — педаль тормоз-
ного устройства; 5 — строгально-протяжный станок; 6 — тормозное устройство; 7 — компенсационное устройство; 8 — непо-
движный шкив компенсационного устройства; 9 — обезжиривающая установка; 10 — щелочно-очистная установка; И — по-
движной шкив компенсационного устройства; 12 — правильно-валковая установка; 13 — селеновый выпрямитель; 14 — элек-
тротравильная ванна; 15 — промывочно-сушильное устройство; 16 — горелки предварительного нагрева ленты; 17 — омыли-
вающее увтройство; 18 — флюсующее устройство; 19 — баббитовая машина; 20 — приборы температурного контроля; 21 — бун-
кер для стружки; 22 — заливочное устройство; 23 — пульт управления; 24 — приспособления для протягивания ребер ленты;
25 — полировальный станок; 26 — фрезерно-шевинговальный станок; 27 — фрезерный станок; 28 — барабан для сматывания
баббитовой стружки; 29 — шевинговальный станок; 30 — тянущая валковая машина; 31 — пневматические ножницы; 32 —
сматывающее устройство; 33 — сматывающий барабан
294
строгом ритмичном протекании процесса, возможности широкой
автоматизации, высоком качестве деталей при минимальной тру-
доемкости и себестоимости продукции.
Число и эффективность комплексных поточных и автоматиче-
ских линий увеличиваются по мере совершенствования процес-
сов обработки и улучшения конструкции различных видов про-
изводственного оборудования^
1Г
Рис. 117. Схема поточной линии производства рессор:
1 — аллигаторные ножницы; 2 — нагревательная печь; 3 — двусторонний
завивочный станок; 4 — пластинчатый транспортер; 5 — завивочный
станок; 6 — рихтовальный станок; 7 — гибочно-закалочная машина;
8 — отпускная печь; 9 — электротельфер; 10 — монорельс; 11 — дробе-
метная установка; 12 — конвейер сборки рессор; 13 — подвесной кон-
вейер для транспортировки готовых рессор
В настоящее время уже не представляет затруднений созда-
ние неметаллорежущего технологического оборудования, удоб-
ного для включения его в поточные линии механической обра-
ботки. Сварочные машины, окрасочное оборудование, установки
с индукционным электронагревом для цементации, закалки и
отпуска, электровысадочные прессы, литейные и другие маши-
ны могут включаться в поточные линии, если подобное требова-
ние было учтено при конструировании этого специального высо-
копроизводительного оборудования.
Размещение оборудования некоторых операций вне поточ-
ной линии, в изолированных помещениях, нарушает непрерыв-
ность процесса обработки. Возникает потребность в особом
транспорте, накоплении изделий на некоторых участках линии,
усложняется учет, т. е. появляются все отрицательные момен-
ты, присущие непоточному методу работы и подробно рассмот-
ренные в первой части.
Нерациональный технологический процесс и неправильно по-
строенная групповая поточная линия для изготовления четырех
крышек коренных подшипников бензинового двигателя показа-
ны на рис. 118. После предварительной механической обработки
крышки коренных подшипников отправляют на специализиро-
ванный закрытый участок для фосфатирования, затем возвра-
щают на линию для растачивания, после чего вторично отправ-
ляют на второй специализированный закрытый участок для го-
295
рячего лужения и заливки баббитом. Крышки, залитые бабби-
том, еще раз возвращают на линию для выполнения всех после-
дующих операций механической обработки. Наконец, в третий
раз окончательно обработанные крышки отвозят на контроль-
ный пункт и после проверки подают на сборку.
Рис. 118. Групповая поточная линия с выносом процессов фос-
фатирования, заливки баббитом и контроля в особые помещения:
1 — тара для заготовок; 2 — вертикально-протяжный станок; 3 —
сверлильный станок; 4 — ящики для деталей; 5 — горизонтально-
расточный станок; 6 — контрольный пункт; 7 — заливочные ванны;
8 — ванны для фосфатирования
Такой порядок работы требует троекратного накопления де-
талей четырех наименований перед отправлением на фосфати-
рование, на лужение и заливку баббитом и на техническую про-
верку. На поточной линии должны быть предусмотрены места
для хранения деталей, предназначенных к отправлению с линии
и для хранения деталей, получаемых со специализированных
участков. Каждая отправка деталей и возврат их со специали-
зированных участков требуют специального транспорта и рабо-
чих для его обслуживания.
Обработка тех же четырех крышек на комплексной группо-
вой поточной линии (см. рис. 6) построена рационально. Специ-
альное оборудование для фосфатирования, лужения, заливки
баббитом и контрольной проверки деталей расположено в по-
точной линии без какого-либо обособления этих процессов.
Передачу обработанных деталей по рольгангу на следующую
операцию, на соседний станок или к специальной установке вы-
полняют рабочие-станочники по мере выполнения данной опе-
рации, без участия рабочих, обслуживающих транспорт, без пла-
нировщиков или мастеров-распределителей. Минимальный цикл
изготовления крышек на комплексной групповой поточной линии
будет примерно равняться станкоемкости изготовления этих де-
талей, т. е. 4X20 = 80 мин. Цикл изготовления тех же деталей на
поточной линии (см. рис. 118) с вынесением трех операций в обо-
296
собленные помещения увеличится до 33,5 ч, т. е. в 25 раз
(табл. 35).
Поэтому при проектировании технологического процесса для
поточного и автоматизированного производств необходимо стре-
миться к выполнению на поточной линии всех, без исключения,
Таблица 35
Цикл изготовления крышек в неполном потоке
Элементы цикла
Цикл обработки деталей (при ритме работы линии г = 4,0 мин)
на поточной линии Гц = 4 х 20 — 4 х 3 мин.................
Время, необходимое для троекратного накопления деталей
на поточной линии по 50 шт. каждого наименования, равно
50 X 3 X 4 мин............................................
Станкоемкость операций, выполняемых на специализированных
участках, равна 50 X 3 X 5 мин............................
Ожидание обработки на специализированных участках состав-
ляет 3 X 180 мин..........................................
Транспортирование деталей на специализированные участки
и возврат их на поточную линию достигают 6 X 10 мин . . .
Общий цикл изготовления крышек на некомплексной поточной
линии ....................................................
Время,
мин
68
600
750
540
60
2018
(33,5 ч)
операций не только на металлорежущем, но и на оборудовании
других видов. Этот принцип тем более необходимо соблюдать
при автоматизированном процессе.
§ 40. ВЫБОР УСТАНОВОЧНЫХ БАЗ И СПОСОБОВ КРЕПЛЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ В ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ
Вопрос о выборе установочных баз и способах зажима дета-
ли в приспособлении для первой и всех последующих операций
является одним из главных при проектировании процессов меха-
нической обработки. Но подробно он рассматривается в курсах
технологии машиностроения. В данной работе описано только
принципиальное значение этого вопроса в условиях поточно-ав-
томатизированного производства.
Установочными базами являются поверхности детали, при
помощи которых ее устанавливают в приспособление и ориен-
тируют относительно точно установленного обрабатывающего
инструмента. Зажим детали в приспособлении обеспечивает ее
неподвижное положение в процессе обработки режущим инст-
рументом. Неправильный выбор установочных баз искажает по-
ложение детали относительно инструмента, ведет к неправиль-
ной обработке поверхности по чертежу, создает неравномерные
297
припуски на обработку и может служить причиной брака дета-
ли. Обеспечивая абсолютную неподвижность детали в приспо-
соблении, зажим не должен деформировать деталь, так как пра-
вильно обработанная поверхность может исказиться после осво-
бождения детали от деформировавшего ее зажима. Усилие за-
жима определяют и устанавливают в зависимости от усилий ре-
зания; на разных операциях механической обработки оно раз-
личное. Большие усилия резания, а следовательно, и сильные
зажимы ‘деталей необходимы при черновом фрезеровании фре-
зами большого диаметра при сверлении крупных отверстий, при
протягивании больших поверхностей и т. д. Отделочные опера-
ции, как, например, все виды шлифования, тонкое точение и рас-
тачивание, полирование, хонингование, сверление небольших
отверстий, требуют небольших зажимных усилий.
Усилие резания определяют из уравнения
Р = kZst,
где k — коэффициент резания, зависящий от механических
свойств обрабатываемого металла;
s и t — подача и глубина, приходящиеся на один инструмент
(знак суммирования относится ко всем одновременно
работающим инструментам).
Естественно, что сила зажима должна быть больше усилия
сдвига, вызываемого усилием резания. Так, при обточке кулач-
кового вала из стали 20 на многорезцовом токарном станке од-
новременно 26 резцами при средней глубине резания t=2 мм и
подаче 5 = 0,3 мм[об суммарное окружное усилие
р = k^st = 93 кн (9300 кГ\
а суммарный крутящий момент резания
7Ир = 0,5Рб/^147Ия..м (14000 кГ-см).
Для обеспечения надежного крепления вала крутящий мо-
мент, вызываемый зажимом Л13, должен быть больше Л1р при-
мерно в 1,2 раза.
При большой величине крутящего момента и значительной
длине вала последний необходимо проверить на скручивание и
на изгиб. При скручивании и изгибе могут появиться вибрации,
вызывающие поломки резцов и искажение размеров шеек вала.
Для уменьшения угла закручивания вращение вала произво-
дится либо средним приводом, либо приводом с двух концов
вала. Для устранения прогиба средние шейки вала поддержи-
вают роликовыми люнетами.
Основной задачей при проектировании технологического про-
цесса механической обработки является обработка детали с ми-
нимальным количеством перестановок и установкой детали на
постоянные неизменные базы. Обработка детали с переменой ус-
10В Зак. 2446
298
тановочных баз более двух-трех раз есть показатель несовер-
шенства технологического процесса, который не обеспечивает
полностью возможность получения необходимой точности взаи-
мосвязанных размеров детали. При перемене установочных баз
приспособления для разных операций обработки детали будут
принципиально отличаться одно от другого; при постоянстве ус-
тановочных баз — могут быть или одинаковыми, или близкими
по конструкции, или даже взаимозаменяемыми.
Установочные базы бывают двух видов: черновые и чистовые.
Черновые базы — это необработанные поверхности заготовок,
по которым деталь устанавливают в приспособлении на первых
(одной-двух) операциях механической обработки с целью полу-
чения постоянных баз для всей последующей обработки детали.
Чистовые базы — это обработанные поверхности детали, по ко-
торым ее устанавливают в приспособлении при дальнейшей ее
механической обработке. Так, в корпусной детали (см. рис. 88)
на черновых базах ЛЬ2>з и 51,2, з выполняют две операции: фре-
зерование установочной плоскости 3 и сверление и развертыва-
ние двух установочных отверстий 23 на обработанной плоско-
сти 3. Чистовыми базами для этой корпусной детали будут об-
работанная плоскость 3 и два точно обработанных отверстия 23
на этой плоскости. Для детали типа вала (см. рис. 78) черновы-
ми базами являются диаметры 2 и 10 и торец 16, по которым
вал базируется при фрезеровании и центровании торцов. Для ва-
ла чистовыми базами будут центры и фрезерованный торец го-
ловки. Каждый класс деталей имеет свои, отличающиеся от
другого класса принципы базирования.
Таким образом, при выборе установочных баз и способов
крепления детали при ее механической обработке необходимо
учитывать следующее:
1.	Черновые базы в заготовке детали должны быть выполне-
ны в пределах заданных допусков и должны обеспечить пра-
вильную установку заготовки в приспособление без разметки и
правильную обработку поверхностей, являющихся постоянными
базами для всей последующей обработки детали.
2.	На первых одной или двух операциях должны быть созда-
ны единые постоянные базы, служащие для установки детали в
приспособления при всей последующей ее обработке.
3.	Наилучшим следует считать тот процесс механической об-
работки, при котором все операции (после одной или двух пер-
вых) выполняют при установке детали в приспособления на
одни и те же базы.
4.	Зажимы детали в приспособлениях необходимо выбрать
такие, чтобы деформация от зажимов на черновых операциях
обработки была в пределах допусков на черновую обработку, а
на чистовых была исключена, особенно при обработке поверх-
ности высокой точности, в пределах 2,0—3,0 мкм.
299
Положения, обеспечивающие соблюдение указанных условий
при проектировании процессов механической обработки, приве-
дены ниже, в типовых процессах механической обработки.
§ 41. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
И СОЧЕТАНИЯ ОПЕРАЦИЙ ОБРАБОТКИ
Правильное определение последовательности и сочетания
операций на отдельных станках имеет решающее значение для
механической обработки детали.
Под последовательностью операций понимают тот или иной
порядок обработки поверхностей данной детали; под их сочета-
нием — соединение операций обработки того или иного коли-
чества поверхностей на одном станке.
При неизменном общем количестве проходов или простейших
операций, составляющих процесс обработки детали, последова-
тельность обработки отдельных поверхностей может быть раз-
личной. Однако не всякая последовательность операций может
обеспечить требуемое качество изготовления' детали при наи-
большей эффективности процесса._ Из большого количества ва-
риантов возможного чередования операций необходимо выбрать
один или несколько оптимальных вариантов, обеспечивающих
высокое качество детали при наименьшей себестоимости ее из-
готовления.
Всякий процесс механической обработки должен укладывать-
ся в следующую схему последовательности операций:
1)	обработка поверхностей, образующих установочные базы
для всех последующих операций обработки;
' 2) черновая обработка основных поверхностей детали;
3)	чистовая обработка основных поверхностей детали (при
обработке на одном станке большого количества поверхностей
возможно совмещение черновых и чистовых операций);
4)	черновая и чистовая обработка второстепенных поверхно-
стей;
5)	термическая обработка детали, если она предусмотрена
чертежом или техническими условиями;
6)	выполнение второстепенных операций, связанных с тер-
мической обработкой;
7)	выполнение отделочных операций по основным поверхно-
стям;
8)	выполнение доводочных операций по основным поверхно-
стям.
Однако для составления типовых и конкретных процессов об-
работки общих указаний недостаточно: задача заключается в
том, чтобы установить оптимальную последовательность опера-
ций для всех классов деталей классификационной таблицы.
10В*
300
Рассмотрим возможные варианты последовательности опе-
раций обработки на конкретном примере изготовления бронзо-
вой втулки из литой заготовки (рис. 119) .. Всего требуется обра-
ботать девять поверхностей, что соответствует девяти проходам
или девяти простейшим операциям. Возможно объединение об-
работки поверхностей 2 и 3, 7 и 8, что сократит общее количест-
во проходов до семи. Обработка наружной поверхности диамет-
ра втулки, равного 38_0,02 мм, и отверстия втулки диаметром
36+0’02 мм требует минимум двух проходов; это значит, что об-
щее количество проходов все же будет доведено до девяти.
Рис. 119. Бронзовая втулка:
а) — готовая деталь; б) —отливка
Эти проходы, или простейшие операции, в порядке изобра-
жения на эскизе будут: 1) подрезка торца 1; 2) снятие фасок 2
и 3; 3) черновая обработка внешнего диаметра 4; 4) чистовая
обработка внешнего диаметра 4; 5) черновая обработка отвер-
стия 5; 6) чистовая обработка отверстия 5; 7) подрезка торца 6;
8) снятие фасок 7 и 8; 9) проточка масляной канавки 9.
Последовательность выполнения этих проходов-операций мо-
жет быть самой разнообразной, за исключением обязательного
выполнения 4-й операции после 3-й, а 6-й и 9-й после 5-й опе-
рации. Таким образом, в нашем примере общее количество опе-
раций, которые можно переставлять в любой последовательно-
сти, равно 6. Оказывается^ что при отсутствии ограничивающих
принципов в выборе той или иной последовательности операций
обработки количество вариантов процесса обработки данной де-
тали может дойти согласно законам комбинаторики до 720
(Рк = я! = 1 Х2ХЗХ4Х5Х6 = 72О), а если учесть, что чистовую
обработку наружной поверхности втулки можно выполнить то-
чением и шлифованием, а чистовую обработку отверстия — рас-
тачиванием, развертыванием, шлифованием и протягиванием,
то количество возможных вариантов обработки втулки
увеличится.
301
При одновременном выполнении не одного, а т проходов на
одном станке число вариантов процесса обработки втулки с раз-
ной последовательностью укрупненных операций уменьшается,
но все же остается весьма значительным. Согласно закону сое-
динений число вариантов процесса в данном случае
к	(к: — т)\ т\ *
где к — общее количество операций (к = 6), а т — число объ-
единяемых простейших операций.
Отсюда количество вариантов равно 30 при сочетании по две
операции и 20 — при сочетании по три операции.
В настоящее время отсутствуют какие-либо принципы или
правила, ограничивающие технолога в выборе той или иной по-
следовательности операций обработки. Поэтому на машиностро-
ительных предприятиях фактически имеются десятки различных
процессов для обработки подобных втулок и различный режу-
щий инструмент, приспособления1 и даже станки, что является
основным принципиальным недостатком технологии машино-
строения.
Положив в основу обработки данной детали минимальное
количество перестановок во время ее обработки, обеспечиваю-
щее минимальную трудоемкость изготовления, создают несколь-
ко вариантов процесса, из которых только один или два будут
оптимальными. Одно подобное ограничение имеет важное зна-
чение для сокращения большого количества вариантов обработ-
ки данной детали. Таких вариантов процесса, избранных с уче-
том различного сочетания операций, будет шесть; они приведе-
ны на рис. 120 и в табл. 36.
В шести вариантах обработки черновыми установочными ба-
зами являются поверхности 4 и 6. На всех операциях (рис. 120)
установочные базы показаны треугольниками. Различные вари-
анты процесса создаются изменением порядка выполнения пос-
ледующих операций.
Вариант I характерен тем, что черновая и чистовая обработ-
ки основных поверхностей 4 и 5 разделены и выполняют их на
разных станках.
Вариант II, наоборот, объединяет и черновую, и чистовую
обработку этих же поверхностей, причем сначала окончательно
обрабатывают отверстие 5 и торец /, затем — наружную поверх-
ность 4. Второстепенные поверхности 2, 3, 8 и 7 обрабатывают
при выполнении основных операций.
Вариант III процесса предусматривает раздельную пооче-
редную черновую и чистовую обработку основных поверхностей
детали 4 и 5, поэтому количество операций удвоено.
Вариант IV основан на создании новых баз, которыми яв л ль-
ются поверхности 3 и 7, полученные па первых двух операциях
Наружную поверхность втулки обрабатывают на двух разных
302
операциях, а черновую и чистовую обработку отверстия выпол-
няют на одной операции.
Вариант V является повторением варианта IV с той особен-
ностью, что черновую и чистовую обработку наружной поверх-
ности втулки выполняют в одной операции.
Рис. Г20. Схема шес7и вариантой процесса обработки бронзовой втулки
Наконец, в варианте VI первой операцией является черновая
и чистовая обработка отверстия протягиванием и затем обра-
ботка внешнего диаметра втулки и торцов, причем базой яв-
ляется протянутое отверстие. Для всех вариантов процесса не-
изменной остается операция обработки масляной канавки.
Из шести вариантов процесса обработки втулки оптимальны-
ми можно считать варианты II и VI. Они состоят из наимень-
шего количества операций и перестановок деталей, а это зна-
чит, что при несущественной разнице по сравнению с другими
вариантами в станкоемкости отдельных операций варианты II
Основные варианты обработки бронзовой втулки
Таблица 36
№ варианта	Первый станок		Второй станок		Третий станок		Четвертый станок		Пятый станок		Шестой станок	
	установоч- ные базы	обрабатывае- мые поверх- ности 1 I	установоч- ные базы	обрабатывае- мые поверх- ности	установоч- ные базы	1 1 обрабатывае- мые поверх- ности	установоч- ные базы	обрабатывае- мые поверх- ности [	о 3 С5 И о «3 К Ю * о^З	I । обрабатывае- । мые поверх- ности	установоч- ные базы	1 обрабатывав- 1 мые поверх- ности
I	6—4	ю | -• * Си 1 со	1—4	5—2; 6; 7; 8	5—1	4—2	6—4	9	—	—	—	—
II	6—4	5—1; 5—2; Г, 2; 3	5—1	4—1; 4—2; 6; 7; 8	1—4	9	—	—	—	—	—	—
III	6—4	5—1; 1; 3	5—1	4—1; 6; 8	6—4	5—2; 2	5—1	4—2; 7	6—4	9	•—	—
IV	6—4	1; з	1—4	6; 7	3—7	4—1; 2; 8	6—4 1	5—1; 5—2 1	5—1	4—2	6—4	9
V	6—4	1; з	1—4	6; 7	3—6	4—1; 4—2; 2; 8	6—4	5—1; 5—2	6—4	9	—	—
VI проход	6—4 П р и м' । ПОЛОВИН]	5—1; 5—2 е ч ан и е. Ци4 □I 4-й поверхнос	5 >ры 5—1 :ти.	4—1; 4—2; 1; 2; 6; 8 означают перв	4—1 4—6 »ый пре	3; 7 (ход 5-й повер	6—4 хности;	9 4—2 — второй	проход	* 4-й повер:	4— хности; —	- — первый w 8
304
и VI будут иметь и минимальную трудоемкость, и наименьшую
себестоимость обработки.
Установление оптимальной последовательности и сочетания
операций обработки при составлении типовых технологических
процессов является важным фактором в сокращении бесконеч-
ного разнообразия возможных вариантов процесса обработки
данной детали.
§ 42. РАЗЛИЧНЫЕ СПОСОБЫ СОВМЕЩЕНИЯ ПРОСТЕЙШИХ ОПЕРАЦИЙ
ОБРАБОТКИ
Обработка всякой детали состоит из определенного количе-
ства проходов или простейших элементарных операций, под ко-
торыми подразумевают обработку одной небольшой поверхно-
сти или некоторой части большой поверхности одним инструмен-
том за один проход. Сумма проходов, или элементарных опе-
раций, составляет полный процесс обработки детали.
Элементарные операции выполняют в определенной после-
довательности при большем или меньшем их совмещении. В со-
временной технологической практике количество совмещенных
элементарных операций на одном станке колеблется от одной
до нескольких сот. В большинстве процессов обработки за одну
установку детали на станке выполняют несколько элементарных
операций. Так, в варианте II обработки втулки (рис. 120) на
первом станке выполняют пять элементарных операций, на вто-
ром — тоже пять и только на третьем — одну операцию. На
автоматической линии блоков цилиндров бензинового двигате-
ля, состоящей из восьми двусторонних агрегатных станков, од-
новременно обрабатывают 534 поверхности, а на автоматиче-
ской линии завода «Форд» (см. рис. 38) одновременно работает
2291 инструмент.
Элементарные операции обработки совмещают следующими
способами:
1)	применением сложного комбинированного инструмента:
фасонных токарных резцов, ступенчатых сверл, зенкеров и раз-
верток, фасонных фрез, сложных протяжек, сложных профиль-
ных шлифовальных кругов и т. д.;
2)	работой с набором инструментов: набором резцов в од-
ной державке, суппорте, набором сверл, зенкеров, разверток,
метчиков в многошпиндельной сверлильной головке обычно свер-
лильного или агрегатно-сверлильного станка; набором фрез во
фрезерном станке; набором шлифовальных кругов в многокам-
невом шлифовальном станке и т. д.;
3)	обработкой деталей гга многопозиционных многоинстру-
ментных станках с применением набора инструментов на каж-
дой позиции, на дву- и трехсторонних агрегатных станках с мно-
гоинструментными агрегатными головками и т. д.;
305
4)	соединением нескольких многоинструментных станков в
одну автоматическую линию.
Технология машиностроения и в дальнейшем будет разви-
ваться в направлении создания процессов обработки и оборудо-
вания с возможно большим совмещением операций обработки
на одном станке, поскольку это обеспечивает минимальную тру-
доемкость обработки деталей.
§ 43.	ПРИНЦИП ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И КОНЦЕНТРАЦИИ ОПЕРАЦИЙ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Среди принципов различного построения операций обработ-
ки следует выделить два: принцип дифференциации и принцип
концентрации операций.
Дифференциацией операций обработки будем считать выпол-
нение операций одним инструментом последовательно на одном
или на разных станках.
Концентрацией операций обработки будем считать выполне-
ние группы элементарных операций одновременно многими ин-
струментами на однопозиционном, многопозиционном станке или
на автоматической линии при установке на позиции одной или
нескольких обрабатываемых деталей.
Примером процесса, основанного на принципе дифференциа-
ции операций, может служить токарная обработка (шесть чер-
новых и шесть чистовых операций) шестиступенчатого вала
(рис. 121, а) в несколько установок на одном станке или при
массовом выпуске в 12 установок на 12 токарных станках.
На рис. 121, б показана схема обработки того же вала мето-
дом концентрации операций: одновременно восемью резцами.
Черновую и чистовую токарную обработку вала выполняют за
четыре установки (две черновые и две чистовые операции).
Указанные определения существенно отличаются от опреде-
лений, кое-где принятых в настоящее время. Например, по та-
кому определению, полная обточка ступенчатого вала (рис.
121, а) одним резцом на одном токарном станке за 25,4 мин
рассматривается как обработка по принципу концентрации опе-
раций, так как все токарные операции выполняют на одном
станке. Обработку того же вала на шестишпиндельном токарном
полуавтомате непрерывного действия за Р/2 мин также относят
к обработке по принципу концентрации операций. Подобное сме-
шение понятий недопустимо.
Исходя из принятого выше определения принципа дифферен-
циации операций обработки, процесс сверления большого коли-
чества отверстий в корпусной детали в роторном кондукторе на
радиально-сверлильном станке одним сверлом нужно считать
процессом, основанным на дифференциации операций, так же,
как последовательную обработку разными инструментами одной
детали на револьверном станке.
306
Выполнение отдельных простейших операций на отдельных
станках, когда один инструмент обрабатывает одну или две по-
верхности, а полностью деталь обрабатывается на многих стан-
ках при многократной ее перестановке, будет являться наиболее
типичной формой дифференциации операций обработки. Приме-
ром такой обработки являлась обработка снарядов на однопози-
ционных станках во время Великой Отечественной войны. Для
полной обточки снаряда требовался набор из 8—10 станков.
Рис. 121. Обработка шестиступенчатого вала:
а) — одним резцом в 14 переходов; б) — восемью и шестью рез-
цами в четыре установки
Фактически в машиностроении в той или другой форме при-
меняют оба указанных принципа механической обработки дета-
лей. До последнего времени оба эти принципа существовали как
равноправные. В настоящее время следует установить, что прин-
цип дифференциации обработки уступает место принципу кон-
центрации; это отмечается в первую очередь в крупносерийном
и массовом производствах. Производительность оборудования,
основанного на принципе дифференциации процесса обработки,
является недостаточно высокой.
Это легко показать на приведенном выше примере обработ-
ки ступенчатого вала. Процесс токарной обработки указанного
вала (рис. 121, а) состоит из 28 элементарных операций. Дву-
кратное обтачивание шести шеек с разбивкой обточки средней
шейки на два отдельных прохода составляет 14 операций; дву-
кратная подрезка семи торцов, включая выточку четырех кана-
вок, составляет вторые 14 операций. Условно можно принять, что
станкоемкость чистовой токарной обработки всех поверхностей
307
будет равна станкоемкости черновой обработки тех же поверх-
ностей.
В табл. 37 приведена сравнительная станкоемкость обработ-
ки одной половины вала методом дифференциации (два спосо-
ба) и методом концентрации операций. При последовательном
выполнении элементарных операций на одном станке станкоем-
кость обработки будет равна примерно 6,7 мин. При обработке
того же конца вала аналогичным способом, но на четырех стан-
ках в четыре установки станкоемкость увеличивается до 9,2 мин
за счет времени на три дополнительные установки вала. Считая
приближенно, что станкоемкость обработки второго конца вала
будет равна первой, полная станкоемкость токарной обработки
методом дифференциации составит
ГД1 = 6,7 X 4 - 26,8 мин
при обработке на одном станке и
7\2 = 9,2 X 4 = 36,8 мин
при обработке на четырех станках, или на 37,3% больше. При
обработке этого же вала методом концентрации операций на
многошпиндельном многорезцовом полуавтомате в четыре уста-
новки со скоростью резания 70 м!мин вместо 90 м]мин станко-
емкость токарной обработки снизится до 1,0X4 = 4,0 мин, т. е.
в 6,7 или 9,2 раза меньше. Таким образом, концентрация опе-
раций механической обработки сокращает станкоемкость при-
мерно пропорционально увеличению числа одновременно рабо-
тающих инструментов (см. табл.37).
В рассматриваемом примере выполнение двух элементарных
операций на отдельном станке привело к увеличению станкоем-
кости обработки на 37,4%. В других подобных случаях при ра-
боте станков с постоянной настройкой и при автоматизации дви-
жений рабочих органов станка можно получить значительное
уменьшение станкоемкости обработки, однако концентрация опе-
раций обработки сокращает станкоемкость обработки в боль-
шей степени.
Примером дифференциации операций, совмещенной с авто-
матизацией станков, является упомянутая выше автоматизация
токарной обработки снарядов. В этих станках зажим детали,
рабочий ход, подвод и отвод инструмента были автоматизиро-
ваны.
Процессы обработки и оборудование, основанное на диф-
ференциации операций с выполнением каждой операции на от-
дельном станке, были широко распространены в начале текуще-
го столетия и реже применяются в настоящее время. Это объ-
ясняется тем, что при дифференциации операций производитель-
ность поточной линии возрастает во много раз и применяется
простое автоматизированное оборудование. Однако станкоем-
Таблица 37
Станкоемкость чистовой обработки вала при дифференциации и концентрации операций
J ИИПВ(	Наименование	Дифференциация операций.		Универсальный станок		Концентрация операций. Токарно-многорезцовый станок	
№ onej	операций	I вариант. Обработка в одну установку. Эле- менты работы	Время, сек	II вариант. Обработка в че- тыре установки. Элементы работы	Время, сек	III вариант. Обработка в одну установку. Элементы работы	Время, 1 сек
1	Обточка шейки диаметром 65 мм	Установка, зажим и съем детали вручную Подвод, установка на размер и отвод суппорта вручную Проточка шейки	50 25 32	Установка, зажим и съем детали вруч- ную Подвод, установка на размер и отвод суп- порта вручную Проточка шейки	50 25 32	Установка и съем де- тали вручную, пнев- матический зажим Автоматический под- вод и отвод суп- порта Проточка шейки	17 6 40
	Время на опера- цию		107		107		63
2	Обточка шейки диаметром 50 мм. Подрезка торца и выточка канавки	Деталь не устанавливают. Подводка, настройка на размер, отвод продольного и поперечного суппортов, открепление., поворот и за- крепление резцедержавки 2 раза. Проточка шейки, подрезка торца	60 36	Установка, зажим и съем детали вруч- ную. Элементы	работы те же, что в I ва- рианте Проточка шейки, под- резка торца	50 60 36	Деталь не устанавли- вают. Элементы ра- боты: I и 11 варианты отсутствуют Обработку совмещают с 1-й операцией	—
	Время на опе- рацию		96		146		—
П родолжение табл. 37
рации |	Наименование	Дифференциация операций. Универсальный станок				Концентрация операций. Токарно-многорезцовый станок	
| № one	операций	I вариант. Обработка в одну установку. Элемен- ты работы	Время, сек	II вариант. Обработка в че- тыре установки. Элементы работы	Время, сек	Щ вариант. Обработка в одну установку. Элементы работы	Время, сек
3	Обточка шейки диаметром 38 мм и подрезка торца	Деталь не устанавливают. Движения суппортов те же, что во 2-й операции Проточка шейки, подрезка торца	60 39	Установка, зажим и съем детали вручную Движения суппортов те же, что во 2-й опе- рации I варианта Проточка шейки, под- резка торца	50 60 39	Деталь не устанавли- вают. Элементы ра- боты: I и II вариан- ты отсутствуют Совмещается с 1-й опе- рацией	—
	Время на опе- рацию		99		14)		—
4	Обработка шей- ки диаметром 25 мм и торца	Деталь не устанавливают Элементы движений суппор- тов те же, что во 2-й опе- рации Проточка шейки и подрезка торца	60 40	Установка, зажим и съем детали вруч- ную Элементы движений суппортов те же, что во 2-й операции I варианта Проточка шейки и подрезка торца	50 60 40	Деталь не устанавли- вают Элементы работы: I и II варианты отсут- ствуют Совмещается с 1-й операцией	—
	Время на опе- рацию		100		150		—
	Общая станкоем- кость обработки, сек, мин		402 6,7		552 9,2		63 1,0
со
о
310
кость обработки, а следовательно, и себестоимость остаются вы-
сокими.
Так, в рассмотренном примере при обработке вала на 14
станках темп выпуска поточной линии увеличивается в 5,4—
8 раз; деталь передается с одной операции на другую и выдает-
ся с линии через 1,7—2,5 мин вместо 13,4 мин. Однако станко-
емкость обработки все же остается в 6,7—9,2 раза больше, чем
станкоемкость обработки детали при концентрации операций.
Промежуточное положение занимает обработка на токарно-
копировальном станке. Непрерывное точение одним резцом всех
шеек вала — принцип дифференциации операций, поскольку вре-
мя обработки отдельных шеек суммируется. Однако вследствие
непрерывности резания исключается все вспомогательное время
на перестановку и перезакрепление детали и инструмента.
Станкоемкость обработки будет равна сумме времени реза-
ния по первому варианту и времени на установку и съем дета-
ли! Тк = 64-^4-/з + ^4 + ^5= (32 + 36+39+40+17) = 164 сек, или
2,7 мин, т. е. в 2,5 и в 3,4 раза меньше, чем станкоемкость обра-
ботки на универсальных станках.
Необходимо иметь в виду, что при копировальной обработ-
ке время на смену и регулирование инструмента будет также
в несколько раз меньше.
§ 44.	ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ОПЕРАЦИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ
Технологический процесс обработки всякой детали мож-ет
быть дифференцирован на к элементарных операций, которые
выполняются одним инструментом за один проход. Если время
обработки каждого прохода будет t\, t2, tK, то при дифферен-
циации обработки, т. е. при последовательном выполнении каж-
дой отдельной операции одним инструментом на отдельном
станке, станкоемкость полной обработки детали
к
Л == Л 4- ^2 4- + ••• 4-	^^ср»	‘	(37)
1
где к —число элементарных операций;
Zcp— средняя продолжительность этих операций, равная
сумме машинного /м и вспомогательного tB времени,
мин.
Элементарные операции можно выполнять несколькими инст-
рументами одновременно, одним сложным или несколькими ин-
струментальными блоками, одним или несколькими суппортами
с набором резцов, набором фрез, многошпиндельной сверлиль-
ной головкой и т. д.
Каждая группа таких блоков инструментов будет выполнять
т элементарных операций, образуя одну укрупненную опера-
311
цию. Время, необходимое для выполнения такой операции, бу-
дет то же среднее время ZCp- Однако количество операций умень-
шится в пг раз и будет равно / — ~~ . Станкоемкость обработки
той же детали сократится и будет равьа
i
== t\ + h + • •• + ti == 2 e ^cp e	(58)
i
где Z'i, t\ и т. д. — станкоемкость укрупненных операций;
/ — количество укрупненных операций.
Формула (58) выражает концентрацию операций первой сте-
пени. Примером подобной концентрации операций является об-
работка с помощью многорезцовых суппортов одношпиндельно-
го или одной позиции многошпиндельного станка, агрегатной и
многошпиндельной головки сверлильного станка и т. д.
Среднее количество элементарных операций т, объединяе-
мых в укрупненные операции, будет„характеризовать степень
концентрации операций
от = -р	(59)
Из сравнения уравнений (57) и (58) видно, что станкоем-
кость обработки после первичной концентрации операций 7*п
уменьшится в
Zk ==	===== гп раз;
т ?СР
Гд = тТп.	(60)
Объединяя инструментальные блоки в нескольких позициях
'(головках, шпинделях) станка, будем иметь концентрацию опера-
ций второй степени. Примерами оборудования для концентра-
ции операций второй степени являются многопозиционные мно-
гошпиндельные полуавтоматы, многофрезерные барабанные
станки, дву- и трехсторонние агрегатные сверлильные стан-
ки и т. д.
Допустим, что нам удалось / укрупненных операций и все ин-
струментальные блоки, их выполняющие, разместить в с много-
позиционных станках. Тогда каждый такой станок будет в сред-
нем объединять п== — укрупненных операций. В таком случае
количество станочных операций определится по формуле
C-i	(61)
Среднее число п объединяемых в одном станке укрупненных
операций будет характеризовать вторичную степень концентра-
ции.
312
Станкоемкость обработки детали после вторичной концент-
рации сократится дополнительно в п раз и будет равна
с
^3 = ^01 + Л>2 + ^оЗ + ••• + ^ОС == 2	==^0 =" ^о,	(62)
1
где /01, Zo2, ^оз и т. д. — станкоемкость обобщенной операции
на многопозиционном станке;
к и т — имеют те же значения, что в уравне-
ниях (57) и (58);
/0 — средняя станкоемкость одной обобщен-
ной операции, равная tQ =	0 + h. о»
где tM Q — машинное, а 0 — вспомо-
гательное время на многопозиционном
станке.
Первичная и вторичная концентрации операций сокращают
общую станкоемкость обработки Тв в тпл раз, что следует из
сравнения уравнений (60) и (62):	*
Т п	^Ср	^ср
77ev-L==/nn7r==w	(63)
тп ta
где
^ср
При /ср = t0 общая станкоемкость обработки Тв сокращается
в тп раз, при /ср>/0 сокращение станкоемкости Тв будет
соответственно больше.
Большинство многопозиционных станков имеют отдельные
загрузочные позиции, что обеспечивает совмещение вспомога-
тельного и машинного времени (при ^в.о^^м.о)- Для таких
станков ^о==^м.о> а соотношение станкоемкостей будет равно
т =	_ А+А = 1 + А	(64)
*0	to	to
так как
^м. о-
Машинное время элементарной операции, выполняемой на
универсальном и мног'опозиционном станках, приближенно мож-
но считать одинаковым, так как повышенные холостые движения
универсального станка, включаемые в машинное время, уравно-
вешивают меньшее время резания этого станка, т. е. можно при-
нять /м= ^м.о*
Вспомогательное время элементарной операции /в, выполняе-
мой на универсальном станке, во многих случаях будет прибли-
жаться и даже будет равным машинному времени обобщенной
313
операции to многоинструментного станка, т. е. /в /о. При-
ближенно можно принять
т = 1 +	1,5-*-2,0.	(64а)
*0
Поэтому сокращение общей станкоемкостн обработки на
многопозиционных станках с отдельной загрузочной позицией
будет равно
7\ = vnn Тв	(1,5 -ч- 2,0) тп Тв.	(63а)
Для многоинструментных станков, не имеющих отдель-
ной загрузочной позиции, соотношение станкоемкостн элемен-
тарной и обобщенной операции будет
Для таких станков сокращение общей станкоемкостн обра-
ботки после первичной и вторичной концентрации операций бу-
дет равно
Тп = ътпТв = tnnTB,	(636)
или в 1,5—2 раза меньше предыдущего примера.
Из уравнений (63а) и (636) следует, что отдельная загрузоч-
ная позиция в многоинструментном станке, т. е. совмещение
вспомогательного и машинного времени, дает возможность
вдвое сократить общую станкоемкость обработки детали против
сокращения станкоемкостн без отдельной загрузочной позиции.
Так, при тп — 20 общая станкоемкость после первичной
и вторичной концентраций операций будет снижена в первом
случае до
7\ = хтпТв1 = 2 X 20Гв1 = 4О7'в1,
или в 40 раз, во втором случае — до
7\ = vnnT^ = 2QTBi,
или в 20 раз.
Следовательно, средняя станкоемкость элементарной опера-
ции, выполняемой на универсальном станке, Zcp всегда больше
станкоемкостн обобщенной операции многоинструментного
станка /о, т. е.
, = ^>1,0.
*0
Таким образом, первичная и вторичная концентрации опера-
ций сокращают станкоемкость обработки обратно пропорцио-
нально числу совмещаемых элементарных операций и, кроме
того,— на время, затрачиваемое на многократное закрепление
и открепление детали при дифференцированном процессе обра-
ботки.
314
Примером неполного использования высокой концентрации
операций является трехсторонний 77-шпиндельный резьбонарез-
ной станок для обработки блока цилиндров бензинового двига-
теля. При общей станкоемкости операции /0 = 1,2 мин машинное
и вспомогательное время равны между собой, т. е. /в.о=/м.о =
= 0,6 мин. Таким образом, работа сложного автоматического
механизма составляет только 50%. В поточной автоматической
линии с ритмом работы /0 = 1 мин вспомогательное время /в.о
(время на закрепление, открепление и передвижение детали
с одной позиции на другую) равно 0,3 мин, или 30%.
Возможна и третья степень концентрации операций. К ней не-
обходимо отнести объединение операции концентрации второй
степени, т. е. многопозиционных или многосторонних агрегатных
станков, в автоматические линии. При объединении всех станков с
в одну автоматическую линию все элементарные операции к
будут выполняться одновременно. Это будет максимальная кон-
центрация операций, при которой степень концентрации увели-
чится еще в с раз, а станкоемкость обработки Гт дополнительно
уменьшится в с раз и будет равна
л=— = t0 =А»,
т с тпс 0	°’
(65)
так как к = тпс. При максимальной концентрации операций
станкоемкость обработки детали равна машинному времени
элементарной операции, если на каждой позиции установлена
одна деталь, плюс время на смену и регулирование инструмен-
та, отнесенное к одной детали.
Из уравнений (62) и (65) видно, что для определенной диф-
ференциации процесса обработки станкоемкость обработки Тх
будет изменяться в зависимости от степени концентрации опе-
раций по гиперболической кривой:
Тх^ — /0= — t9x.	(65а)
х тп 0 х э*	7
где Тх— станкоемкость обработки при концентрации операций
х = тп;
к — количество элементарных операций в данном процессе
обработки;
/эх— станкоемкость элементарной операции при той же кон-
центрации.
Анализ ряда простейших и высокопроизводительных процес-
сов показал, что экономически целесообразно применять высо-
копроизводительные станки с высокой концентрацией операций
даже при неполной их загрузке. С достаточной для практики
точностью можно также принять, что степень концентрации опе-
раций х пропорциональна минимально необходимому для при-
менения высокопроизводительного оборудования выпуску Q,
315
т. е. степень концентрации х = тх при изменении выпуска будет
изменяться по прямой, как показано на рис. 122.
Станкоемкость элементарной операции 4 будем условно
считать неизменной для всех выпусков.
Рис. 122. График зависимости станкоемкости обработки
и степени концентрации операций от выпуска деталей
При указанных допущениях, зная степень концентрации х,
количество элементарных операций к и среднюю их станкоем-
кость, по уравнению (65а) можно приближенно определить оп-
тимальную станкоемкость обработки данной детали при задан-
ном выпуске и построить кривую изменения трудоемкости в за-
висимости от выпуска и коэффициента трудоемкости (стр. 207).
Степень концентрации х — тх может быть также определена
аналитически из уравнения прямой (см. рис. 122), которое
имеет следующий вид:
х = тх = 1 + q (т2 — 1),	(656)
ПОСКОЛЬКУ /721 = 1, И q =
Значения т2, q и к должны быть взяты из типового процес-
са, к которому отнесена данная деталь. Значение к можно так-
же подсчитать по процессу обработки и чертежу детали.
Во всех предыдущих формулах брали среднюю станкоем-
кость элементарных операций. Фактическая станкоемкость эле-
ментарных операций будет колебаться от /мин до /макс мин. По-
этому после совмещения элементарных операций станкоемкость
укрупненных и обобщенных операций всегда будет равна наи-
большей продолжительности одной из элементарных операций,
316
т. е. /ср в конечных формулах станкоемкостн необходимо заме-
нить на /Макс- Отсюда действительные станкоемкостн после пер-
вичной и вторичной концентраций операций будут равны:
rD= -£лакс,	(58а)
Л = романс-	(62а)
Станкоемкость обработки при максимальной концентрации
операций будет равна
Тх = макс’	(65в)
где /э.макс—максимальная длительность элементарной операции.
Из формул (58а), (62а) и (65в) следует, что станкоемкостн
элементарных операций должны иметь минимальные колебания,
так как увеличение станкоемкостн хотя бы одной элементарной
операции соответственно увеличит общую станкоемкость обра-
ботки детали после проведения концентрации операций.
Минимальная станкоемкость при максимальной концентра-
ции операций может быть уменьшена в несколько раз, если на
каждой позиции многопозиционного станка будет обрабаты-
ваться не одна, а b деталей. В этом случае максимальная дли-
тельность элементарной операции одной детали /э.в уменьшится
в b раз:
=	(65г)
Формулы (58а), (62а) и (65в) будут правильны и для таких
случаев, но вместо /э.макс в формулы должны быть введены /э.в-
При совмещении операций разной длительности станкоем-
кость укрупненной и обобщенной операции будет равна наи-
большей длительности одной из совмещенных операций.
Наибольшая эффективность будет достигнута при разбивке
процесса механической обработки детали на возможно большее
количество элементарных операций с минимальной и одинаковой
станкоемкостью, которая и будет станкоемкостью обработки н«а
многопозиционном станке или на автоматической линии при
максимальной концентрации операций.
Характерным примером первичной и вторичной концентра-
ций операций являются токарно-карусельные многошпиндельные
многорезцовые полуавтоматы, многосторонние и многопозицион-
ные агрегатные станки карусельного и барабанного типов, объ-
единяющие в одном агрегате различные виды механической об-
работки, а нередко и термическую обработку.
В автоматические линии механической обработки, кроме то-
го, включают литейные, гальванические, сборочные и другие
процессы.
Примером максимальной концентрации механической обра-
ботки может служить обработка маховика (рис. 123) на вось-
317
мишпиндельном токарно-карусельном полуавтомате (рис. 124).
На шести позициях одновременно двадцатью резцами обтачи-
вают начерно и начисто все поверхности маховика с одной
стороны, а на двух последних сверлят и развертывают шесть от-
верстий 12 инструментами одновременно.
Станкоемкость обработки составляет всего 2 мин. При обра-
ботке второй стороны маховика на таком же станке 27 инстру-
ментами одновременно
черновую и чистовую об-
работку маховика, вклю-
чая сверление и развер-
тывание шести отверстий,
выполняют также за
2 мин. Станкоемкость об-
работки маховика по ме-
тоду дифференциации
операций на токарно-уни-
версальном и радиально-
сверлильном станках со-
ставила бы около 180 мин,
или в 45 раз больше.
На рис. 125 показано
совмещение операций то-
карной обработки на то-
карно-карусельном ше-
стишпиндельном станке
непрерывного действия:
на трех шпинделях обра-
батывают одну сторону
вала семью резцами каж-
дый (первая операция), а
на трех остальных шпин-
Рис. 123. Маховик
делях — вторую его сторону восемью резцами на каждом (вто-
рая операция). Общая станкоемкость обработки вала — 1 мин.
Полную токарную обработку (черновая и чистовая) обеспечи-
вают двумя станками за 2 мин вместо 26,8 и 36,8 мин при
дифференциации операций, или в 31,8 раза скорее.
На рис. 126 показана обработка картера коробки передач на
шестипозиционной автоматической линии, включающая фре-
зерование плоскости, растачивание точных отверстий, сверление
и нарезание резьбы в мелких отверстиях, цекование торцов от-
верстий и т. д. На каждой позиции обрабатывают по две детали,
поэтому станкоемкость обработки будет равна 0,98 мин при об-
щей продолжительности операций 1,95 мин.
Сверление отверстия диаметром 10 мм на длину I = 200 мм
в корпусной детали можно выполнить как в один проход на од-
ной позиции автоматической линии, так и в три прохода, разде-
Схема расположения
Позиция Ш, К
Позициями (сверление)
ПозицшШ(раз8ерты8(1ниу
Рис. 124. Наладка для обработки маховика на восьмишпиндельном
токарно-карусельном полуавтомате
№ма расположения суппортов
Рис. 125. Обработка ступенчатого вала на токарно-карусельном
полуавтомате непрерывного действия

320
лив операцию на три -и выполняя сверление на каждой позиции
на длину 1/3 = 67 мм одновременно. Время сверления сократит-
ся примерно втрое — с tQ= 1,5 мин до 4=0,5 мин.
При небольшом количестве проходов и невозможности их
дробить можно на каждой позиции станка одновременно обра-
батывать не одну, а несколько деталей. В . этом случае станко-
емкость обработки также сократится во столько раз, сколько
деталей одновременно будет обрабатываться на каждой пози-
ции, т. е.
___ 4
х — ~Г‘
§ 45. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОПЕРАЦИЙ
И КОЛИЧЕСТВА ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ МНОГОПОЗИЦИОННОГО
СТАНКА И АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ
Предел концентрации операций может быть очень высоким.
Он зависит от дробления процесса обработки детали на элемен-
тарные операции и одновременного выполнения числа этих опе-
раций на одном станке или на одной автоматической линии.
Если процесс обработки детали можно разделить на к эле-
ментарных операций-проходов и все они будут выполняться
одновременно на одном станке или на одной автоматической
линии и если на одной позиции будут устанавливаться не одна,
а b деталей, то предел концентрации операций ппр увеличится
в b раз и будет равняться tinv = Kb, а станкоемкость обработки
сократится в кЬ раз:
^=1 -4-^ = ^. в.	(65д)
поскольку X = к.
Число одновременно работающих инструментов в наладке
п = кЬ.
Однако дробление операций и количество одновременно ра-
ботающих инструментов нельзя повышать беспредельно. Насту-
пит момент, когда будет бесполезно увеличение количества
одновременно работающих инструментов в данной наладке, так
как общая станкоемкость обработки Тш перестанет уменьшать-
ся, несмотря на рост концентрации операций, и начнет даже
увеличиваться, как показано на рис. 127.
Минимум станкоемкости Тш.мин, достигнутый при определен-
ном количестве инструментов п в наладке, будет пределом кон-
центрации операций данного процесса. Он определяется по
уравнению
МИН ==	== h + h + ^Х +	(66)
321

Рис. 127. График зависимости станкоем-
кости обработки от количества одновре-
менно работающих в наладке инструмен-
тов (в многопозиционном станке или ав-
томатической линии):
7 - общая станкоемкость операции, вклю-
чая время на смену и регулирование инстру-
мента; Т^.— машинное время обработки без
учета времени на смену инструмента; tQ —
вспомогательное время на установку и съем
деталей; t — время на смену и регулирова-
ние инструмента; /х — время холсстых хо-
дов; х — количество инструментов в наладке
(степень концентрации элементарных опера-
ций) Tx-Tm — tz
где кп /э—машинное время, определяемое по формуле (65а);
к —- общее количество элементарных операций;
п, == х — количество инструментов в наладке;
/э — машинное время элементарной операции;
/с — время на смену и регулирование инструментов,
отнесенное к одной детали;
/х — время холостых ходОв станка — постоянная вели-
чина для данной наладки;
/в — время на установку и съем детали, постоянное
для данной наладки.
Кривая Тш (рис.
127)—суммарная кри-
вая, включающая че-
тыре указанных эле-
мента.
При увеличении
числа одновременно
работающих инстру-
ментов в многопозици-
онных наладках с от-
дельной загрузочной
позицией машинное
время Тх может на-
столько уменьшиться,
что будет меньше вспо-
могательного времени
/в, т. е. Т х
В этом случае стан-
коемкость операции
будет	о п р едел яться
вспомогательным вре-
менем /в, и дальней-
шее снижение машин-
ного времени Тх не
увеличит выпуска.
При построении
кривой (рис. 127) по
уравнению (66) приня-
то, что вспомогатель-
ное время /в и холо-
стые ходы станка на
одну деталь взяты ми-
нимальными, что они остаются постоянными и не зависят от
числа инструментов в наладке.
Принято далее, что при различном числе инструментов стан-
ки работают с оптимальными режимами резания и что время
1 1 Зак. 24 46
322
на смену и регулирование инструментов tc будет прямо пропор-
ционально числу одновременно работающих инструментов п,
т. е. будет изменяться по прямой, как показано на рис. 127 и 129.
Такое допущение сделано на основании обработки данных на-
блюдений в течение 24 смен за работой и сменой 461 инструмен-
та на 15 многошпиндельных полуавтоматах на автозаводе
им. Лихачева (рис. 128).
48-
44-
цо-
36•
32-
28
24
20
16
12
8
и
О
Ю 20	30	40	50	60	70	80 п
Рис. 128. Количество одновременно сменяемых ин-
струментов в процентах (q) и время на смену их
7Н в зависимости от количества инструментов
в наладке (п):
66, 93, 38 и др. — среднее число зарегистрированных
замен инструмента
Как следует из диаграммы (рис. 128), общее время на смену
и регулирование инструмента Гн для общепринятых режимов
резания будет приближенно выражаться формулой
Гн =	(67)
где q — процент одновременно сменяемых инструментов;
п — количество инструментов в наладке;
/н—среднее время на смену одного инструмента, мин.
В результате таких же наблюдений было определено мини-
мальное и максимальное время в процентах машинного време-
ни на смену и регулирование инструментов для токарных нала-
док и наладок сверлильно-агрегатных станков и автоматических
линий (рис. 129).
Как видно из рис. 129, изменение времени на смену и регу-
лирование инструментов tc при токарной обработке колеблется
от 2,5—5,0 до 25—30%, а для сверлильных работ — от 2,5—5,0
до 25% машинного времени, причем увеличение прямо пропор-
323
ционально росту количества инструментов в наладке, т. е. время
на смену и регулирование инструментов
где q — процент машинного времени, затрачиваемый на смену
Рис. 129. Время на смену и регулирование инструмента в за-
висимости от количества инструментов в наладке при дей-
ствующих режимах резания:
1 — при точении; 2 — при сверлении
Подставив в уравнение (66) значение tc = qt9 и сняв постоян-
ные величины tx и tB, не влияющие на определение минимума
станкоемкости, получим более простое выражение станкоемкости
V + 'с = (-Т + ?)	(66а)
Значение q для количества инструментов п определяют из
уравнения (рис. 129)
? = +	(68)
где q} — доля машинного времени на смену и регулирование ин-
струментов при одном, a q2—при п2 инструментах.
Оптимальное количество инструментов для данного процесса
обработки можно найти, определяя станкоемкость Тш последо-
вательно для нескольких значений п и строя по ним кривую из-
менения 7\п, как показано на рис. 133 и 134.
Однако необходимо иметь в виду, что продолжительность
элементарной операции /э также увеличивается с ростом коли-
чества инструментов в наладке, поскольку при этом снижаются
скорости резания.
Анализ действующих режимов резания на одно- и многоин-
струментных станках предприятий автостроения показал, что
скорости резания и длительность элементарных операций изме-
няются, как показано на рис. 130 и 131; на токарных работах
#они уменьшаются втрое: t2= 3/ь на сверлильных — вчетверо:
Z2= 4/ь
11*
324
Для приближенного определения оптимального количества
инструментов в наладке можно считать, что в установленных
наблюдениями пределах скорость резания ведущего инструмен-
Количество одновременно работающих инструментов
Рис. 130. Изменение скорости резания и машин-
ного времени в зависимости от количества инет*
рументов в наладке при токарной обработке (по
данным передовых предприятий)
WW г*
W I
«§•
30 !
20 §
10 g
25 50 75 ЮО 125 150 175 200 225 250 п,шт.
Количество инструментов 6 наладке
Рис. 131. Изменение скорости резания и машинного
времени в зависимости от количества инструментов
в наладке при работах сверлильного типа (по данным
передовых предприятий)
та наладки будет изменяться прямо пропорционально количе-
ству инструментов в наладке, т. е. машинное время для п ин-
струментов данной обработки
^ = ^ + ^-(^2-^).	<69)
325
где 4i—станкоемкость элементарной операции при скорости
резания для одного инструмента;
4s— станкоемкость элементарной операции при меньшей
скорости резания при предельно высоком количестве
инструментов в наладке п2.
Схема расположения
суппортов	1 #0
Рис. 132. Схема чистовой обработки многоступенчатого вала на
шестишпиндельном токарно-карусельном полуавтомате непрерыв-
ного действия (одновременно работает 81 инструмент)
При решении уравнения (66а) необходимо для каждого зна-
чения п находить значение q по уравнению (68) и свое значе-
ние 4—по уравнению (69).
Для упрощения обозначений при решении примеров примем
4 == 4 41 ~ и 4г = ^2*
На основании найденных зависимостей проверим эффектив-
ность токарной многоинструментальной наладки с 81 режущим
инструментом и выясним целесообразность дальнейшего увели-
чения количества инструментов в наладке.
На рис. 132 показана обработка многоступенчатого вала на
шестипозиционном* токарно-карусельном, полуавтомате непре-
326
рывного действия. Обработка вала состоит из 27 элементарных
операций: на шести шпинделях размещено три пары одинако-
вых -наладок с 81 резцом. Средняя станкоемкость элементарной
операции для одного резца при оптимальных режимах резания
принята равной tY= 0,5 мин, а для 81 инструмента 6=36 =
= 1,5 мин.
Время на смену и регулирование инструмента tc принято
равным 5% при одном инструменте и 30% машинного време-
ни— при 80 инструментах в наладке.
Рис. 133. Станкоемкость обработки на токарно-карусельных по-
луавтомата’х при различных числах инструментов в наладке
При таких условиях станкоемкость элементарной операции
для разного количества инструментов
t = tx + А- (/2 -	= 0,5 + -£ (1,5 - 0,5) = 0,5 + 0,0125/z.
Коэффициент, определяющий время на смену и регулирова-
ние инструментов (для п инструментов),
<7 =	(<?2 - <7i) = 0,05 + 3,125.10-3 п.
Общая станкоемкость обработки при различном количестве
инструментов в наладке п будет найдена по формуле (66а):
Кривая, построенная по данному уравнению для различных
значений п, показана на рис. 133. Как видно из этой кривой,
при обработке вала на станке с 81 инструментом станкоемкость
обработки будет равна 0,94 мин.
При дальнейшем увеличении количества инструментов в на-
ладке путем добавления двух шпинделей и суппоротов с 27 ин-
струментами и при увеличении времени на см^ну и регулирова-
327
ние инструментов до 38,7% время на обработку вала увеличит-
ся до Тш= 1,2 мин, т. е. замена шестишпиндельного станка на
восьмишпидельный была бы нецелесообразной, так как выпуск
деталей со станка уменьшился бы на 27,7%.
Увеличение количества инструментов в наладке будет целе-
сообразным при повышении качества инструментов (его прочно-
сти, стойкости), что позволит снизить время на смену инстру-
мента /с при тех же режимах резания или повысить режимы ре-
зания при том же значении tc.
30
25
20	60	100	140	180	230 п,шпг
Количество инструментов
Рис. 134. Станкоемкость обработки на агрегатно-сверлильных
полуавтоматах и автоматических линиях при различном коли-
честве инструментов в наладке
За рубежом пошли по первому пути создания более жестких
конструкций многопозиционных станков, позволивших повысить
скорость резания втрое при сохранении неизменным времени на
смену и регулирование инструментов.
На pffc. 134 приведена кривая выполнения 180 элементарных
операций на сверлильно-агрегатных полуавтоматах с различной
концентрацией операций. В соответствии с практикой передо-
вых предприятий станкоемкость элементарной операции t при-
нята изменяющейся в 4 раза (см. рис. 131), а время на смену
и регулирование инструментов —с 5 до 25% при изменении ко-
личества инструментов в-наладке от 1 до 230 (см. рис. 128).
Станкоемкость элементарной операции для одного инструмен-
та при оптимальной скорости резания принята равной tv =
= 0,5 мин, а для 230 инструментов —
/2 = 4/Р
Для п инструментов
t = + -Р- (/2 - / J = 0,5 +	/г = 0,5 + 6,52 • 10~3 п,
<?2	ZOU
где	' t9 = t.
328
Соответственно коэффициент
Я = Яг + ~(Я1 ~<7i) = 0,05 + " 0,2 = 0,05 + 8,7-10-4п.
/4 2	ZOV
Общая станкоемкость обработки для различного количества
инструментов в наладке п будет выражена формулой (66а).
Кривая, построенная по данному уравнению, показана на
рис. 134. При выполнении 180 элементарных операций одновре-
менно 180 инструментами общая станкоемкость обработки бу-
дет Тш = 2 мин. При увеличении инструментов до 230, т. е. с до-
полнительным дроблением операций, общая станкоемкость об-
работки повысится на 0,08 мин, или на 4%. Но если время на
смену и регулирование инструментов возрастет не до 25%, а до
30%, общая станкоемкость обработки увеличится до 2,2 мин.
Учитивая недостаточную точность расчетов, можно считать, что
оптимальное количество инструментов в наладке будет равно
примерно 200. Дальнейшее увеличение инструментов в наладке
будет целесообразным при повышении качества инструмента,
что позволит увеличить скорости резания при сохранении преж-
ней стойкости.
При большом количестве инструментов в наладке и необхо-
димости решить, целесообразна ли концентрация всех инстру-
ментов на одном станке или следует разделить ее на два станка,
нужно сравнить станкоемкость обработки на двух станках Гш2
и на одном станке Лщ. Если общая станкоемкость обработки на
двух станках Гш2 будет меньше или равна общей станкоемкостн
обработки на одном станке Тшь то следует предпочесть два
станка одному, так как в этом случае наладка будет проще, т. е.,
2Гш2<Гш1 или +^2)z2< (v
§ 46.	ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ, ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ И СМЕШАННЫЙ
СПОСОБЫ КОНЦЕНТРАЦИИ ОПЕРАЦИЙ
Существуют различные способы совмещения элементарных
операций. На рис. 121 приведен пример концентрации операций
первой степени на многорезцовом одношпиндельном станке, на
рис. 124—126 — примеры концентрации операций первой, вто-
рой и третьей степеней при обработке деталей набором инстру-
ментов на одной позиции и совмещение шести и восьми пози-
ций в одном станке и на одной автоматической линии.
В приведенных примерах вопрос о сочетании элементарных
операций решается по-разному. Однако принцип высокой кон-
центрации операций при обработке, т. е. принцип одновремен-
ной обработки многих поверхностей большим количеством ин-
струментов, остается неизменным.
329
Концентрация операций первой степени всегда является па-
раллельным соединением элементарных операций, так как ин-
струменты блока одновременно за один ход выполняют все
элементарные операции одной или нескольких деталей этой по-
зиции. Концентрация операций второй степени может быть па-
раллельной, последовательной либо параллельно-последова-
тельной, т. е. смешанной.
В примере, приведенном на рис. 124, концентрация операций
второй степени построена на последовательном сочетании опе-
раций первой степени концентрации. Однажды закрепленная в
приспособлении деталь последовательно проходит семь позиций
и на каждой из них обрабатываются разные поверхности набо-
ром различных инструментов или одни и те же поверхности де-
тали на одной позиции обрабатываются начерно, а на следую-
щей — начисто и т. д.
На рис. 126 концентрация операций третьей степени построе-
на на параллельно-последовательном сочетании операций вто-
рой степени концентрации. В отличие от первого примера де-
таль передвигается с одной позиции на другую и на каждой по-
зиции высвобождается и вновь устанавливается и закрепляется
в приспособлении следующей позиции. На каждой рабочей по-
зиции одновременно у двух деталей с двух противоположных
сторон обрабатываются либо разные поверхности деталей, либо
одни и те же поверхности обрабатываются последовательно на-
бором инструментов, укрепленных в агрегатных головках двух
смежных станков, например сначала выполняется сверление от-
верстий, затем нарезание в них резьбы. На шести позициях од-
новременно обрабатывается 12 деталей. За рабочий цикл с ли-
нии выдаются две обработанные детали.
В третьем примере (см. рис. 125) концентрация операций
второй степени также построена на параллельно-последователь-
ном принципе сочетания операций. Одним и тем же набором из
семи резцов, укрепленных в двух резцовых блоках, начерно об-
рабатывается четырехступенчатый конец вала одновременно на
трех шпинделях (Л 3, 5), На трех вторых шпинделях (2, 4, 6)
одновременно обрабатывается начерно второй ступенчатый ко-
нец вала набором из девяти резцов, укрепленных в двух блоках.
В период операции обрабатываемые детали и инструменты не
изменяют своего положения относительно друг друга. Дополни-
тельное- сокращение станкоемкости операции в т раз дости-
гается за счет одновременной обработки шести валов.
На рис. 135 показано параллельно-последовательное постро-
ение операций второй степени концентрации. Четыре рабочих
позиции (III, IV, V, VI) разбиты на две группы: на третьей
и четвертой позициях одинаковым набором из восьми резцов об-
тачиваются начерно втулка и обод у двух деталей одновремен-
но, а на пятой и шестой позициях набором из шести резцов об-
НВ Зя к. 2446
330
тачиваются начисто некоторые поверхности, а также остальные
поверхности, требующие однократной обработки. Таким обра-
зом, третья и четвертая, пятая и’шестая позиции попарно вы-
полняют одинаковые операции, а третья и пятая, четвертая
и шестая позиции попарно работают последовательно.
На рис. 136 показана параллельная концентрация операций
нарезания зубьев цилиндрической шестерни. Восемь шпинделей
Скема расположения суппортоЗ
Рис. 135. Обработка шестерни промежуточного вала
автомобиля на шестишпиндельном токарно-карусель-
ном прлуавтомате прерывного действия
и восемь суппортов с червячными фрезами (рис. 136,6) сгруп-
пированы в одном карусельно-зубофрезерном полуавтомате.
Каждый шпиндель выполняет одну и ту же операцию. За один
оборот карусели обрабатывается восемь деталей, поэтому при
общей длительности операции 8 мин со станка выдается через
каждую минуту одна шестерня. Параллельный, последователь-
ный и параллельно-последовательный способы концентрации
операций второй степени приведены схематически в табл. 38.
Как видно из этой таблицы, при последовательном способе
концентрации операций первой степени обрабатывается боль-
шое количество поверхностей и обеспечивается многократная
обработка одних и тех же поверхностей.
Так, при обработке маховика на восьмишпиндельном токар-
но-карусельном полуавтомате (см. рис. 124) по способу после-
довательной концентрации операций первой степени обеспечи-
вается черновая и чистовая обработка всех поверхностей махови-
331
Рис. 136. Схема работы:
а) — двухшпиндельного зубофрезерного станка; б) — восьмишпиндель»
ного карусельного зубофрезерного полуавтомата
Таблица 38
Схема трех способов второй концентрации операций
Параллельно-последовательный способ (рис. 125 и 135)
Примечани е. Шифры со звездочкой означаю! количество рабочих инструментов
к* данной позиции,
11В*
332
ка с одной стороны, черновое, получистовое и чистовое растачи-
вание центрального отверстия, сверление и развертывание вось-
ми отверстий. Полной обработки маховика достигают обработ-
кой второй стороны маховика на втором станке такого же типа.
При параллельном способе концентрации операций второй
степени обрабатывается одна или несколько поверхностей на
всех позициях станка. Станкоемкость обработки детали сокра-
щается пропорционально числу параллельно работающих пози-
ций, однако общее количество операций, составляющих процесс
обработки детали, сокращается только за счет концентрации
первой степени операций. При изготовлении деталь необходимо
многократно перестанавливать.
Параллельно-последовательный метод концентрации опера-
ций сочетает особенности того и другого. Станкоемкость обра-
ботки для всех перечисленных способов будет уменьшаться об-
ратно пропорционально укрупнению и обобщению элементар-
ных операций.
Последовательный способ объединения операций первой сте-
пени концентрации технически и экономически более выгоден,
так как, резко уменьшая станкоемкость обработки, он сокраща-
ет также общее количество станочных операций, тем самым по-
вышая точность обработки взаимосвязанных поверхностей.
Параллельный метод концентрации операций целесообразно
использовать при оптимальной концентрации операций первой
степени, при небольшом числе укрупненных операций, а также
при невозможности создать первичную концентрацию операций.
Так, зубья шестерни (рис. 136,а и б) можно фрезеровать только
одним инструментом, поэтому возможна только параллельная
концентрация операций. Токарная обработка одной стороны
шестерни (см. рис. 135) укладывается в две позиции, поэтому
для использования шестипозиционного станка целесообразно
одновременно обрабатывать две детали, т. е. применять парал-
лельную концентрацию операций и обработку второй стороны
шестерни на остальных двух позициях.
При обработке вала на шестишпиндельном токарно-кару-
сельном полуавтомате принята параллельно-последовательная
концентрация операций с одной перестановкой вала. Последо-
вательная концентрация укрупненных операций потребовала бы
четырехкратной перестановки детали, что затруднило бы пра-
вильное чередование перестановки вала.
§ 47.	ОБОРУДОВАНИЕ, ОСНОВАННОЕ НА ПРИНЦИПЕ ВЫСОКОЙ
КОНЦЕНТРАЦИИ ОПЕРАЦИЙ
Поскольку принцип дифференциации должен уступить место
принципу концентрации операций обработки как более прогрес-
сивномуг очевидно, что оборудование для поточного произвол-
833
ства, основанное на принципе дифференциации операций, нель-
зя считать наиболее передовым и эффективным. Это справедли-
во для всех процессов механической обработки массовой про-
дукции. Исключение составляют относительно немногочислен-
ные случаи, когда принцип концентрации обработки не может
быть рационально применен.
Принцип концентрации операций механической обработки
обеспечивает значительное сокращение трудоемкости изготов-
ления детали при высокой точности обработки. Его нужно счи-
тать основным в дальнейшем развитии технологии машиностро-
ения. Он должен найти отражение в конструкциях металлооб-
рабатывающего оборудования для поточно-автоматизированно-
го производства.
Принцип дифференциации операций обработки был опреде-
ляющим до применения индивидуального электропривода, до
включения в конструкцию станков гидравлической и пневмати-
ческой систем. Его развитие связано с системой Форда и Тейло-
ра в США.
После первой мировой войны Г. Форд наладил массовый по-
точный выпуск автомобилей, значительно автоматизировав ме-
ханическую обработку. В то время вследствие недостаточного
развития электротехники было трудно строить сложные много-
инструментные автоматы на принципе концентрации операций.
Автоматические движения такого станка должны были осуще-
ствляться от общего приводного шкива через систему механиче-
ских элементов — валов, карданов, кривошипов, ползунов, ше-
стерен и т. д., что требовало очень сложной кинематической свя-
зи между отдельными звеньями механизмов.
Поэтому были созданы одно- и двусторонние станки-автома-
ты с простейшими движениями, с расчленением процесса обра-
ботки детали на большое количество операций. Для выполне-
ния операций на таком станке рабочий должен был делать всего
три-четыре движения руками. Неквалифицированный рабочий
быстро осваивал эти движения и мог их производить с большой
быстротой, т. е. автоматические движения станка дополнял рабо-
чий. Такая работа являлась весьма утомительной для рабочего.
Подобный способ дифференциации операций обработки, заме-
нивший последовательное выполнение многих операций одним
инструментом на одном станке, обеспечивал увеличение выпус-
ка деталей с поточной линии во много раз и значительно сни-
жал трудоемкость изготовления изделия.
Примером организации в России (1912 г.) массового произ-
водства, основанной на принципе дифференциации операций,
было производство швейных машин на заводе компании Зингер
в Подольске.
Последующее развитие электротехники и создание индиви-
дуального электропривода, использование гидравлики, пневма-
334
тики, электрической и электронной схем управления позволило
совместить в одном станке-полуавтомате функции нескольких
простых станков.
Благодаря этому стало возможно широкое внедрение в маши-
ностроение металлорежущего оборудования, строящегося на ос-
нове высокой концентрации операций.
Основной задачей рабочего при работе на сложных автома-
тах нового типа является наблюдение за работой механизмов
и рабочих органов станка, регулирование рабочих инструмен-
тов. От рабочего требуется знание действий сложных механиз-
мов станка, т. е. высокая техническая подготовка, и лишь в са-
мой малой степени — затрата физических сил.
Кроме сокращения станкоемкости обработки, принцип высо-
кой концентрации операций обработки обеспечивает и более вы-
сокое качество изготовления детали, так как вероятность появ-
ления погрешности размеров от многократной установки дета-
ли в приспособления уменьшается пропорционально сокращению
числа таких установок.
Дифференциация операций не обеспечивает существенного
снижения трудоемкости изготовления детали, так как последо-
вательное выполнение отдельных операций увеличивает вспо-
могательное время обработки детали. Полная автоматизация
процессов обработки, основанная на дифференциации опера-
ций, даже не может быть рекомендована в настоящее время,
поскольку она требует увеличенного количества станков, подъ-
емно-транспортных механизмов и площадей. Поэтому нельзя
считать наилучшим решением автоматические линии, построен-
ные на принципе минимальной концентрации операций. Более
эффективной всегда будет автоматическая линия, построенная
на принципе высокой концентрации.
Примерами металлообрабатывающих машин с высокой кон-
центрацией операций являются шести- и восьмишпиндельные
карусельные токарные полуавтоматы и автоматические линии
(см. рис. 38, 124—126, 135 и 136).
Ранее при концентрации операций в одном станке соеди-
няли операции только одного типа обработки. Так, концентра-
цию токарных операций осуществляли на щестишпиндельных
и восьмишпиндельных токарных полуавтоматах; концентрацию
сверления небольших отверстий и нарезания в них резьбы—'на
агрегатных станках разных типов; концентрацию фрезерных
операций — на многофрезерных станках барабанного типа;
концентрацию шлифовальных операций — на шлифовальных
станках с несколькими кругами и т. д.
Современный уровень станкостроительной техники позволя-
ет создавать автоматы-комбайны, сочетающие не только все ви-
ды механической, но и немеханической обработки. Например,
уже созданы многопозиционные токарно-карусельные автоматы,
335
выполняющие полную токарную обработку подшипникового
кольца и осуществляющие также его термическую обработку
(закалку) при помощи индукционного нагрева. На рис. 137 по-
казан такой высокочастотный индуктор для закалки стенки от-
верстия в детали, встроенный в восьмишпиндельный полуав-
томат. Успешно работают автоматические линии, сочетающие
Рис. 137. Восьмишпиндельный токарный полуавтомат,
совмещающий токарную обработку и закалку токами
высокой частоты:
7 — обрабатываемая деталь; 2 — высокочастотный индуктор
механическую обработку, сварку, покрытие поверхности оловом,
баббитом. Примером такой линии является автоматическая ли-
ния для производства сталебаббитовой ленты, включающая
24 вида разнообразного оборудования (см. рис. 116). 
Автоматический завод поршней, помимо механической обра-
ботки, включает также отливку, лужение, смазку и упаковку
поршней.
В многопозициснные токарно-карусельные полуавтоматы
прерывного и непрерывного действия стали включать много-
шпиндельные сверлильные головки для сверления и разверты-
вания отверстий. В самое последнее время к ним начали добав-
лять нарезные головки, индукционные приспособления для за-
калки (рис. 137), шлифовальные шпиндели и т. д. На рис. 138
показана схема наладки восьмишпиндельного автомата «Гиль-
демайстер» для полного изготовления фасонной детали из прут-
ка за 49 сек (70 деталей в час). Кроме черновой и чистовой то-
336
карной обработки (шпиндели I—IZ), автомат выполняет накаты-
вание резьбы на обоих концах детали (шпиндель VI), фрезеро-
вание двух граней и сверление отверстий (шпиндель VII). Фре-
зерование и сверление выполняют приостановленном шпинделе
добавочными малогабаритными самодействующими головками,
пристроенными к* автомату.
Позиции:	v
Рис. 138. Схема наладки восьмишпиндельного автомата фирмы
«Гильдемайстер» для изготовления фасонной детали из прутка
Две малогабаритные головки заменили два высокопроизво-
дительных станка, сократив время изготовления детали втрое—•
со 150 до 49 сек.
На VIII позиции производится отрезка детали.
В многофрезерные станки включено шевингование, заменяю-
щее шлифование плоскости. Оно осущестляется с помощью но-
жей, снимающих слой металла 0,08—-0,1 мм. При этом обеспе-
чиваются высокая точность и чистота обрабатываемой плос-
кости.
Сверлильные агрегатные станки, кроме сверления, разверты-
вания и нарезания резьбы, выполняют фрезерование и расточ-
ные операции. Можно выполнять на них также прошивание
ц хонингование.
337
Примером таких станков являются многопозиционные (6—
12 позиций) агрегатные полуавтоматы карусельного, барабанно-
го и звездоподобного типа, имеющие до 100 инструментов, вы-
полняющие до 12 и больше разнообразных операций (рис. 139,а,
б, в). Основу конструкции этих станков составляют небольшие
Рис. 139. Многопозиционные агрегатные полуавтоматы:
а) — карусельного; б) — барабанного; в) — звездообразного типов
стандартные самодействующие гидравлические, пневмогидравли-
ческие или электромеханические головки, представляющие со-
бой отдельные станки, выполненные в небольших габаритах
(550 X 230 X 175 и 700 X 300 X 270 мм). Применение гидравлики
с давлением 4—12 Мн!м2 (40— 120 ат) позволяет в небольшом
габарите использовать значительные мощности — до 7 кет и бо-
лее. Такая самодействующая головка обеспечивает быстрый под-
вод, рабочий ход и быстрый отвод блока инструментов и автома-
тическое повторение цикла. Подвижной частью головки часто
является пиноль, т. е. только очень небольшая часть общего
реса головки. Вследствие этого значительно сокращается вре-
338
мя холостых ходов инструмента за счет повышенных скоростей
движения пиноли. Для многопозиционных агрегатных станков
применяют набор головок мощностью 0,1—7 кет. Для фрезерова-
ния значительных поверхностей применяют подвижные головки
более сложной конструкции; головка движется по направляю-
щим. Благодаря этой особенности на нескольких позициях станка
можно размещать большое количество таких головок в гори-
зонтальном, вертикальном или наклонном положениях, обеспе-
чивающих выполнение большого количества разнообразных опе-
раций. Каждую самодействующую агрегатную головку в свою
очередь оснащают многошпиндельной сверлильной, нарезной
или фрезерной насадкой, имеющей до 15 инструментов.
Многопозиционные агрегатные полуавтоматы, состоящие из
набора стандартных самодействующих головок, в послевоенный
период находят широкое распространение. В США и в Запад-
ной Германии их строят десятки станкостроительных фирм. На-
пример, шестипозиционный полуавтомат фирмы «Кросс» обес-
пичивает обработку 450 шатунов бензиновых двигателей в час.
На станке выполняют сверление и развертывание двух отвер-
стий, цекование торца разъема, фрезерование замка для вкла-
дыша.
Многопозиционные агрегатные полуавтоматы строят как
станкостроительные заводы, так и заводы отраслевого маши-
ностроения, например завод им. Лихачева, Горьковский авто-
мобильный завод, авиационные заводы и др.
Стандартные головки и узлы позволяют недорого строить
высокопроизводительные станки-комбайны в короткие сроки.
Поскольку подобные станки обеспечивают наиболее эффектив-
ную обработку большого количества деталей самой различной
конфигурации, следует всемерно развивать их производство.
По методу высокой концентрации операций строят также зу-
борезные и шлифовальные станки. На рис. 136,6 показана схе-
ма восьмипозиционного зубофрезерного станка, а на рис. 140—
круглошлифовальный станок с четырьмя кругами, шлифующий
одновременно четыре различные шейки вала. В настоящее вре-
мя строят круглошлифовальные станки для одновременного
шлифования до четырнадцати различных шеек вала.
Холодная высадка болтов и гаек является наиболее произ-
водительным методом изготовления крепежных деталей. Совре-
менные высадочные автоматы обеспечивают выпуск до 100 дета-
лей в минуту, или до 30 000 деталей в смену. Если ранее болт
изготовляли три автомата (высадочный, обрезной и накатный),
то в настоящее время три операции совмещены в одном автома-
те. Подобный автомат обеспечивает выпуск 100 готовых бол-
тов в минуту.
Метод высокой концентрации операций обработки приобре-
тает все большее значение не только при механической обра-
339
ботке, но и при обработке металлов давлением и в литейном
производстве.
Нагревательные печи в кузнице вытесняются двусторонни-
ми горизонтально-ковочными машинами, заготовки в которых
нагреваются высокочастотными индукторами, встроенными в ко-
вочную машину. Этот метод получает быстрое распространение
(см. рис. 91 и 92).
Рис. 140. Круглошлифовальный станок с четырьмя круга-
ми для обработки кулачкового вала
Наиболее продолжительно метод дифференциации операций
обработки применялся при изготовлении деталей из листа. Сред-
ние и крупногабартные детали штампуют из листа за 5—10 от-
дельных операций. И хотя длительность этих операций всегда
исчисляется секундами, иногда 1—1,5 мин, многократная уста-
новка таких деталей на листоштамповочные прессы усложняла
изготовление деталей из листа, требуя большого количества
прессов и площадей. Только мелкие детали (втулки, шайбы,
звездочки и т. д.) уже давно изготовляют из ленты по методу
высокой концентрации операций при производительности до
60—100 деталей в минуту (рис. 141).
За каждый ход пресса на штампе выполняются следующие
операции: 1) пробивка смазочного отверстия; 2) выдавливание
смазочной канавки; 3) просечка точной ширины заготовки;
4) надрезание длины заготовки; 5) выпрямление заготовки;
6) подгибка концов; 7) гибка втулки; 8) отрезка и окончатель-
ная формовка втулки. Указанный метод непрерывной штампов-
ки в настоящее время применяют для изготовления средних
и крупных деталей. Для этой цели используют широкую ленту
в'рулонах (шириной до 1,5 м) и мощные автоматизированные
листоштамповочные прессы новой конструкции. На рис. 142 по-
казано размещение специальных машин для разматывания

Рис. 141. Штамповка втулки из ленты по принципу высокой кон-
центрации операций
Рис. 142. Непрерывная штамповка из широкой ленты:
1 *- разматывающее устройство; 2 — вальцевальная машина; 3 лен-»
,	та, поступающая в пресс
Схема определения максимальной концентрации операций механической обработки
		Обрабатываемые поверхности								
Поверхности детали 	—	"СЬсюладовательность обработки	1	2	3	4	5	6	7	8	9
п (перед- няя)	а б в г	Фрезеро- вание	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	Зенксро- вание	Цекование	Цекование	Цекование	Сверление Нарезание резьбы
3 (задняя)	а 6 в г	Фрезеро- вание	Фрезеро вение	Цекование	Цекование	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	Сверление	Сверление
БП (боковая правая)	а б в г	Цекование Обточка	Фрезеро- вание	Фрезеро- ван ие 1 1 1	। Сверление Растачива- ние Разверты- вание	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы		
БЛ (боковая левая)	а б в г	Фрезеро- вание	Фрезеро- вание Сверление	Цекование ! Сверление	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	Сверление Нарезание резьбы	—
Таблица 39
Количество операций первичной концентрации (инструментальных бл оков)	Степень концентрации																					
	первичная									вторичная							высшая					
	Объединяемые простей- шие операции								Котичество операций пер- ' вичной концентрации (инст- рументальных’блоков) ь	Объединение операций первичной концент- рации						Количество операций вторичной концентра- ции (многошпиндель- ных станков)	Объединение операций вторичной концент- рации					Коп ичество операций высшей кон- центрации (автоматиче- ских тиний)
9 4									4 1							Двусторонний агре- гатный полуавтомат барабанного типа с 12 головками Двусторонний мно- го'позиционный агре- гатный полуавтомат барабанного типа с 7 головками						—
	1		2, 3,4		5,6	7,8,9				1	2,3,4		5,6 '		7, 8,9		1	2, 3,4		5,6	7,8,9	
																						
			2, 3, 4, 9								2, 3, 4, 9								2, 3, 4			
																						
9 3									4 1													Одна автоматическая линия	| &
	1		2, 3,4		5, 6,7, 8,9					1	2,3,4		5, 6,7, 8,9				1	2 к	!, 4	5, 6,7, 8,9		
																						
				5, 6, 7								5, 6, 7							5,6,7			
																						
7 5 1									3 2 1													
			1 S	!, 3, |4,5, 6,7						1	2,3		4, 5, 6,7 |				1	2,3		4, 5, 6, 7		
																						
			1	4, 5, 6, 7							1	4, 5, 6, 7						1	4, 5, 6, 7			
					4							4						1				
8 7									2 2													
		!’ 2!		3. 4, 5		6,7. 8				1,2		3.4,5		6, 7,8			|l.2		3, 4,5, 6. 7.8			
																						
		2, 3		4, 5,6, 7, 8						2, 3			4, 5,6, 7, 8				2,3		4,5,6, 7,8			
в (верх- няя)	а	Сверление	Сверление	Сверление	Сверление	Сверление
	б	Зенкеро- ван ие	Зенкеро- ван ие			Нарезание резьбы
	в г	Разверты- вание	Разверты- вание			
Сверление	Сверление	Сверление	Сверление	9
Нарезание	Нарезание	Нарезание	Нарезание	7
резьбы	резьбы	резьбы	резьбы	
2
1,2, 3,4 5,6,7, 8,9
Двусторонний мно-
гопозиционный агре-
гатный полуавтомат
с 10 головками
1,2, 3,4	5, 6, 7, 8,9
1,2	5,6.7,8,9
1,2
1, 2
1, 2
н	а	Фрезеро-	Фрезеро-	Сверление	Сверление	Сверление	Сверление	Сверление	—
(ниж- няя)	б	вание	вание	Разверты-	Разверты-	Зенкеро-	Зенкеро-	Зенкеро-	
				вание	вание	вание	вание	вание	
	9 Г					Нарезание резьбы	Нарезание резьбы	Нарезание резьбы	
7
5
3
1,2
3,4, 5,6, 7
1,2	3,4,5, 6,7
3,4		5, 6,7
5,6,7
5, 6,7
5,6,7
Количество поверхностей	k - 86	—	fe=86	—	k - 86	—	k - 86
Количество операций	т —» 86	—	7И/ = Зо|		т" — 4	—	m'" - 1
• Степень концентрации	k П в	=“ 1 т	п' - -ir -2’7 1	1	к n"_-№~-n,b	•—-	1 «"'--^-86 I	1
341
и вальцевания широкой ленты у мощного листоштамповочного
пресса.
Необходимо внедрять этот прогрессивный метод непрерыв-
ной штамповки в машиностроение и в первую очередь на пред-
приятиях массового производства.
Принцип высокой концентрации операций обработки с успе-
хом может и должен быть применен также в других отраслях
промышленности, например в обувном производстве, в пищевой
промышленности и др. В этих отраслях конструкция автоматов,
основанная на принципе дифференциации операций, также
должна заменяться и частично уже заменяется автоматами,
основанными на принципе высокой концентрации операций.
Итак, несомненно, принцип высокой концентрации операций
механической обработки является ведущим в машиностроении
при проектировании новых технологических процессов и нового
технологического оборудования. Отсюда возникает необходи-
мость создания оптимальных технологических процессов и высо-
копроизводительного оборудования для крупносерийного и мас-
сово-поточного производств, основанных на принципе высокой
концентрации операций.
§ 48.	МЕТОД МАКСИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
И ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Пользуясь методом проекций, легко установить, какой сте-
пени концентрации можно достигнуть практически. Наиболее
общим технологическим процессом нужно считать обработку
корпусной детали формы параллелепипеда со всех сторон. Обо-
значим все стороны параллелепипеда прописными буквами: П —
передняя грань, 3 — задняя, БП — боковая правая, БЛ — боко-
вая левая, В — верхняя, Н — нижняя (табл. 39). Все поверхно-
сти детали, обрабатываемые одним инструментом (элементар-
ные операции), обозначим арабскими цифрами (порядковые но-
мера по горизонтали), а количество необходимых проходов при
обработке каждой поверхности — строчными буквами а, б, в, г
(по вертикали).
При группировании элементарных операций, обозначенных
цифрами по горизонтали, выполняется концентрация операций
первой степени. Таким образом, определяют количество инстру-
ментальных блоков, обозначенных в табл. 39 цифрами, заклю-
ченными в рамки. Группируя затем первичные объединения
операций по вертикали, получим концентрацию операций второй
степени и определим минимальное число многопозиционных агре-
гатных полуавтоматов для обработки данной детали. Для кор-
пусной детали — рукава швейной машины (рис. 143 и табл. 40),
обрабатываемой с шести сторон,— минимальное количество
о Н X ГО X СоСо<£ ® &= п ° Сл О ^5 S " X о	X g о Со	~	*°	= =	° _^я	.to	g	g	-т О	л	П>	_,	£3	CJ3	СТ) г	Я *	£	=	“	г toO^O-g	3-	S	& - •	т	го	<г	5°	Развертывание 56, 57, 50, 49	Сверление от- верстий 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 56, 57, 58, 59, 63	Фрезерование 51	Фрезерование поверхностей 52, 53, 54, 55, 8
Си		СО	KD	
Сверлильный двусторон- ний двух- щпиндель- ный	Сверлильный двухшпин- дельный	. О	г-\ ta •—* н ® L,J г=> Д ксД tr Б о К Д * Ja § Е s х w Е Ксд кч-	Фрезерный двусторон- ний 12-шпин- дельный	Фрезерный двухшпин- дельный
1,65	1,00	1,00	2,70	2,70
22	со	СО	СО Си	СО СП
				Сл СЛ 4ч Г\Э °=L,o, $Л Со
			Си	
		СП Сл 4ч	Сл JO >4 УО 4ч О', 00 Ch Сл Сл 4ч 4ч 4ч 44 Со Со OjjCqул		•
	56, 57. 50, 49			
5, 39, 35, 19				
				
Малая концентрация Тг	Средняя концент
№ операции I варианта
Наименование станка
Станкоемкость, мин
Количество станков,шт.
фрезерный четырехшпиндель-
ный с поворотным столом
фрезерный одношпиндельный
с поворотным столом
сверлильный трехсторонний
семишпиндельный барабанного
типа
сверлильный двусторонний
четырех шпиндельный
сверлильный трехсторонний
восьмишпиндел ьный
Три варианта обработки рукава швейной
32, 29, 31 i				
				
36, 37				
				
				
				
Протяги-
вание
52, 53,
54, 55, 8
рация	| Максимальная концентрация Т
й
сверлильный трехсторонний
10-шпиндеиьный барабанного
типа
фрезерный двусторонний
четырехшпинд ел ьный
сверлильный трехсторонний
семишпиндельный
фрезерный двухшпиндельный
с поворотным столом
фрезерно-резьбонарезной
двустооонний двухшпин-
дельный
резьбонарезной четырех-
сторонний 11-шпиндел ьный
специальный фрезерный
вертикально-протяжный
двухпозиционный
малоагрегатный двусторонний
шестипозиционный
28-шпиндельный барабанного
типа
малоагрегатный двусторонний
семипозиционный
23-шпиндельный барабанного
типа
малоагрегатный двусторонний
пятипозиционный 20-шпиндель-
ный барабанного типа
аз
машины. Выпуск 5000 штук в смену
Н
20
о\
О
СлЭ
Сверление 7, /2, 13, 18, 40, 22, 23, 25, 26, 28, цекова- ние 25	Цекование 20	Цекование 9, 10, 11, 41	Сверление 2, 3	Фрезерование 1	Со О	Ьо £3	Со СО Со	W Со са> Сл	СО к-	-	х	- X ~ S	X	g й о,”® Й S Сй	ст* СО О СС , Со о С»	н	S СоР х	°	п>	2 ~ ''э	~ S	ГО	-	2 Сач	± o О Со О	о t\2 (Т	1 о
1—*	о	со	ОО		о
Сверлиль- ный трех- сторонний 10-шпин- дельнйы	Фрезерный одношпин- дельный	Фрезерный одношпин- дельный	Сверлиль- ный	Фрезерный одношпин- дельный	Сверлиль- ный дву- сторонний двухшпин- дельный
0Г1	1,00		0,40	0,80	1,60
4^	СО	со	Сл		to 1—1
					
					
ho Сл Со					
12, 13					
22, 23, 26, 25			Со		
Малая концентрация Ti	Средняя концент
№ операции I варианта
Наименование станка
Станкоемкость, мин
Количество станков, шт.
фрезерный четырехшпиндель-
ный с поворотным столом
фрезерный одношпиндельный
с поворотным столом
сверлильный трехсторонний
семишпиндельный барабанного
типа
сверлильный двусторонний
четырехшпиндельный
сверлильный трехсторонний
восьмишпиндел ьный
3
йа
S
S
Л>
К
С
аг
ЙО
Я
S
л>
7, 18, 40	КЗ	9. 10, 11, 41			32, 29, 30, 31 	
					
			ho		35, 5, 38, 33
					
					
					
					
					
					
18, 40	t\D		2, 3		bs Co Co JOCoOo_^
bo (<jO-.CoCo>J 01 OoCn J\o~		It ‘11 ‘01 '6			
рация Г2	I Максимальная .концентрация Г,
					
00	0,62	кость, ,	сверлильный трехсторонний 10-шпиндельный барабанного типа	станка	о
00	0,60	й а	фрезерный двусторонний четырехшпиндельный		
оо	09‘0		сверлильный трехсторонний семишпиндельный		оо
со	о £		фрезерный двухшпиндельный с поворотным столом		
оо	[ 0,60		фрезерно-резьбонарезной двусторонний двухшпин- д елъный.		о
	о S		резьбонарезной четырех- сторонний 11-шпиндельный		
оо	о ~с>		специальный фрезерный		гЗ
со	о с		вертикал ьно-протяжный двухпозиционный		
СЛ	| О,5о		малоагрегатный двусторонний шестипозиционный 28-шпиндел ьный барабанного типа		ьэ
О	о g		малоагрегатный двусторонний семипозиционный 23-шпиндельный барабанного типа		СО
1	I 0,50		малоагрегатный двусторонний пятипозиционный 20-шпиндель- ный барабанного типа		
Продолжение табл. 40
II варианта __________ I № операции III варианта

СО
Итог о: станкоемкость 22 мин
количество станков 288 шт,
загрузка станков 84%
Нарезание резьбы 7, 12, ‘ 13, 2 развер- тывание 39, 3, цекование 34	Нарезание резьбы 49	Нарезание резь- бы 4, 6, 18, 22, 23. 25, 28, 58, 59, 63	Фрезерование 15, 16, 17, 24	Чистовое фре- зерование 61	Черновое фре- зерование 61	Сверление 4, 6, цекование 14, 21, 27
।—i ОО			Сп		СО	»—*
Резьбонарез- ной трех- сторонний шести- шпиндельный	Резьбонарез- ной одно- шпиндельный	Резьбонарез- ной трех- сторонний 10-шпин- дельный	Фрезерный двусторон- ний трех- шпиндельный	Фрезерный одношпин- дельный	Фрезерный одношпин- дельный	Сверлильно- фрезерный трехсторон- ний пяти- шпиндельный
0,60	0,80 1	0,75	1,25	0,95	1,00	1,25
ОО	I—*	о		СО	СО	о
						
						
						ко
						
						
Малая концентрация Т х	Средняя концент
№ операции I варианта
Наименование станка
Станкоемкость, мин
Количество станков, шт.
фрезерный четырехшпиндель-
ный с поворотным столом
фрезерный одношпиндельный
с поворотным столом
сверлильный трехсторонний
семишпиндельный барабанного
типа
сверлильный двусторонний
четы рехшпиндельный
СО"
сверлильный трехсторонний
восьмишпиндел ьный
							О)
				15, 16, 17, 24			
7,3 мин 95 шт. 84,3%	Со Се Г"			»			
						О)	ГО
							
			5зЖ$> Ьж^				
					5		
							
2,0 ми, 24 шт. 85%		<©	58, 59, 63		2		
	2, 3, 39, 34		S) о>	15, 16, 17			О)
	7, 12t 13		22, 23, 25, 28	ho 4^			ho 551
рация Г,	'	Максимальная концентрация Гз
					
оо	0,62	КОСТЬ, MUH	сверлильный трехсторонний 10-шпиндельный барабанного типа	станка	о
оо	0,60 |		фрезерный двусторонний четырехшпиндельный		
оо	0,60 |		сверлильный трехсторонний семишпиндел ьный		оо
00	0,62 |		фрезерный лвухшпиндельный с поворотньтм столом		со
ОС	| 09*0		фрезерно-резьбонарезной двусторонний двухшпиндель-* ный		о
	0,54 |		резьбонарезной четырех- сторонний 11-шпиндельный		£
'8 1	0,62 |		специальный фрезерный		го
о	0,50	|		вертикально-протяжный дв ухпозиционный		—
о	|	09*0		малоагрегатный двусторонний шестипозиционный 28-шпиндельный барабанного типа		to
	о		малоагрегатный двусторонний семипозиционный 23-шпиндельный барабанного типа		СО
о	о о		малоагрегатный двусторонний пятипозиционный 20-шпин- дельный барабанного типа	|	
;_______________________________________Продолжение табл. 40
II варианта	I № операции III варианта
348
многопозиционных полуавтоматов можно определить следую-
щим образом.
Во-первых, должно быть обеспечено получение постоянных
баз (обработка плоскости и двух отверстий), необходимых при
последующей установке детали в приспособлениях. Плоскости
52 и 53 протягивают на двухпозиционном вертикально-протяж-
ном станке (рис. 144, операция 1); два отверстия 56 и 62 свер-
лят и развертывают на станке второй операции.
Рис. 143. Рукав швейной машины. Шифрами обозначены обрабатываемые
поверхности; 56 и 62— базовые отверстия
Во-вторых, поскольку большинство обрабатываемых поверх-
ностей детали требует двух и трех проходов рабочим инструмен-
том, каждую сторону такой детали нужно обрабатывать в не-
сколько проходов. Это можно выполнить, обрабатывая детали
на нескольких позициях инструментом, предназначенным для
черновой и чистовой обработки, либо передавая деталь с пози-
ции на позицию, либо обрабатывая деталь на одной позиции,
но при последовательном подходе к детали разных инструмен-
тов. В этом случае на одном станке можно обрабатывать деталь
только с двух сторон, остальные четыре стороны нельзя обраба-
тывать, например на второй операции (рис. 144) передняя
и задняя стороны рукава не могут быть заняты инструментами,
так как они расположены по направлению перемещения детали
с одной позиции на другую. При неподвижном положении дета-
ли должно быть обеспечено свободное перемещение инструмен-
тов в том же направлении. Нижняя часть детали (поверхности
349
52, 53) является базовой и опорной, поэтому ее обработка не-
возможна. Верхняя сторона служит для закрепления детали.
Поэтому наиболее удобной является одновременная обработка
двух боковых сторон на станке барабанного типа (рис. 144, опе-
рация 2).
Поскольку рассматриваемая деталь имеет шесть сторон, ми-
нимальное количество станков для полной обработки такой де-
тали будет три плюс один станок, создающий базовые поверх-
ности.
Всего подлежат обработке 63 поверхности детали, из кото-
рых 44 поверхности обрабатываются за один проход, 16 поверх-
ностей— за два прохода, остальные поверхности — за три и за
четыре прохода инструмента. По рис. 144 все поверхности мож-
но обработать -28 инструментными блоками. В табл. 40 циф-
рами обозначены обрабатываемые на каждом станке средней
и максимальной концентрации поверхности, соответствующие
обозначениям рис. 143 и 144. Указанные 28 инструментальных
блоков можно разместить в многопозиционных агрегатных
станках барабанного типа (см. рис. 144, операции 2, 3 и 4) сле-
дующим образом:
1-й полуавтомат, операция 2. Пять правых и пять левых го-
ловок с 28 режущими инструментами размещают на двусторон-
нем шестипозиционном агрегатном станке барабанного типа
для обработки верхней и нижней сторон детали (В и Н).
2-й полуавтомат, операция 3. Шесть правых и шесть левых
головок с 23 инструментами размещают на семипозиционном
агрегатном станке барабанного типа для обработки боковых по-
верхностей детали (БП и БЛ).
3-й полуавтомат, операция 4. Четыре правые и три левые
головки с 20 инструментами размещают на пятипозиционном
агрегатном станке барабанного типа для обработки передней
и задней сторон детали (П и 3).
Технологические эскизы обработки (см. рис. 144) показы-
вают размещение режущих инструментов в каждой самодей-
ствующей головке на каждой позиции.
Применение принципа максимальной концентрации к механи-
ческой обработке рукава швейной машины дает возможность
свести полную обработку рукава к четырем станкам;-одному
двухпозиционному протяжному и трем многопозиционным мало-
агрегатным полуавтоматам барабанного типа.
Подобный анализ обработки платформы швейной машины
(см. табл. 31) позволяет свести всю механическую обработку
и этой детали швейной машины к пяти станкам: одному протяж-
ному, одному специальному и трем многопозициоппым мало-
агрегатным полуавтоматам карусельного и барабанного типов.
Пользуясь изложенным приемом, можно наметить схему мно-
гопозиционных полуавтоматов для обработки по методу маски-
Операция 1
Рис. 144. Технологические эскиз-ы обработки рукава швейной
Операция 3
Позиция П Зенкерование отв 35;
цековка под 36,3119,
сверление отв 3.5.39,90
Позиция V Развертывание
Позиция^ Сверление отв 18,
цековка пов 32,29 20,39,
соточка пов 31
Позиция ZT Фрезерование под 1516. П
сверление отв 2,9 о
отв 5 35 39.
цековка пов 38 39 33
Позиция 27 Развертывание	Позиция ЗШ Нарезание
отв 5,35, обточка	отв 2 9 6 18
пов 31, цековка пов32,30
Позиция Ш
Сверление
отв 22.23.25
26,28.712.13
машины по методу максимальной концовi рации операций
352
мальной концентрации деталей, самых различных по конфигу-
рации.
Выше было сказано, что станкоемкость механической обра-
ботки по принципу максимальной концентрации операций при-
ближает общую трудоемкость изготовления детали к станкоем-
кости элементарной операции Г3=/эмакс.
Это подтверждается рассмотрением трех различных вариан-
тов обработки рукава швейной машины, приведенных в табл. 40.
Слева в таблице приведен действовавший в 1956 г. процесс ма-
лой концентрации операций, в середине — процесс средней кон-
центрации и справа — процесс максимальной концентрации об-
работки, соответствующий схеме на рис. 144.
Первый вариант процесса оснащен однопозиционным одно-,
дву- и трехсторонними многоинструментальными станками, по-
этому в станкоемкость каждой операции входит также время,
необходимое на установку и съем детали со станка.
На установку, съем, закрепление и открепление детали
в приспособлении с винтовым или эксцентриковым ручным за-
жимом требуется минимум 24 сек, что для рукава составит
7,2 мин, или 33% (72=0,4-18), а для платформы—10,4 мин
(Т2~ 0,4 • 26), или 47% общей станкоемкостн. Поэтому общая
трудоемкость изготовления оказывается сравнительно высокой:
22 мин — для рукава и 26 мин — для платформы. При макси-
мальной концентрации операций детали устанавливают, закреп-
ляют, открепляют и снимают во время рабе :ы станка, поэтому
станкоемкость операций не увеличивается.
. Станки максимальной концентрации оснащены автоматиче-
ски действующими пневматическими приспособлениями. Под-
вод и отвод инструмента, перемещение детали с одной по-
зиции на другую также происходит автоматически. Количество
движений рук рабочего сокращается втрое и при этом
не требуется приложения усилий для закрепления и открепле-
ния деталей. Работая на станке высокой концентрации опера-
ций, рабочий не утомляется, так как при том же ритме работы
станков (г —0,5 мин) рабочий имеет на установку и съем дета-
ли (/в) 0,5 мин при фактической затрате на эти операции
0,25 мин.
Общая трудоемкость обработки указанных деталей при
максимальной концентрации операций составляет по рукаву
2,0 мин, по платформе —2,5 мин, или соответственно
в 11 и 10 раз меньше трудоемкости процесса малой кон-
центрации.
В основу процесса средней концентрации операций принята ’
не максимально возможная эффективность, а использованы
только общепринятые проверенные агрегатные станки. Являясь
достаточно надежными, эти станки не обеспечивают достижения
максимально возможной эффективности процесса. Трудоемкость
353
обработки рукава составляет 7,3 мин, платформы — 7,88 мин,
или в 3,6 и в 3,1 раза больше, чем в варианте с максимальной
концентрацией операций. Сравнительная эффективность трех
вариантов процесса приведена в табл. 41.
Таблица 41
Эффективность процессов обработки деталей при разной степени
концентрации операций
Элементы сравнения
Количество станочных операций . .
Станкоемкость обработки, мин . . .
Количество оборудования для выпу-
ска 5000 деталей в смену при за-
грузке на 84—85%.................
Площадь для расстановки оборудо-
вания, м2.......................
Экономия площадей в вариантах
средней и максимальной концент-
рации операций по сравнению
с вариантом малой концентрации
операций, м2....................
Концентрация операций
малая		средняя		максимальная	
рукав	плат- форма	рукав	пл ат- форма	рукав	плат- форма
18	26	12	16	4	5
22	26	7,3	7,9	2,0	2,5
288	337	95	96	24	30
•ЮС	)00	361	D0	97	г5
6400	9025
Необходимо отметить, что стоимость многопозиционных агре-
гатных полуавтоматов сравнительно невелика. Средняя стои-
мость многопозиционного агрегатного полуавтомата колеблется
в пределах 12 000—15 000 руб., а стоимость упрощенных станков,
применяемых в производстве, — 3000 — 4000 руб. Вследствие
высокой производительности рассматриваемых станков общие
затраты на их приобретение, чтобы обеспечить выпуск 5000
комплектов деталей в смену, оказываются в несколько раз мень-
ше, чем в других вариантах. Поэтому экономия на капитальных
затратах при использовании оборудования, изготовляемого на
основе максимальной концентрации операций, будет также весь-
ма значительна.
Метод максимальной концентрации операций обработки
деталей применен также на четырехпозиционном полуавтомате
трехстороннего действия с подвесным столом (фирма «Дидес-
гейм» — ФРГ) (рис. 145, а).
Станок имеет четырехсторонний стол 2, подвешенный на
траверсе 5, и девять самодействующих силовых головок (потри
на каждой рабочей позиции). Две вертикальные головки 1 и 4
на каждой рабочей позиции расположены друг против друга
шпинделями вверх и вниз, третья боковая, горизонтальная го-
ловка 3 смонтирована на поворотном основании.
12 За Ki Г44 0

Рис. 145. Четырехпозиционный
агрегатно-сверлильный полу-
автомат трехстороннего дей-
ствия с подвесным рабочим
столом (а) и 48 деталей,
полностью обрабатываемых на
нем при однократной их уста-
новке на станок (б)
356
Детали обрабатываются девятью головками с трех сторон
на каждой позиции. Каждая головка может обрабатывать де-
таль одним или несколькими инструментами одновременно.
Каждая из 48 деталей, показанных на рис. 145, б, полностью,
обрабатывается за 8—10 сек.
Стол снабжен унифицированными зажимными устройствами,
обеспечивающими переналадку станка для обработки другой
детали в течение 40—90 мин.
Такой высокопроизводительный автомат будет эффективен
как в массовом, так и в мелкосерийном производствах.
Применение принципа высокой концентрации операций обес-
печивает создание оптимальных процессов обработки и состав-
ление наиболее эффективных технологических и конструктивных
схем и оборудования для поточного производства. Пользуясь
методом максимальной концентрации, можно оценивать качество
действующих и проектируемых процессов обработки деталей и
заранее приближенно устанавливать минимальную станкоем-
кость и трудоемкость их изготовления.
§ 49. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
НА МНОГОПОЗИЦИОННЫХ ПОЛУАВТОМАТАХ И
* АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ
Возникает вопрос, какова эффективность многопозиционных
станков по сравнению с автоматическими линиями?
Соединяя многопозиционные станки в автоматическую линию,
получим дальнейшую концентрацию операций и сокращение
станкоемкости обработки до станкоемкости одной элементарной
операции, т. е. до 7а.л = /э.макс. Конечно, такие автоматические
линии были бы весьма эффективны. Однако они конструктивно
сложны и поэтому пока не изготовляются.
В настоящее время строят прямоточные автоматические
линии, основанные на базе одно- и двусторонних агрегатных
однопозиционных станков, иногда — с многоместными приспо-
соблениями. В станкоемкость деталей, изготовляемых на таких
линиях, кроме машинного времени и холостых ходов станков,
включают время на закрепление, открепление и передачу детали
с одной позиции на другую.
Станкоемкость обработки детали на поточной автоматиче-
ской линии
Т	4-t
'а. л гэ. макс ~
т. е. наибольшей длительности одной из элементарных операций
С.макс плюс вспомогательное время tB на зажим, открепление
и передачу детали с одной позиции на другую. Станкоемкость
357
обработки детали на многопозиционном агрегатном станке ба-
рабанного и карусельного типов
с = макс 4“
где tn—время поворота стола или барабана.'
Для многопозиционного станка вспомогательное время не
входит отдельным слагаемым в станкоемкость, так как оно
совмещается с машинным временем, и в течение всей последую-
щей обработки деталь находится в закрепленном положении.
Таким образом, станкоемкость обработки детали на автома-
тической линии будет больше станкоемкости обработки на много-
позиционном станке на величину /в—
^а. л Л. с ^э. макс 4“	^э. макс = ^в ^п-	(^0)
Влияние вспомогательного времени tB на общую станкоем-
кость обработки детали и на количество необходимого оборудо-
вания в автоматической линии будет тем больше, чем большую
долю оно будет составлять от машинного времени. Так, при
tM = 1,0 мин, /в = 0,25 мин и	мин для автоматической
линии потребуется оборудования в 1,19 раз больше:
^а. Л   1 >0 + 0>25   -| мд
Тм.с “ 1,0 + 0,05 ~
При /в = /м на автоматической линии потребуется оборудо-
вания на 67% больше, чем при выполнении тех же операций
на многопозиционном полуавтомате. Рассмотрим это на приме-
ре обработки рукава швейной машины на семипозиционном по-
луавтомате барабанного типа (см. рис. 144, операция 2) и на
поточной автоматической линии (рис. 146).
Автоматическая линия, развернутая из указанного станка,
будет иметь шесть позиций и состоять из шести двусторонних
малоагрегатных станков 1—6, соединенных между собой авто-
матическим транспортным устройством 7 (рис. 146).
Станкоемкость указанной операции на семипозиционном
агрегатном станке
7% с = 4Л = 0Л5 4- 0,05 = 0,5 мин,
где tn — время поворота барабана на 60°, равное 0,05 мин.
При одинаковых режимах работы инструментов станкоем-
кость обработки на автоматической линии
л == ^макс 4“ ” 0,45	0,234 = 0,684 мин,
где /в — время на установку, зажим, открепление и передвиже-
ние детали с одной позиции на другую, включающее время на
переключение всех механизмов электрического управления,
равное 0,234 мин,
358
Станкоемкость обработки на автоматической линии будет
^а.л—Гм.с = 0,684-0,5 = 0,184 мин, или на 37% больше.
Отсюда число автоматических линий, необходимых для об-
работки 5000 деталей в смену, будет равно 14,0-0,684^ 10 вме-
сто семи многопозиционных станков (14,0-0,5^7), так как
число станков
5000-1 1OQ,
П ~ 0,85-420 ~ 12,3^
На автоматических линиях некоторые механизмы изнашива-
ются намного быстрее. На автоматической линии деталь за цикл
обработки шесть раз устанавливается, закрепляется и откреп-
ляется из приспособления, в то время как на многопозиционном
Рис. 146. Прямоточная автоматическая линия для обработки
рукава швейной машины
полуавтомате деталь, однажды закрепленная в приспособление,
проходит полный цикл обработки. Вследствие этого установоч-
ные базы и зажимающие механизмы автоматической линии бу-
дут изнашиваться в 6 раз быстрее, а при выпуске 5000 деталей*
в смену износ заметен даже через несколько дней. Частая пере-
становка детали, особенно с учетом износа установочных шпи-
лек, увеличивает вероятность появления погрешностей от уста-
новки, т. е. снижает качество обработки.
Площадь, необходимая для установки автоматических линий,
будет в 5 раз больше площади, требующейся для установки
многопозиционных станков. Так, для семи многопозиционных
станков требуется 98 м\ а для десяти автоматических линий —
470 м2 (см. рис. 146).
Кроме того, начальная стоимость автоматических линий зна^
читедьно выше стоимости многопозиционных автоматов
359
Однако для крупных деталей с габаритами, превышающими
600X400X180 мм, многопозиционные агрегатные полуавтома-
ты были бы весьма громоздки. Диаметры поворотных столов
или барабанов таких станков превышали бы 1500 мм, а диа-
метры станин или барабанов с приспособлениями — 2000 мм,
что затрудняло бы их обслуживание. Поэтому при обработке
крупногабаритных деталей более эффективны поточные авто-
матические линии.
Следовательно, при обработке средних, небольших и мелких
деталей по методу высокой концентрации операций необходимо
предусматривать многопозиционные агрегатные полуавтоматы
(станки-комбайны), а при обработке крупногабаритных дета-
лей— поточные автоматические линии.
ГЛАВА IX
ОПТИМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПО-
ТОЧНЫХ И АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
§ 50.	СМЕННОСТЬ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПОТОЧНЫХ
И АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
При разработке технологических процессов поточного про-
изводства существенным является обеспечение одинаковой
сменности работы оборудования поточной линии. Нельзя, на-
пример, допустить, чтобы одна часть оборудования поточной или
автоматической линии работала в две смены, другая — в три,
а третья — в одну смену. Подобное несоответствие нарушает
непрерывность и поточность работы. Ритм и сменный выпуск
продукции отдельных участков в этом случае будут различны;
это вызовет чрезмерное накопление деталей на стыках между
участками.
При необходимости выпуска Q деталей в сутки сменный
выпуск отдельных участков в рассматриваемом примере будет
равен: первого участка, работающего в две смены, — 0,5Q; вто-
рого участка, работающего в три смены, — 0,33(2; третьего уча-
стка, работающего в одну смену,— Q.
Так примерно работает одна автоматическая линия при из-
готовлении подшипниковых колец. В табл. 42 приведены данные
работы поточной и автоматической линий изготовления подшип-
никовых колец, выпускающих 1000 штук в смену. Все оборудо-
вание на поточной линии работает в две смены, на автоматиче-
ской линии термическая обработка колец ведется в три смены,
а шлифование торцов подшипниковых колец — в одну смену.
Нормальная работа поточной линии будет обеспечена при не-
большом числе колец между соседними станками. Для нормаль-
ной работы автоматической линии необходимы три автоматизи-
рованных -бункера: первый — перед термической обработкой,
вместимостью 0,3(2 с учетом некоторого запаса (0,5(2), который
в нашем примере составляет 1000 колец; второй — после терми-
ческой обработки, вместимостью 0,7Q, а с учетом некоторого
страхового запаса — 2000 колец; третий — после плоскошлифо-
вального станка, вместимостью 0,5Q, или 1000 колец. Общий
добавочный задел будет равен примерно 2(2, т. е. 4000 кольцам.
Необходимо отметить следующие недостатки разносменной
работы отдельных участков поточной или автоматической
линии:
1)	неритмичность работы линии; равномерность выпуска
деталей достигается только при значительном запасе их в
бункерах;
361
Таблица 42
Работа равносменной поточной и разносменной автоматической
линий обработки подшипниковых колец
Поточная линия
Автоматическая
линия
s
а
св
ф
С
О
Наименование операции
1
2
3
4
Токарные ...............
Складские (автоматический
бункер) .................
Термические .............
Складские (автоматический
бункер) » . . . .........
Плоскошлифовальные . . . .
Складские (автоматический
бункер) .................
Шлифовальные.............
2
2
2
2
0,5Q
0,5Q
0.5Q
0,51?
0,5Q
3	0,3Q
Т Q
2	0,5Q
0,3Q
0,7Q
0,5Q
Итого „ . .
1.5Q
2)	сложность управления линией, поскольку в третьей смене
необходимо присутствие руководящих работников и пред-
ставителей ремонтной, хозяйственной службы и службы по экс-
плуатации инструмента, несмотря на то, что в третьей смене
загружена только небольшая часть оборудования линии;
3)	необходимость выделения дополнительной площади под
стеллажи на поточной линии и под автоматизированные мага-
зины на автоматической линии для хранения большого запаса
деталей.
Основанием для введения разносменной работы автоматиче-
ской или поточной линии обычно является довод о необходи-
мости полной загрузки высокопроизводительного оборудования
(в нашем примере — плоскошлифовальных станков). Однако
этот довод не является правильным, так как полная загрузка
станков не компенсирует затрат на изготовление и эксплуата-
цию автоматизированных бункеров и дополнительных расходов,
вызываемых разносменной работой отдельных участков линии.
Трехсменная работа термического участка поточной линии
также нежелательна. Работу электрических печей или высоко-
частотных установок легко перестроить в двухсменный ритм
работы металлорежущих станков. Экономия в расходе электро-
энергии на запуск небольших электрических печей также не
окупит издержек на изготовление и эксплуатацию автоматизи-
12В*-Зак..244б
362
рованных бункеров и не покроет организационных неудобств,
вызываемых различным ритмом и сменностью работы отдель-
ных участков линии. Между тем установка дополнительной тер-
мической печи позволит выровнять ритм работы и создать целую
резервную смену.
Из сказанного можно сделать вывод: правильно построенны-
ми нужно считать только такие поточные и автоматические
линии, на которых все участки и все оборудование имеют оди-
наковую сменность работы. ‘
§ 51.	СИНХРОННОСТЬ ОПЕРАЦИЙ И МИНИМАЛЬНО ДОПУСТИМАЯ
ЗАГРУЗКА ОТДЕЛЬНЫХ СТАНКОВ ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ
При проектировании процессов механической обработки важ-
ной задачей является рациональный выбор оборудования по-
точных линий. Обычно решающим фактором при выборе того
или иного станка считается достаточно высокий коэффициент
его загрузки (не ниже 70—80%). Очень часто при расчете, ког-
да загрузка высокопроизводительных станков оказывается мень-
ше 50%, их заменяют менее производительными, но более загру-
женными. Подобный подход к выбору оборудования для поточ-
ных линий технически и экономически неправилен, так как
приводит к завышению себестоимости и трудоемкости изготов-
ления детали. Ориентировка только на высокую загрузку обо-
рудования не должна лежать в основе проектирования процес-
сов механической обработки.
Некоторые авторы работ по организации производства вно-
сят неясность в вопросы построения поточных линий обработки
деталей. Они требуют строгой синхронизации операций, дли-
тельности операций, равной или кратной ритму работы линий,
и обязательной высокой загрузки каждого станка на ней. Такие
авторы неправильно полагают, что при резкой неравномерности
станкоемкости на разных операциях нельзя достигнуть непре-
рывности движения изделий в потоке. Между тем при различной
длительности отдельных станочных и ручных операций выпуск
обработанных деталей с поточной линии всегда может быть
равномерным, равным ритму станка с наибольшей станкоем-
костью. Неравномерный ритм работы отдельных станков поточ-
ной линии выравнивают рабочие, обслуживающие два, три и
более станков с меньшей трудоемкостью операций, чем ритм
линии.
Даже на автоматических линиях со строгой синхронностью
операций и равномерным ритмом выпуска деталей отдельные
станки линии имеют неодинаковую продолжительность операций
обработки. Агрегатные головки некоторых станков автоматиче-
ской линии простаивают в ожидании окончания работы станков
с наибольшим машинным временем.
363
г Требования обязательного соблюдения синхронности опера-
ций и высокой загрузки всех станков поточной линии проти-
воречат фактической организации и работе действующих поточ-
ных линий на предприятиях машиностроения и неправильно
ориентируют инженерно-технических работников, искусственно
усложняя задачу построения поточных линий, которая практи-
чески решается значительно проще, чем в теории о равенстве
ритмов и синхронности операций.
На рис. 147 приведены нормы времени и график загрузки
оборудования поточной линии для обработки блока цилиндров
бензинового двигателя,
работающей многие го-
ды. Станкоемкость
различных операций
этой линии колеблется
от 0,5 мин (опера-
ция 6) до 4 мин (опе-
ции 1 и 9), что создает
восьмикратную нерав-
номерность длительно-
сти операций и загруз-
ку оборудования от 10
до 83% при выпуске
Г00 деталей в смену.
По указанным реко-
мендациям технолог,
проектирующий дан-
ную поточную линию,
должен был бы для
операции 6 вместо про-
тяжного станка, загру-
женного на 10%, при-
Ь,5
Ь,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1.5
1,0
0,5
													
													
													
													
								1					
	1							—ж.					
	1												
													
		j							\				
			\						\				
	Д_	zt	ZV			i			А				
	Д-	□t	X	,,			X						
		X											
	V					/							
						/							
													
						/							
					X	Г							
													
													
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 Ю 11 12 13 /4
Рис. 147. Колебания станкоемкостн обра-
ботки блока цилиндров на поточной линии:
1 — фрезерование больших плоскостей; 2 —
сверление двух отверстий; 3 — фрезерование
торцов; 4 — шлифование торцов; 5 — фрезеро-
вание рамки; 6 — протягивание; 7 — фрезеро-
вание торцов подшипников; 8 — фрезерование
рамки с другой стороны; 9 — расточка ци-
линдров; 10 — первая автоматическая линия;
11 — вторая автоматическая линия; 12 — свер-
ление; 13 — третья автоматическая линия;
14 — развертывание шести цилиндров
пять, например, фрезерный станок с продолжительностью опе-
рации 4 мин. При более высокой стоимости этого станка точ-
ность и чистота обработки детали были бы значительно ниже,
чем на протяжном станке. Загрузка фрезерного станка равня-
лась бы 83%, и для работы на нем потребовался бы еще рабо-
чий. Протяжный станок загружен лишь на 10%', причем опера-
цию протягивания (операция 6) может выполнять рабочий со-
седнего фрезерного, станка (операция 7). Хотя при такой заме-
не загрузка станков была бы высокой и синхронность операций
была бы обеспечена, трудоемкость и себестоимость обработки
значительно увеличились бы, что нельзя считать рациональным.
Синхронизация операций и высокая загрузка станков поточ-
ной линии всегда желательны, но они не должны ограничивать
применение высокопроизводительного оборудования и повышать
себестоимость изготовления деталщ	- г
12В»
«64
При выборе станков для поточной линии следует руководст-
воваться оптимальными режимами работы, минимальной трудо-
емкостью и себестоимостью изготовления детали, а также вы-
сокой загрузкой станков.
Это положение подтверждается практикой работы передовых
машиностроительных предприятий поточного производства. Да-
же при невысокой средней загрузке (в пределах 40—60%) обо-
рудования механосборочных цехов поточного производства ма-
лопроизводительные станки (строгальные, долбежные, токарно-
карусельные, простые токарные и т. д.) совершенно отсутству-
ют в этих цехах, либо количество их незначительно. Так, в по-
точном производстве совсем не используются строгальные и
долбежные станки, простые токарные составляют лишь 1,4—5,2%,
токарно-карусельные — 0,1% и радиально-сверлильные— 1,1%
(см. табл. 79).
Выше было установлено, что высокопроизводительное обору-
дование иногда рационально применять даже при загрузке на
15—20%, проверяя целесообразность этого себестоимостью
обработки детали.
При заданном выпуске, не обеспечивающем даже минималь-
но допустимой загрузки высокопроизводительных станков, сле-
дует проектировать спаренные или групповые поточныё линии
для обработки на них двух и большего количества деталей, что
значительно повысит их загрузку и рентабельность.
§ 52.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРУЗКИ И ПОТЕРЬ ВРЕМЕНИ НА ПЕРЕНАЛАДКУ
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ СТАНКОВ ГРУППОВЫХ поточных
< ЛИНИЙ
Большая часть высокопроизводительных металлорежущих
станков имеет широкое назначение: в пределах технической
характеристики каждого данного станка возможна переналад-
ка его для обработки нескольких подобных деталей. Так, все
машиностроительные заводы используют одно- й многошпин-
дельные токарные прутковые автоматы для изготовления дета-
лей 6—8 различных наименований с соответствующим числом
ежемесячных переналадок.
Переналадка многошпиндельного пруткового автомата для
изготовления нового изделия занимает 3—5 ч, что принято счи-
тать нормальным. Частой переналадке в непоточном производ-
стве подвергают болто- и гайковысадочные автоматы, револь-
верные, карусельные, двухшпиндельные фрезерные, протяжные,
бесцентрово-шлифовальные, токарные многорезцовые одношпин-
дельные, зубофрезерные станки для конических колес и др.
Некоторые высокопроизводительные многоинструментные
станки не принято переналаживать, хотя их переналадка не
сложнее, чем шестишпиндельного токарного пруткового автома-
365
та. К таким станкам относятся многошпиндельные токарно-ка-
русельные полуавтоматы, двухпозиционные плоскопротяжные,
многофрезерные и барабанно-фрезерные, многошпиндельные
зубофрезерные полуавтоматы и др. Эти станки обычно работают
без переналадки в поточном производстве, постоянно обрабаты-
вая закрепленную за ними деталь.
Переналадка оборудования групповой поточной линии имеет
то преимущество, что на каждом станке закреплена одна или
несколько операций одной или нескольких подобных деталей.
Это дает возможность применять унифицированную оснастку и
значительно сокращать время на переналадку таких станков.
Оснастка, унифицированная для нескольких деталей, вдвое—
втрое снижает время, необходимое на переналадку станка.
На рис. 29 показана унифицированная наладка для обра-
ботки цилиндрической и конической шестерен (Л и Б) на шести-
шпиндельном токарно-карусельном полуавтомате прерывного
действия.
Державки различной формы 1 и 2 для расточки централь-
ных отверстий той и другой шестерни имеют одинаковый поса-
дочный размер а для крепления в суппортах, что позволяет
быстро устанавливать их, сменять и регулировать. Резцовые
гнезда в державках служат для установки в них резцов, обра-
батывающих цилиндрические и конические шестерни. Зажимные
патроны имеют двухступенчатые губки, обеспечивающие пра-
вильную установку и крепление в них шестерен А и Б.
Переналадка станка с такой унифицированной оснасткой
сводится к смене режущего инструмента и некоторых держа-
вок; на это требуется лишь 1—2 ч вместо 8—12 ч при полной
смене наладки. Подобные унифицированные наладки успешно
работают на некоторых заводах.
Применение унифицированной оснастки дает возможность
использовать высокопроизводительные многоинструментные
станки в групповых поточных линиях и в замкнутых производ-
ственных участках с небольшим выпуском деталей. Более тру-
доемкой оказывается переналадка таких станков на обработку
точных размеров отдельных поверхностей.
При подсчете себестоимости обработки деталей на высоко-
производительных станках названных типов амортизационные
отчисления следует брать в том же размере, что для станков
широкого применения, т. е. около 8,3% годовых при двухсменной
работе станков, так как указанные станки обычно переналажи-
вают на выпуск других деталей.
Только узкоспециальные станки не переналаживают (агре-
гатные сверлильные, многошпиндельные расточные, специаль-
ные токарные многорезцовые, автоматические линии для обра-
ботки корпусных деталей и др.). Применение таких станков
экономически выгодно при несколько большей загрузке их или
366
при более длительном выпуске закрепленных за ними деталей.
Экономическую целесообразность применения непереналаживае-
мых узкоспециальных станков следует определять также себе-
стоимостью обработки. Затраты на приобретение узкоспециаль-
ных станков необходимо распределять только на запроектиро-
ванный выпуск в отличие от переналаживаемых станков.
Количество непереналаживаемых станков даже в массово-
поточном производстве невелико. Например, когда на автоза-
воде им. Лихачева в 1948 г. произошла смена моделей (вместо
трехтонного грузового автомобиля завод перешел на производ-
ство четырехтонного, с изменением конструкции 99% деталей),
оказались неиспользованными только 4% специальных станков.
Все остальные высокопроизводительные станки были перепала*
жены на изготовление новых подобных деталей, немного боль-
ших размеров; потребовалась только полная замена зажимных
приспособлений и инструментальной оснастки.
В многопозиционных агрегатных полуавтоматах при смене
обрабатываемых деталей используют все стандартные и унифи-
цированные узлы этих станков (самодействующие головки,
станины, поворотные столы и барабаны, механизмы переклю-
чения и поворота, электрическое управление и др.). Лишь не-
значительную часть узлов станка не используют. Поэтому на
запроектированный выпуск деталей следует списывать не более
половины стоимости малоагрегатных станков; остальную часть
их стоимости целесообразно списывать на общих основаниях,
из расчета 8,3% годовых при двухсменной работе.
При проектировании процессов обработки для небольшого
выпуска деталей, т. е. при создании групповых поточных линий,
важное значение приобретает вопрос о затрате времени на пере-
наладку высокопроизводительных станков. Хотя применение вы-
сокопроизводительного оборудования во многих случаях целесо-
образно уже при загрузке 15—20%, указанные станки желатель-
но использовать при наиболее полной их загрузке. Этого можно
достигнуть, обрабатывая в поточной линии не одну, а несколько
деталей. Но переналадка таких станков на обработку новых де-
талей отнимает много времени, поэтому необходимо установить
максимально допустимый процент времени на переналадку та-
ких станков, оптимальное количество рекомендуемых к закреп-
лению за данным станком операций и количество допустимых
переналадок в течение определенного периода. Для этого целе-
сообразно рассмотреть баланс работы переналаживаемого стан-
ка в течение определенного периода Т.
Обозначив время полезной работы станка через 7П, время
на переналадку — через Тн и время на текущий ремонт и обслу-
живание станка — через Тр, можем написать, что полезная ра-
бота станка
7П^Г-Гн-Гр или 7' = 7'П4-7’Н+Гр,	(71)
367
с другой стороны, время полезной работы станка
Л “ Qb»
т. е. оно равно произведению станкоемкости на общий выпуск
деталей QB за период Т. Время на переналадку
где /н — время на одну переналадку, ах — количество пере-
наладок за период Т.
Время на текущий ремонт и обслуживание станка можно
считать независимым от деталей, обрабатываемых на станке.
Его можно выразить коэффициентом полезной работы
станка тр
Г-Гр
в 'р •	г
Для упрощения общего решения можно считать с доста-
точной для практики точностью, что для обработки за данным
станком закрепляют b подобных деталей со средней станко-
емкостью обработки >с и что эти детали обрабатывают рав-
ными партиями. Обозначив выпуск каждой детали за время Т
через q, найдем общий выпуск станка за период Т\
QB = qb.	(72)
Подставив в уравнение (71) значение величин 7', Тп, Тк
и Гр, получим
Т = Т'пЧ- Гн + Тр', 7]Г =» CQS + tax = /ш.с qb + tax. (71а)
Решая уравнение (71а) относительно х, найдем максимально
допустимое число переналадок, обеспечивающее выпуск задан-
ного количества каждой детали:
х =	<!ь .	(73)
hi
Количество партий деталей, обрабатываемых за период Г,
будет равно числу переналадок станка х за тот же период
времени; поэтому величина партии деталей /?, обрабатываемой
за период между двумя переналадками, будет определяться
из уравнения
'	QB~bq — рх,
откуда
Найдем, какую часть от максимально возможного выпуска
станка QMaKC составляет общий выпуск деталей QB при уста-
новленных выше условиях.
368
Максимальный выпуск станка при средней станкоемкости
будет
О =
'хмакс /
4Ш.С
Общий выпуск QB при обработке нескольких деталей
со средней станкоемкостью с при х переналадках за тот же
период работы, станка Т будет определен из уравнения (71а):
Qb=	,
fIH.C
откуда
Qb _	^ш.с __ ।   ^н-*-	/у
Фмакс	^ш.с
Допуская, например, снижение вдвое максимально возмож-
ного выпуска станка QB при обработке нескольких подобных
деталей, т. е. что QB == 0,5QMaKC, можем установить количе-
ство допустимых переналадок в зависимости от их продол-
жительности. Отсюда, а также из уравнения (75) следует
0,5т]Г = /нх.	(76)
Зная наибольший возможный общий выпуск нескольких
деталей со станка QB и заданный выпуск q каждой детали
при установленной средней станкоемкости операции, можно
определить:
1)	количество закрепляемых за станком деталей b из урав-
нения (74):
^ Q» ___ рх.
q q 1
2)	размеры обрабатываемой партии деталей — из того же
уравнения:
Ов. «
X Ж х ь
3)	допустимое количество переналадок х— из уравне-
ния (76):
Проверим установленные соотношения на конкретном при-
мере. Определим количество подобных деталей Ь, которые
можно закрепить за восьмипозиционным токарно-карусельным
полуавтоматом при средней станкоемкости обработки каждой
детали /ш=«2,8 мин, среднем времени на переналадку
/н === 358 мин и выпуске QB машин в месяц при двухсменной
работе.
Общий выпуск деталей
QB = 0,5QMaKC = 0,5	~ 64 детали в смену.
>	Z 9 О /\ а
369
Максимально допустимое количество переналадок в месяц
0,5-чГ	0,5 X 0,85 Х.25Х 14X60 _QI-
Х = t„ =	358	20‘
Величина обрабатываемой партии деталей между перена-
ладками составит
QB 64 x 25
р =	Ц— «= 64 детали.
При 25 переналадках в месяц станок будет работать одну
смену, другую — находиться в наладке. За месяц будет выпуще-
но 25 партий различных деталей.
Количество закрепленных за станком деталей
а _ 64 X 25
Q Я '
что при задании q = 200 комплектов на месяц позволит закрепить
за станком восемь наименований подобных деталей:
д * 64 X 25 _ о
Ь ~	200	“ 8 ’
Таким образом, для расчета загрузки и потерь при использо-
вании высокопроизводительного оборудования по указанному
методу необходимо располагать нормативами времени на налад-
ку, а также знать время, затрачиваемое на текущий ремонт и
обслуживание станков.
Поскольку еще не создано технически обоснованных норма-
тивов для наладки сложных станков, в табл. 43 даны примерные
нормативы времени на полную наладку и потери времени на те-
кущий ремонт и обслуживание наиболее распространенных
станков. Эти нормативы созданы на основании обработки стати-
стических данных и специальных наблюдений, проведенных на
передовых заводах поточного производства. Они включают так-
же время на смену и регулирование режущего инструмента
в процессе работы станка. Приведенные в табл. 43 данные яв-
ляются приближенными. Они могут изменяться в зависимости от
сложности наладки и степени унификации оснастки, в частности,
при полной унификации оснастки время на переналадку станка
может быть сокращено по сравнению с временем, указанным
в таблице, в несколько раз.
Как видно из данных табл. 43, наибольшее время затрачи-
вается на переналадку шести- и восьмипозиционных полуавто-
матов, четырех- и шестишпиндельных прутковых автоматов
(180—420 мин), гайковысадочных станков (210—270 мин) и ба-
рабанно-фрезерных станков (200—300 мин). Переналадка авто-
матической линии для изготовления новой детали требует за-
траты времени от одной до двух смен.
На переналадку других многоинструментных, станков за-
трачивается значительно меньше времени — от 60 до 180 мин.
Таблица 43
Время на переналадку, текущий ремонт и обслуживание станков, на смену и регулирование
инструмента высокопроизводительных станков
Тип станка	Количество затупившегося инструмента и условия его замены	Детали, заменяемые при переналадке	Время на пол- ную пере- наладку станка, мин	Потери времени на теку- щий ре- монт, %	Время на смену и регули- рование инстру- мента, %	Пол езное время станка, %
Шести- и восьмишпин- дельные токарные по-	10—50; одновременно за- меняют 25—30% от об-	Патроны, цанги, копиры, инструментальные дер-	210—420			
луавтоматы Четырех- и шестишпин- дельные прутковые автоматы	щего количества 10—30; одновременно за- меняет 25—30% от об- щего количества; 1—2	жавки, инструмент . .		7	12—16	81—77
	раза в смену	—	180—300	7	10—15	83—78
Дву- и трехсторонние агрегатные станки	10—70; одновременно за- меняют 25—30%, 1—2 раза в смену	Не переналаживают . . .	—	5	10—14	85—81
Трех- и шестипозицион- ные агрегатные стан- ки Четырех- и восьмипо-	10—50; одновременно за- меняют 25—30%, 1—2 раза в смену 40—235; одновременно за-	То же	 Зажимные приспособле-		6	10—14	84—80
зиционные автомати- ческие линии Многошпиндельные зу-	меняют 20—30%, 1 раз в смену 2—10; одновременно заме-	ния, инструмент .... Приспособления, инстру-	420—840	8—10	10—16	82—74
борезные барабанно- фрезерные станки Многокамневые кругло- шлифовальные станки Многорезцовый одно-	няют 25—30%, 1—2 ра- за в смену 2—7; заменяют 1 раз в два дня 4—12; одновременно заме-	мент, оправки 	 Шлифовальные круги, по- водковый патрон, на- стройка 	 Патроны, резцовые дер-	200—300 120—150	6 5	8—10 8—12	86—84 87—83
шпиндельный станок	няют 25—30%; 1—2 ра- за в смену !	жавки, клинья, резцы	120—150	5	7— 8	88—87
Тип станка	Количество затупившегося инструмента и условия егб“ замены
Токарный одношпин- дельный автомат	4—10; одновременно заме- няют 20—30%, 2—3 ра-
Токарно-револьверный карусельный станок	за в смену 4—10; одновременно заме- няют до 30%; 1—3 раза в смену
Двухпозиционный вер- тикально-протяж н ы й’ станок Зубофрезерный станок для спирального зуба конической шестерни Болтовысадочный ста- нок Гайковысадочные стан- ки Сверлильные	станки с многошпиндельными головками Токарно-винторе з н ы е станки Сверлильные станки	Специальные протяжки заменяют 1 раз в два дня Одну резцовую головку заменяют	1—2	раза в смену 4—6; заменяют 3—4 раза в смену 10; заменяют 3—4 раза в смечу 4—30; заменяют 2—4 раза в смену 1—2; заменяют 5—10 раз в смену Сверла и зенкеры заме-
Горизонтально-протя ж- ные станки Вертикально-протяжные станки	няют 4—8 раз в смену 1 раз в день на каждую деталь 1—5; заменяют 1 раз в два дня
Продолжение табл 43
Детали, заменяемые’ при переналадке	Время на пол- ную пере- наладку станка, мин	Потери времени на теку- щий ре- монт, %	Время на смену и регули- рование инстру- мента, %	Пот езное время станка, %
Цанги, копиры, инстру-				
мент		120—150	6	8— 9	86—85
Патрон, резцовые держав-	60— 90			
ки, инструмент ....		5	7— 8	88—87
Приспособления, секцион-	120—150			
ные протяжки	 Оправки, резцовые голов- ки, изменение установ-		6	6— 7	88—87
ки рабочих механизмов	150—210	7	6— 7	87—86
Набор высадочного ин-				
струмента 		120—150	7	8—10	85—83
То же	210—270	7	8—10	85—83
Кондуктор, головка, ин-				
струмент 		60— 90	5	5— 7	90—88
Патрон, резцы, центры	30	3	3— 4	94—93
Кондуктор, инструмент	30	3	3— 4	94—93
Приспособление, протяж-	30			
ка 			5	——	95
Приспособление, инстру-				91—90 о
мент, державки . . . .	50	5	4— 5	
Тип станка
Количество затупившегося
инструмента и условия
его замены
Горизонтально-раст о ч-
ные станки
Вертикально- и гори-
зонтально-фрезерны е
станки
Резьбофрезерные стан-
ки
Круглошлифова л ь н ы й
станок *
Вкутришлифовал ь н ы е
станки
Бесцентрово - ш л и ф о-
вальные станки
Шлицешлифова л ь н ы е
станки
Плоскошлифова л ьные
станки
Зубофрезерные и зубо-
долбежные станки
Шевииговальные стачки
Зубострогальные станки
Хонинговальные станки
Накатные станки
Болторезные станки
1—10; заменяют 2—4 раза
в смену
1—5; заменяют 2—3 раза
в смену
1; заменяют 2—3 раза
в смену
1; заменяют 1 раз в два
дня
Шлифовальный круг заме-
няют 3—4 раза в смену
Шлифовальный круг за-
меняют 1 раз в 3—4 дня
1—3; заменяют 2—3 раза
в смену
1; заменяют 1 раз в 2—3
дня
1; заменяют 2—3 раза
в смену
1; заменяют 1 раз в 2 смены
2; заменяют 2—4 раза
в смену
1—2; заменяют 2—3 раза
в смену
2; заменяют 1—2 раза
в смену
1; заменяют 1—2 раза
в смену
Продолжение табл. 43
Детали, заменяемые при переналадке	Время на пол- ную пере- наладку станка, мин	Потери времени на теку- щий ре- монт, %	Время на смену и регули- рование инстру- мента, %	Полезное время станка, %	КЗ
Приспособление, оправка,					
резцы	 Приспособление, фрезы,	60 60	5	4—5	91—90	
оправка 			4	4—5	92—91	
Приспособление, резьбо- вые фрезы	 Шлифовальный круг, по-	50	4	4—5	' 92—91	
водковый патрон .... Приспособление, патрон,	50	4	4—5	92—91	
шлифовальный круг . .	60	5	4	91	
Смена камней, ножей . .	50	5	4	91	
Два или три шлифоваль-					
ных круга 		40	5	4	91	
Приспособление, шлифо- вальный круг	 Приспособление, установ-	40	5	4	91	
ка рабочих механизмов	80	5	5—6	90—89	
Шевер, оправка	 Оправка, резцы, установ-	40 90	5	4	91	
ка рабочих механизмов Приспособление, хонинго-		6	5—6	89—88	
					
вальная головка ....	50	5	5—6	90—89	
Накатные плашки ....	50	5	5—6	90—89	
Патрон, метчик . ♦ • . .	40	5	3—4	92—91	
373
Наименьшее время (30—90 мин) затрачивается на перена-
ладку простых универсальных станков, работающих с на-
стройкой.
Значительное время, затрачиваемое на переналадку станка,
объясняется необходимостью замены всех зажимных приспособ-
лений, инструментальных державок и инструментов, установле-
нием новых режимов резания, т. е. новых оборотов шпинделей,
новых подач, новых пределов рабочих ходов инструментов, опре-
деляемых либо упорами, либо копирами. Так как высокопроиз-
водительные станки имеют десятки различных режущих и вспо-
могательных инструментов, то на их переналадку необходимо
очень много времени.
Время на текущий ремонт и обслуживание станков составля-
ет примерно 2—4% от календарного времени для простых, 6—
7% —для сложных станков и 8—10% —для автоматических ли-
ний. Так как прямую зависимость между процессом обработки
детали и потерей времени на текущий ремонт и обслуживание
станка установить невозможно, нецелесообразно это время отно-
сить к станкоемкости обработки деталей. Поэтому наиболее пра-
вильно это время вычитать из рабочего фонда времени станка,
как в табл. 43.
Вместо приведенных в табл. 43 примерных данных о поте-
рях времени станков поточных линий на смену и регулирование
инструментов рекомендуется при проектировании технологиче-
ских процессов рассчитывать эти потери по методике, приведен*
ной в гл. X.
Поточное производство характеризуется непрерывной пода-
чей деталей на сборку. Поэтому и групповые поточные линии
также должны по возможности равномерно, без длительных пе-
рерывов, подавать все закрепленные за ними детали на сборку,
несмотря на значительное время, затрачиваемое на переналадку
станков. Общее время, необходимое на переналадку всех стан-
ков поточной линии, зависит от количества одновременно пере-
налаживаемых станков. При одновременной переналадке всех
станков поточной линии это время будет равно наибольшему пе-
реналадочному времени одного станка, т. е. максимально 7 ч.
Но одновременная переналадка всех станков невозможна из-за
недостаточного числа наладчиков. Обычно один наладчик на по-
точной линии обслуживает от 6 до 12 станков. Кроме того, одно-
временная наладка всех станков приведет к увеличению просто-
ев станков линии в период прекращения запуска детали А и со-
здания задела детали Б, что видно из табл. 44 переналадки
поточной линии цилиндрических шестерен. Здесь приведено штуч-
ное время и время на переналадку всех станков поточной линии,
а также указано время, необходимое для завершения обработки
.задела деталей А после прекращения запуска этих деталей на
линию, и время, необходимое для создания задела детали 5.
374
Таблица 44
Время и последовательность переналадки станков поточной линии
обработки цилиндрической шестерни
| № операции	|	Станки	Время на переналад- ку станка, мин	Станкоемкость опе- раций, мин	Количество деталей на станке, шт.	Время на обработку деталей А в заделе, 1 мин	Время на перена- ладку, мин				Время на создание задела детали Б, мая
						наладчики				
						1-й	2-й	3-й	4-й	
1	Фрезерно-центровочный	60	2,0	1	2,0	60							2,0
2	Шестишпиндильный то- карный 		300	2,5	6	15			300	—			15
3	То же		300	2,5	6	15	—	—	300	—	15
4	Круглошлифовальный .	50	3,3	1	3,3	—	—	—	50	3,3
5	Сверлильный		90	1,6	1	1,6	—	—	" 	90	1,6
6	Зубофрезерный ....	80	7,2	1	7,2	80	—	—	—	7,2
7	» ....	80	8,6	1	8,6	80	—	—	—	8,6
8	Шевинговальный . . .	40	3,0	1	3,0	40	—	—	—	3,0
9	Круглошлифовальный .	50	3,2	1	3,2	—	—	х—	50	3,2
10	»	50	2,5	1	2,5	—	—	—	50	2,5
	Итого ...	1100	36,4	20	61,4	260	300	300	240	61,4
Общий период переналадки может быть значительно сокра-
щен в случае последовательного порядка переналадки станков.
Переналадка первого станка должна быть начата сразу после
прекращения запуска деталей А на линию. Переналадку после-
дующих станков можно начинать по мере освобождения их от
загрузки этими деталями.
Таким образом, для полной переналадки поточной линии на
обработку второй детали Б потребуется примерно 315 мин про-
стоя линии при четырех наладчиках вместо 376,4 мин при одно-
временной переналадке всех станков линии. Деталь Б поступит
на сборку через 376,4 мин (вместо 438 мин) после сдачи с поточ-
ной линии последней детали А. Последовательный метод пере-
наладки станков поточной линии сокращает наладочный период
и простой поточной линии до минимума.
§ S3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕЖОПЕРАЦИОННОГО ЗАДЕЛА ДЕТАЛЕЙ
ПОТОЧНОЙ И АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИЙ
Недостаточный межоперационный задел деталей также мо-
жет вызвать простой и снижение выпуска деталей поточной или
автоматической линии. Как уже отмечалось, общее время рабо-
ты станка складывается из полезной работы станка Тп, потерь
373
на смену и регулирование инструмента Тн и на текущий ремонт
Тр, а для станков групповых поточных линий — и времени на
переналадку Тн.п. В период работы каждый станок обрабатыва-
ет и выдает последующему станку детали с ритмом гс, несколь-
ко меньшим, чем общий ритм работы линии г. Во время смены
и регулирования инструментов и во время ремонта станок не
работает. Недодача деталей восполняется ускоренным темпом
их выпуска в период работы станка.
При ритме работы линии
где Т — определенный период времени (смена, сутки, месяц)}
Q — выпуск деталей с линии за это же время,
станок обеспечивает выпуск этих деталей за время его работы
Гп = Т- (Тя + гр+ 7\).	(77)
В формуле (77) все обозначения известны, кроме Гд, под ко-
торым понимают различные потери (время простоя, недогрузка
станка, вызванная незначительной станкоемкостью данной опе-
рации по сравнению с общим ритмом работы линии). Отнеся по-
лезное время 7П к одной детали, из уравнения (77) получим
v =	?) или rc = r-<z-+^’	<78>
т. е. фактический или наблюдаемый ритм работы станка гс соот-
ветствует станкоемкостн, т. е. периоду времени, за который одна
деталь поступает .на последующий станок линии. Ритм станка гс
меньше общего ритма работы линии г на величину /Н-Ид, где
tH — потери на подналадку и ремонт, а /д— недогрузка станка,
отнесенные к одной детали. Неодинаковый ритм работы линии
и отдельных станков подтверждают данные табл. 45.
Таблица 45
Ритм работы станков поточной линии.
№ станка	Общий ритм линии г. мин	Ритм работы станка <с. мин	Время на смену инстру- мента и на ре- монт f мин	Недогрузка станка д мин
1	3,85	3,3'	0,44	0,11
2	3,85	1,5	0,25	2,1
3	3,85	3,3	0,5	0,05
4	3,85	3,3	0,35	0,2
5	3,85	2,5	0,5	0,85
6	3,85	3,0	0,25	0,6
7	3,85	3,0	0,3	0,55
8	3,85	2,5 -	0,3	1,05
9	3,85	L4	0,27	2,18
376
В период простоя перед станком накапливаются детали, по-
ступающие с предыдущего работающего станка, а детали, нахо-
дящиеся за станком, поступают на станок следующей операции.
При недостаточном межоперационном заделе станки, следу-
ющие за остановившимся станком линии, будут простаивать.
Для предотвращения неполного выпуска деталей из-за простоя
межоперационный задел должен быть достаточным, чтобы обес-
печить непрерывную работу следующих станков на время про-
стоя данного станка.
Из трех видов простоя станков простой, вызываемый асин-
хронностью операций (малой станкоемкостцю и недогрузкой
некоторых станков), не ухудшает, а улучшает работу поточной
линии, обеспечивая быстрое восстановление нормальных заде-
лов на линии, нарушенных временной остановкой данного
станка.
Простой из-за текущего ремонта станка не является система-
тическим. Он значительно короче простоев, вызываемых подна-
ладкой станка, что подтверждают данные табл. 43. При надле-
жащем знании механизмов станка и хорошем уходе за ним его
ремонт можно свести к профилактическому, не влияющему на
ритмичность работы поточной линии.
Кроме текущего ремонта, оборудование поточной и автома-
тической линий проходит систематический планово-предупреди-
тельный ремонт с более длительной остановкой. Поскольку на
время планово-предупредительного ремонта станка создается
необходимый задел деталей, обеспечивающий сборку, межопера-
ционный задел деталей не нарушается.
Ритмичным, систематически повторяющимся, является про-
стой станка из-за смены и регулирования затупившегося инстру-
мента. Продолжительность этого простоя зависит от количества
работающих на станке инструментов и частоты их смены. Чем
больше инструментов имеет станок, тем большее время требует-
ся для их замены после затупления. Наибольший простой стан-
ка, а следовательно, и задел.деталей потребуется при одновре-
менной смене всех инструментов.
И, наоборот, при одновременной смене небольшого количе-
ства инструментов межоперационный задел деталей может
быть небольшим. Поэтому для ритмичности работы поточной
линии желательна смена инструмента с короткими перерывами
в работе станка.
Для одновременной смены всех 26 резцов многопозиционного
токарного полуавтомата (рис. 148) при средней затрате на сме-
ну и регулирование одного резца 6 мин требуемся 156 мин. При
этом заменяют кдк затупившиеся, так и незатупившиеся резцы,
пригодные для дальнейшей работы. Это ведет к увеличению чис-
ла замен инструментов и простоев станков из-за подналадки,
инструменты чаще поступают в переточку, поэтому обрабаты-
377
вают меньшее количество деталей до полного своего износа, что
видно из табл. 46.
При одних и тех же оборотах шпинделя (позиция IV) ско-
рость резания колеблется от 13,6 до 52 м/мин, время резания —
Рис. 148. Схема обработки чашки дифференциала на восьмишпин-
дельном токарно-карусельном полуавтомате прерывного действия
от 0,03 до 1,53 мин, минутная стойкость резцов — от 88 до
4500 мин и штучная стойкость резцов — от 980 до 2946 деталей
за период стойкости резцов между двумя переточками. Колеба-
ния в штучной стойкости резцов всей наладки достигают значи-
тельно больших размеров. Так 26-й резец должен заменяться
378
Таблица 46
Действующие режимы резания
X X а	«3	резания Z,	а реза- лог	<s, мм!об	ниж/дс -оdogс	ть реза- MjMUH	1ая пода- 1	св со 0J Си	X X X о	св X	ая стой- инстру-	а: а 3
X	а		и	св		» i		Л	о	о	X	
« о	со а>	СО Д	S к»'	св	?е	О й	>>2	« S	X ’X	S		св
	си		>> К	ч	о „	О к	д	<и к	о	си 5		X
	2		Ч X 1_ X	о с	Чи Т01	a S и х	g 5	си X CQ X	и	Гг 53 и *	3£	о S
I
Загрузочная
11	1 2 3 4 6 5	44 2 36 40 5,5 18	3 1,5 1,5 3,0 1,5 0,3	0,239	95	47 33 17 14 31 46	22,7	1,92 0,09 1,59 1,78 0,24 0,79	2829 66 1169 660 710 779	1473 736 736 368 295 980
	8	24	2,0 .			70—55		1,28	190	147
	7	15,1	0,2			46—37		0,81	195	246
III	9	14	3,4	0,196	95	25—17	18,6	0,75	2200	2946
	10	5,4	2,4			37—34		0,29	850	2946
	12	8,8	1,2			52		0,34	850	2946
	11	1,6	0,3			35		0,06	175	2946
	13	3,8	0,3			16		0,15	440	2946
IV	14	36	0,5	0,290	90	16	19,8	1,38	1350	980
	15	40	0,5			13,6		1,53	4500	2946
	16	3,5	0,25			36		0,13	4000	2946
	17	0,8	0,3			52		0,03	88	2946
	19	25	0,15			115—90		1,30	380	295
V	18	14,5	0,5	0,124	156	76—61	19,3	0,75	220	295
	20	5,5	0,2			32—41		0,28	275	980
VI	21	28	0,5	0,196	72	26	14,2	2,0	656	328
VII	22	3	0,15	0,097.		36		0,35	115	328
	24	1	0,15		90	44	3,5	0,11	325	2946
	23	8	0,4			52		0,92	670	736
VIII	25 26	1 36	0,2 0,2	0,68	43	16 7,8	10,8	0,03 1,23	29 116	980 94
379
через 94 детали, 8-й — через 147 деталей, 11-й, 12-й и 24-й резцы
необходимо менять только после обработки 2946 деталей.
Наибольшее использование инструментов будет при смене
каждого из них после полного затупления. В этом случае коли-
чество замен и простои станка из-за смены инструментов будут
минимальными. Можно, конечно, приурочить одновременную
смену всех инструментов к нерабочей, третьей, смене или к обе-
денному перерыву, но это мало улучшит положение, так как
и в данном случае вместе с затупившимся должен заменяться
инструмент, пригодный для дальнейшей работы. Характерно, что
ни на одном предприятии инструменты на многоинструментных
станках принудительно не заменяют в третью, нерабочую, смену.
Наиболее правильной является замена затупившегося инст-
румента по заранее установленному плану-графику, соответст-
вующему естественному износу инструментов данной наладки.
В нерабочее время целесообразно заменять только затупивший-
ся инструмент.
Простои, связанные с плановой заменой инструментов, яв-
ляются неизбежными и систематическими. Они должны компен-
сироваться межоперационным заделом деталей на поточных и
автоматических линиях.
Длительные наблюдения, проведенные за работой шести- и
восьмипозиционных многорезцовых полуавтоматов в поточных
линиях, показали, что в наладках, состоящих из 12—26 инстру-
ментов, одновременно заменяют в среднем от 15 до 25% работа-
ющих инструментов. Так, по графику (рис. 149), составленному
Рис. 149. График смены резцов при токарной обработке ко-
нической шестерни на восьмишпиндельном токарно-карусель-
цом полуавтомате при оптимальных режимах резание
380
из условия замены резцов после полного затупления, из 12 рез-
цов часто заменяют только три резца (3-й, 8-й и 12-й), состав-
ляющих 25% от общего количества резцов.
В течение каждого часа заменяют два или три затупившихся
резца, имеющих различную штучную стойкость. При средней
норме времени на смену и регулировку одного инструмента, рав-
ной 6 мин, наибольший простой станка из-за подналадки будет
составлять 18 мин (ТН=6ХЗ=18). Таким образом, межопера-
ционный задел за этим станком должен обеспечить работу по-
следующих станков в течение 18 мин.
В настоящее время межоперационный задел деталей устанав.
ливают технолог и мастер без расчета. Увеличенный задел дета-
лей, создаваемый на всякий случай, загромождает поточные ли-
нии, мешая нормальному обслуживанию станков; недостаточный
задел вызывает простои отдельных станков и не обеспечи-
вает заданного выпуска деталей с поточной или автоматической
линии. Поэтому необходимо установить метод расчета межопе-
рационного задела деталей, особенно для автоматических линий,
у которых задел размещается в автоматических магазинах.
Из анализа заделов следует, что в основе расчета межопера-
ционного задела должно быть время, систематически затрачи-
ваемое на смену инструмента и подналадку станка в период его
работы. Если наибольшее время в минутах на смену и регули-
рование инструмента данного станка для участка автоматиче-
ской линии будет Тн, то необходимое количество деталей для
данного станка или участка автоматической линии
где г — ритм работы линии, мин.
Но
z
Т'н = ^ + ^ + ^з+--- +^ = 3^ = ^ср,	(79)
1
где /1, ^2» h и т. д. — время на смену каждого инструмента;
^ср — среднее время, мин\
z — количество одновременно заменяемых ин-
струментов, равное которое опреде-
ляется по формуле (67).
Так как количество одновременно заменяемых инструментов
и время на их замену и подналадку определяется приближенно,
то следует установить коэффициент надежности &, уточняющий
количество деталей в заделе. Для различных поточных линий ко-
эффициент надежности k может колебаться в пределах 1,54-2,0,
381
Поэтому минимально необходимый межоперационный задел де*
талей определяют по формуле
D
Чумаке г
kztQ^
Г
(80)
Минимально необходимый межоперационный задел деталей
на поточной линии обработки вала-шестерни (см. рис. 78), опре-
Таблица 47
Минимальный межоперационный задел деталей на поточной
линии обработки вала-шестерни
Тип оборудования
-i
« 3
»s s
ф о
Фрезерно-центровочный полуавтомат . . .
Шестишпиндельный токарно-карусельный
полуавтомат -прерывного действия . . .
То же................................
Круглошлифовальный станок............
Сверлильный станок с двенадцатишпип-
дельной головкой ....................
Двухшпиндельный зубофрезерный станок
То же, для чистового фрезерования . . .
Одношпиндельный шевинговальный станок
Моечная машина.......................
Круглошлифовальный станок .......
То же................................
Моечная машина...................  .
2,0	4
2,5	36
2,5	36
3,3	1
1,6	12
7,2	2
8,6	2
3,0	1
0,3	—
3,2	1
2,5	1
0,3	—
2
8
8
1
12
2
2
1
1
1
15
32
32
15
15
15
15
10
15
15
10
30
30
10
10
10
10
6
10
10
J3
3
ч 3
Итого . . .
136
деленный указанным способом, приведен в габл. 47, он состав-
ляет 136 деталей. Подсчет выполнен исходя из ритма работы
линии г=3,0 мин при коэффициенте & = 2,0.
§ 54. АВТОМАТИЗАЦИЯ СТАНКОВ И ЗАЖИМНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
В ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ
1. Эффективность автоматизации станков
Станок на поточной линии обычно выполняет одну операцию
лродолжительное время. Поэтому он работает на неизменных
режимах резания, выполняя несколько постоянно повторяю-
щихся движений. Для обеспечения заданной точности размеров
382
необходимо, чтобы-движения рабочих органов станка повтори*
лись с высокой точностью для каждой обрабатываемой детали.
В неавтоматизированных универсальных станках этими дви-
жениями управляет рабочий, в полуавтоматических станках
и автоматах все движения рабочих органов станка совершаются
автоматически. Это обеспечивает более высокую точность обра-
ботки при значительно больших скоростях. Так, в универсаль-
ном токарном станке суппорт подводят, отводят и устанавли-
вают на заданный размер вручную, и только после установки
резца на заданный размер рабочий включает механическую по-
дачу станка. Далее рабочий устанавливает резец на заданный
размер по лимбу или по линейке, иногда по упору для каждой
обрабатываемой детали, что приводит к возможной погрешности
обработки при затрате значительного времени на ручные пере-
мещения суппортов.
В современных металлообрабатывающих полуавтоматах все
холостые и рабочие движения механизмов станка (включение
шпинделей и суппортов, подвод, рабочий ход и отвод инструмен-
тов) совершаются автоматически. После выполнения определен-
ного цикла движений все рабочие органы станка автоматически
возвращаются в исходное положение и останавливаются;
нажатием рабочим пусковой кнопки цикл движений повторяется.
Станок-полуавтомат систематически повторяет эти движения
с заданной точностью, т. е. он выполняет какую-то определен-
ную операцию на одинаковых деталях. Но закрепление и вы-
полнение станком одной и той же операции есть основной при-
знак поточного метода работы, поэтому именно поточные мето-
ды способствуют широкому применению автоматического обо-
рудования.
Рабочие органы автоматического оборудования выполняют
строго определенные движения независимо от количества уста-
новленных в них инструментов. Эти механизмы будут использо-
ваны наиболее полно, если за один рабочий цикл они обрабо-
тают возможно большее количество поверхностей, т. е. если ра-
бочий орган автомата будет оснащен наибольшим числом рабо-
чих инструментов. Так автоматизация способствует созданию
процессов обработки с высокой концентрацией операций.
Автоматизация основных движений станка в несколько раз
повышает его производительность, обеспечивает высокую ста-
бильность размеров обработки и облегчает труд рабочего. Эю
подтверждает сравнительный анализ процессов токарной обра-
ботки трубы-вала на универсальном и автоматизированном
станках.
На рис. 150 показана труба полуоси заднего моста автомо-
биля, обрабатываемая одним резцом на универсально-токарном
станке и на токарно-копировальном полуавтомате. Обработка на
токарно-копировальном полуавтомате совершается за один про-
383
ход, на что затрачивается 1,4 мин при скорости резания v ==
= 150 mImuh, подаче s = 0,6 мм!об и глубине резания /= 1,0 мм.
При обработке на токарно-универсальном станке токарь вы-
нужден многократно подводить и отводить суппорты, откреп-
лять, поворачивать и вновь закреплять резцовую головку, уста-
навливать резец на заданный размер, проверять правильность
установки резца, для чего необходимо останавливать шпиндель
Рис. 150. Схема копирной обработки трубы полуоси заднего моста
автомобиля
станка и вновь его пускать. За период полной токарной обработ-
ки токарь должен сделать более 80 различных ручных переме-
щений суппортов и резцедержавок; это увеличивает станко-
емкость обработки детали при тех же режимах резания до
11,2 мин, или в 8 раз.
В среднем один автоматизированный токарный станок заме-
няет три-пять неавтоматизированных станков. Выпуск автомати-
зированного металлорежущего оборудования непрерывно воз-
растает. Многие станкостроительные зарубежные фирмы вы-
пускают большое количество токарных автоматизированных
станков с гидрокопировальными, электрокопировальными суп-
портами или с программным управлением (с магнитной лентой,
перфолентой и т. д.). Автоматизация токарных станков осу-
ществляется также при помощи пневматически действующих
механизмов. Описание и расчет всех этих устройств даны в кур-
сах по станкам. В этом учебном пособии они рассмотрены с точ-
ки зрения наилучшего использования.
Все шире начинают применяться токарные полуавтоматы,
у которых копиром является обработанная деталь, установлен-
ная во вторые центры. Выточив один валик, рабочий устанавли-
вает его во вторые центры в качестве копира. По образцу одной
детали обрабатывается вся партия валов. При программном
384
управлении работой станка управляет перфорированная или
магнитная лента либо счетно-решающее устройство. Счетно-ана-
литическое устройство устанавливают на определенные размеры
диаметров и длин, которые затем автоматически выполняет ста-
нок. Такие станки перестраивают на обработку новых деталей
за 20—30 мин. Станки с программным управлением применимы
только в мелкосерийном производстве, в котором периодически
необходимо их переналаживать. В крупносерийном и массовом
производствах применяют более эффективные многоинструмент-
ные автоматизированные станки с высокой концентрацией опе-
раций обработки. Из приведенных выше примеров (см. рис. 124)
известно, что маховик обрабатывают на двух восьмишпиндель-
ных токарно-карусельных полуавтоматах 32 и 27 резцами за
4 мин. На обработку этой детали на неавтоматизированных
токарно-карусельном и радиально-сверлильном станках не-
обходимо затратить около 180 мин, или в 45 раз больше
времени.
На токарную обработку шестипазового вала на универсаль-
но-токарном станке затрачивается около 27 мин, а на ту же об-
работку на двух шестишпиндельных токарно-карусельных полу-
автоматах непрерывного действия одновременно 45 резцами тре-
буется лишь 2 мин, или в 13,5 раз меньше времени (см. рис. 125).
Станкоемкость обработки рукава и платформы швейной ма-
шины на специальном оборудовании с частичной автоматиза-
цией составляет 22 и 26 мин, а на автоматизированных много-
резцовых полуавтоматах — 2 и 2,5 мин, или в 11 раз меньше
(см. рис. 144 и табл. 40).
Из изложенного следует: 1) на поточных линиях создаются
наилучшие условия для применения автоматизированного обо-
рудования и 2) автоматизированные станки в десятки раз сни-
жают станкоемкость и трудоемкость механической обработки
деталей, особенно при совмещении автоматизации с высокой
концентрацией операций.
2. Значение загрузочных и зажимных приспособлений для
производительности рабочих и станков
На производительность станков и рабочих поточной линии
существенно влияют зажимные приспособления, особенно для
операций с невысокой станкоемкостью. Установка, закрепление
и освобождение средней детали в приспособлении с несколькими
винтовыми ручными зажимами занимают от 0,5 до 1,5 мин. При
продолжительности операции 2,0—3,0 мин это увеличивает стан-
коемкость операции на 30—40% и настолько же снижает выпуск
деталей со станков поточной линии. Поэтому снижение'вспомо-
гательного времени, затрачиваемого на установку, закрепление
385
и освобождение детали в приспособлении, может повысить про-
изводительность станков поточной линии на 15—20%.
Не описывая конструктивных особенностей приспособлений
для поточных линий, необходимо указать условия, которым
должны отвечать приспособления для станков поточных линий.
Во-первых, приспособление должно обеспечить быструю и
правильную установку детали относительно обрабатываемых
инструментов; во-вторых, зажим детали должен быть надеж-
ным, не допускающим смещения детали в процессе обработки;
в-третьих, зажим детали не должен деформировать и искажать
размеры ее после освобождения от зажима; в-четвертых, при-
способления к станкам поточной линии должны обеспечивать
минимальное время на установку, закрепление и открепление
детали. Для станков и деталей средних размеров это время
должно быть в пределах 10—30 сек. Между тем приспособления
с винтовыми ручными зажимами требуют при закреплении дета-
ли надевания и съема нескольких планок или шайб, завинчива-
ния и свинчивания четырех-шести болтов или гаек, т. е. на уста-
новку, зажим и освобождение детали затрачивать более 1 мин.
Такие приспособления нельзя рекомендовать для станков поточ-
ной линии даже при малом выпуске деталей, так как они сни-
жают производительность станков, увеличивают занятость и по-
вышают утомляемость рабочего-станочника.
Примером такого приспособления является приспособление,
показанное на рис. 35. Корпус редуктора в этом приспособлении
зажимают шестью накидными планками и шестью болтами.
Установка, зажим и освобождение детали из такого приспособ-
ления занимают около 2,0 мин. Заменив в этом приспособлении
ручные зажимы пневматическими, корпус можно укрепить в при-
способлении в течение нескольких секунд.
Зажимные приспособления для станков поточной линии
должны быть быстродействующими. К таким приспособлениям
относятся гидравлические, пневматические, электрические, экс-
центриковые, механические, а также действующие от механизма
станка. Каждый из перечисленных видов приспособлений обес-
печивает быстрое крепление детали. Однако зажим должен не
только быстро действовать, но и освобождать рабочего от при-
ложения значительных усилий, т. е. не утомлять его. Даже бы-
стродействующие ручные зажимы нередко утомляют рабочего,
и вследствие этого ограничивается максимальный выпуск дета-
лей со станка. Так, при использовании приспособления для фре-
зерования торцов блока цилиндров на барабанно-фрезерном
станке (см. рис. 31) установка детали при помощи электротель-
фера, крепление и освобождение детали из приспособления за-
нимают не более 30 сек. Вместе с тем на затяжку и отвинчива-
ние двух винтовых зажимов рабочий затрачивает значительные
усилия, что утомляет его и ограничивает максимальный выпуск
13 Зак. 2446
386
с этого станка до 240—250 блоков. Замена ручных зажимов
пневматическими позволит увеличить выпуск блоков с данного
станка до 300 шт., т. е. на 20%. Поэтому даже быстродействую-
щие ручные зажимы в приспособлениях нельзя рекомендовать
для широкого применения в поточном производстве. Современ-
ная техника позволяет изготовлять автоматически действующие
приспособления на небольших машиностроительных предприя-
тиях при затратах, равных затратам на изготовление приспособ-
ления с винтовыми ручными зажимами. Это объясняется тем,
что автоматизированные приспособления имеют ряд унифициро-
ванных деталей (цилиндры, штоки, поршни и крепеж), изготов-
ляемых сериями и поэтому недорогих. Унифицированные части
этих приспособлений можно использовать повторно при изго-
товлении новых приспособлений.
Сокращая вспомогательное время, не утомляя рабочего, ав-
томатизированные приспособления значительно повышают про-
изводительность станков, значительно снижают трудоемкость
изготовления деталей и создают возможность многостаночного
обслуживания.
В механосборочных цехах передовых предприятий поточного
производства общее количество автоматизированных приспособ-
лений составляет 60—80%.
В современных многопозиционных полуавтоматах описанных
выше типов продолжительность операций колеблется от 8 до
36 сек. Для таких станков приемлемы только автоматически
действующие зажимные приспособления, обеспечивающие уста-
новку, зажим и освобождение детали в течение 5—10 сек.
В последнее время широко применяют автоматическую за-
грузку станков, в том числе металлорежущих станков всех ти-
пов, что превращает их в полные автоматы. Загрузочные авто-
матические устройства бывают самой разнообразной конструк-
ции. Однако их можно разделить на две основные группы. Для
устройств одной группы характерна загрузка обрабатываемых
деталей навалом, для других — укладка в определенном поряд-
ке. Из этих устройств детали по специальным направляющим
при помощи автооператоров или автоматических рук устанавли-
ваются в зажимные приспособления. Освобождая рабочего от
установки, а также от съема деталей, автоматические загрузоч-
ные устройства позволяют одному рабочему обслуживать три-
шесть станков, сокращая в несколько раз трудоемкость обра-
ботки деталей.
Следует отметить вибрационные, элеваторные и перестав-
ные автоматические устройства (рис. 151). Первые применяют
главным образом для мелких деталей, вторые — для различных
деталей. Те и другие пригодны для пристройки к различным ти-
пам станков. Наиболее перспективными являются элеваторные
устройства, охватывающие большую номенклатуру обрабаты-
387
ваемых деталей. Вибрационные устройства со значительной виб-
рирующей массой не обеспечивают надежной работы механиз-
мов; вибрации разрушают механизм.
Рис. 151, Переставное автоматическое загрузочное устройство:
I — подъемное устройство; 2 — наклонные желоба; 3 — бесцентровое
шлифовальный станок
§ 55. ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ПОТОЧНОЙ
ЛИНИИ
Подъемно-транспортные устройства наравне с металлорежу-
щим и другим оборудованием являются составной неотъемле-
мой частью оснащения поточных линий механической обработки
деталей и сборки машин. Они существенно влияют и на степень
использования оборудования, и на производительность всей
линии.
Отсутствие или использование малоэффективных подъемно-
транспортных устройств может в несколько раз снизить произ-
водительность станков поточной линии.
Для подъема с пола, установки и закрепления в приспособ-
лении коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания весом
около 48 кг вручную станочник и подсобный рабочий затрачи-
вают около 2,5 мин; столько же времени занимает и съем
вала со станка.
Длительность токарной обработки вала на специальном стан-
13*
388
ке составляет около 5 мин. Таким образом, на установку
и съем вала затрачивается столько же времени, сколько на его
обработку. При отсутствии подъемно-транспортных устройств
сменный выпуск валов снизится с возможных 84 (Q = 420 : 5)
до 42 шт. (Q = 420 : 10).
При установке между станками рольганга и электротельфе-
ра, гибко подвешенного на монорельсе, время на установку
и съем вала составляет около 30 сек. Это обеспечивает увеличе-
ние сменного выпуска валов на том же станке до 76 шг.
(Q = 420 : 5,5), или в 1,8 раза. Станочник устанавливает вал без
подсобного рабочего, не затрачивая на установку физических
сил, не утомляясь.
С помощью межоперационных транспортных устройств мож-
но значительно повысить производительность станков. Так, роль-
ганг на линии блока цилиндров обеспечивает более быструю пе-
редачу блока цилиндров от одного станка к другому. Блоки
цилиндров весом 140 кг можно без особых усилий передвигать
от станка к станку в течение 2—3 сек. Между тем для передачи
блока от одного станка к другому при помощи электротельфера
потребовалось бы 10—15 сек, или в 5 раз больше времени. При
передаче блока цилиндров электротельфером необходимо захва-
тить блок, поднять его, перенести к соседнему станку, опустить
на приспособление и освободить блок от захватного приспо-
собления.
Межоперационные транспортные устройства позволяют зна-
чительно улучшить и облегчить условия работы благодаря
уменьшению количества движений рабочего и снижению его
утомляемости. В самом деле, при наличии межоперационного
транспортного устройства (рольганга, склиза и т. д.) обрабаты-
ваемые детали располагают на уровне стола станка, поэтому
рабочему нет необходимости систематически нагибаться, брать
детали с пола и класть их опять на пол. Чтобы взять деталь
с рольганга и после обработки вновь положить на рольганг, ра-
бочему достаточно сделать полоборота вправо, затем влево.
Толкнув подставку с деталями, рабочий за 1—2 сек передает их
соседнему станку.
Межоперационные транспортные устройства, сокращая до
минимума вспомогательное время операции, обеспечивают так-
же наилучшее использование оборудования, сводя к минимуму
потери, связанные с подноской и установкой деталей на станок.
Рассмотрим некоторые конструктивные особенности двух
важнейших групп подъемно-транспортного оборудования с точ-
ки зрения возможности их использования на поточно-автомати-
зированных линиях механической обработки.
К первой группе отнесем грузоподъемные устройства, приме-
няемые в первую очередь для вертикального перемещения обра-
батываемых деталей или собираемых узлов. Вторую группу
389
должны составить различные транспортные устройства, предна-
значенные главным образом для межоперационного перемеще-
ния изделий в потоке.
1.	Грузоподъемные устройства
Не все грузоподъемные устройства одинаково приемлемы
для установки на поточных линиях механической обработки.
Многие подъемно-транспортные устройства облегчают установ-
ку детали на станке, однако с разной затратой времени. Если
электротельфер позволяет установить коленчатый вал с роль-
ганга на станок за 10 сек, то для установки такого же вала
кран-балкой требуется затратить примерно 1,5 мин, а мостовым
краном — 3—4 мин. Увеличенное время на установку детали
кран-балкой и мостовым краном объясняется неизбежностью не-
которого ожидания этих механизмов, а также сравнительно мед-
ленными их движениями, например недостаточной скоростью
крана и крановой тележки.
Такие грузоподъемные устройства для поточной линии ко-
ленчатого вала были бы недостаточно эффективными, так как
при затрате на установку и съем вала со станка 1,5—3,0 мин не-
избежно снижение производительности и недостаточное исполь-
зование высокопроизводительных станков на 7—23%.
Для поточных линий, оснащенных высокопроизводительными
станками, должны применяться только высокоэффективные гру-
зоподъемные устройства, не увеличивающие заметно станко-
емкость операций.
К подобным грузоподъемным устройствам необходимо отне-
сти местные наколонные краны, пневматические подъемники,
электротельферы на гибкоподвешенных монорельсах и подвес-
ные катучие балки с одним гибкоподвешенным подкрановым
путем.
Наколонный поворотный кран часто устанавливают на ста-
нине станка. На стреле крана подвешивают электротельфер,
пневматический подъемник или цепной блок. Время для уста-
новки и съема детали поворотным краном будет почти такое же,
как при установке электротельфером или пневматическим подъ-
емником, но конструктивно поворотный кран сложнее монорель-
са и диапазон его действия меньше.
Пневматический подъемник и электротельфер одинаково при-
емлемы с точки зрения скорости установки и съема детали,
однако эксплуатация пневматического подъемника сложнее: для
него необходим сжатый воздух давлением 0,4—0,5 Мн!м2 (4,0—
5,0 ат)\ требуется также более тщательное наблюдение и систе-
матический ремонт уплотнений в соединениях гибкого шланга
и в пусковой аппаратуре. Перечисленных недостатков лишен
390
электротельфер: гибкий электропровод надежно работает в те-
чение многих лет, не требуя особого ухода и ремонта.
На поточных линиях производства машин среднего размера
обычно обрабатываются детали весом до 1000 кг, В качестве
грузоподъемных устройств здесь успешно применяют электро-
тельферы грузоподъемностью 50, 100, 200, 250 и 500 кг и реже
1000 кг, а в групповых поточных линиях с небольшим выпус-
ком — также подвесные катучие балки.
На рис. 40 показан монорельс, применяемый для подвески
электротельферов. В отличие от монорельса из балки двутавро-
вого сечения этот монорельс с горизонтальными полками. Ниж-
няя часть монорельса 6 широкая — 82 мм, верхняя — узкая —
16 мм. Нижние полки горизонтальные с выемками у ребра. Го-
ризонтальные полки монорельса Б обеспечивают небольшое по-
перечное качение цилиндрических роликов тележки электро-
тельфера и легкое продольное перемещение тележки как на пря-
мых участках монорельса, так и на закруглениях. Крепление
монорельса Б гибкое, при помощи 12—14-миллиметровых тяг /,
через пластинчатые губки 2, прикрепляемые к монорельсу либо
болтами, либо электросваркой. Длина тяг может быть различ-
ной в зависимости от высоты помещения. Верхний конец тяги 1
прикрепляют при помощи скобы 7. Такой простой способ креп-
ления удобен при любом типе перекрытия. Гибкая подвеска
обеспечивает отклонения монорельса в стороны на 500—750 мм,
т. е. такой монорельс обслуживает площадку длиной, равной
длине монорельса, и шириной 1000—1500 мм. Возможность от-
клонения монорельса в обе стороны облегчает быструю и точ-
ную установку тяжелой детали в приспособление. Многолетняя
практика использования большого количества таких монорель-
сов на предприятиях поточного производства подтверждает их
преимущество.
Подвешивание электротельфера на монорельсе двутаврового
сечения не имеет отмеченных положительных качеств. Кониче-
ские ролики тележки, фиксируясь на наклонных полках, не мо-
гут перемещаться в поперечном направлении, что затрудняет
передвижение тележки электротельфера вдоль монорельса, осо-
бенно на закруглениях, на сварных стыках или на других не-
ровностях. Жесткое крепление двутаврового монорельса требует
сооружения сложных балочных переплетов в помещении цеха
и особенно оно неудобно при подвеске под фонарями. Затруд-
ненное движение тележки вдоль двутаврового монорельса не-
редко приводит к неиспользованию таких монорельсов и уста-
новке тяжелых деталей на станки вручную. Эти монорельсы
нельзя рекомендовать для установки на поточно-автоматизиро-
ванных линиях.
Управление электротельфера кнопочное, нижнее. Пусковая
кнопка 4 подвешена на тросе 5 на уровне глаз рабочего. Элек-
391
тротельфер обеспечивает подъем и спуск детали; вдоль моно-
рельса детали перемещают вручную при помощи троса 5. Поль-
зуясь таким монорельсом, рабочий легко и быстро передвигает
детали и агрегаты весом до 1000 кг. Ручное передвижение гру-
Рис. 152. Съем двигателя с движущегося под-
весного конвейера при помощи электротельфера
за вдоль монорельса удобно тем, что его можно выполнять с лю
бой скоростью, ускоряя или замедляя движение по мере необ-
ходимости, в то время как механическая тележка имеет неболь-
шую и постоянную скорость.
На рис. 152 показан съем таким электротельфером двигате-
ля весом 560 кг с подвесного движущегося конвейера 1. Двига-
тель движется на подвесном конвейере, будучи подвешенным
на кольце 2. Рабочий, отклонив крюк электротельфера, вдевает
его во втооое кольцо подвески 3. Так как монорельс 4 подвешен
392
параллельно трассе конвейера, электротельфер некоторое время
движется вместе с подвешенным двигателем. Приподняв двига-
тель за кольцо с?, рабочий снимает с крюка конвейера кольцо 2,
после чего двигатель по монорельсу отводится в сторону для
установки на автомобиль.
Указанную операцию рабочий выполняет за 30 сек. При по-
мощи таких же монорельсов устанавливаются при сборке авто-
мобиля рама (430 кг), задний мост (760 кг), передняя ось
(580 кг), платформа (430 кг), кабина (350 кг) и другие узлы
автомобиля. Продолжительность установки каждого агрегата
составляет 20—40 сек. Сотни таких монорельсов работают на
автозаводе им. Лихачева.
На поточной линии монорельсы подвешивают поперек меж-
операционного транспортного устройства, как показано на пла-
нировке оборудования поточной линии коленчатого вала (см.
рис. 4). Из рисунка следует, что в большинстве случаев один
монорельс обслуживает два станка, а всего на линии установле-
но 54 монорельса с электротельферами. Электротельфер рабо-
тает всегда в сочетании с межоперационным транспортным
устройством, с рольгангом, конвейером, склизами и т. д. Так
как коленчатый вал неудобен для транспортирования по роль-
гангу, валы укладывают на подставки по 3 шт. На поточной ли-
нии (см. рис. 6) установлен двойной рольганг — две ветки ши-
риной по 450 мм, что дает возможность в случае необходимости
некоторые подставки с деталями передвигать в обгон других.
Такой обгон иногда необходим, если временно прекращена ра-
бота на одном из станков, если требуется переместить детали
к следующим станкам, и для последующего возврата деталей
к первому станку по второму пути.
При небольшом выпуске деталей один электротельфер мо-
жет обслуживать три и даже четыре станка. В таких случаях
монорельс делают не прямым, а изогнутым, в виде букв Г, П
или в виде замкнутого четырехугольника с закругленными угла-
ми, как показано на рис. 153. Монорельс подвешивают на высо-
те 3,5—4,5 м-, пусковая кнопка находится на уровне глаз рабо-
чего, т. е. примерно на высоте 1400 мм от пола.
Количество станков п, которое можно обслуживать одним
электротельфером, определяют исходя из времени ty, необходи-
мого на установку и съем детали со станка, и из общего ритма
работы линии г:
nt <^г, откуда п <-р- = k
*у гу
где k на основании практических данных может быть принят
в размере 0,35—0,5.
Таким же эффективным подъемно-транспортным устройством
является подвесная катучая балка, изображенная на рис. 154
и широко применяемая в механических и сборочных цехах поточ-
393
ного производства. Катучую балку выполняют из того же про-
филя, что и монорельс. Для ее усиления к головке монорельса
приваривают тавровую балку 4 с вырезами.
Подкрановые пути, состоящие из такого же усиленного про-
филя, подвешивают к перекрытию на высоте 4,0—6,0 м от пола
при помощи уголков и тяг. Как видно из рис. 154, один подкра-
новый путь 1 подвешен жестко, второй 2 — гибко на качающих >
ся круглых тягах 3.
Рис. 153. Различные способы планировки монорельсов над
станками поточной линии:
1 — рольганг; 2 — электротельферы; 3 — трассы монорельсов; 4 —
станки
Катучая балка подвешена к нижней полке подкрановых пу-
тей на таких же, как электротельфер, тележках, но с несколько
большим расстоянием между роликами (800—1600 мм). Один
качающийся подкрановый путь облегчает передвижение балки
вдоль подкрановых путей.
Электротельфер катучей балки обеспечивает только подъем
и опускание груза. Его перемещают вдоль балки, а балку —
вдоль подкрановых путей снизу вручную при помощи троса.
Грузоподъемность подвесных катучих балок составляет 100--
2000 кг, ширина подкрановых путей — 3—10 м. Подвесную ка-
тучую балку применяют при размещении деталей или агрегатов
машины на всей площади, перекрываемой балкой. При ритме
поточной линии 8—10 мин и больше вместо монорельсов можно
использовать подвесные катучие балки (две-три балки на ли-
нию обработки или сборки).
В то время как для крепления обычных подкрановых путей
необходимы либо специальные колонны, либо наколонные крон-
штейны и требуется значительная высота помещения, подкрано-
вые пути подвесной катучей балки могут быть смонтированы
под любым перекрытием, без колонн, в помещениях высотой бо-
лее 4 ж, что позволяет располагать их в любой части механосбо-
13В-Зак..244б
394
рочного цеха, т. е. там, где необходимо исходя из технологии
обработки деталей или сборки машин. Перечисленные преиму-
щества обеспечили широкое распространение подвесных кату-
Рис. 154. Подвесная катучая балка
чих балок указанной конструкции. Сотни таких катучих балок
много лет успешно работают на передовых предприятиях поточ-
ного производства.
2.	Транспортные устройства
Грузоподъемные устройства применяют на поточных линиях
при обработке и сборке тяжелых деталей и узлов машин. Меж-
операционные транспортные устройства на поточной линии не-
обходимы не только для тяжелых, но и для легких деталей.
Оборудование поточной линии нельзя эффективно использо-
вать без межоперационных транспортных устройств. Поэтому
транспортные устройства являются таким же оснащением по-
точной линии, как и приспособления для обработки и сборки.
Большое количество различных межоперационных транспортных
устройств применяют на поточных линиях (рольганги, склизы,
лотки9 специальные стеллажи-тележки, парные рельсы, подвес-
ные конвейеры с крючками или с площадками и толкающего
типа с адресованием, тележечные эстакадные и ленточные кон-
вейеры и т. д.). Однако не вре они одинаково эффективны.
Межоперационные транспортные устройства должны обеспе-
чивать: 1) надежную бесперебойную передачу деталей от станка
к станку; 2) возможность размещения на них деталей, накапли-
вающихся перед станком в период остановки станка на подна-
ладку или на ремонт; 3) быструю и легкую передачу деталей от
станка к станку.
393
Наиболее распространенным и удобным межоперационным
транспортным устройством для большинства обрабатываемых
деталей является рольганг (роликовый путь). Он состоит из
трехметровых секций 1 (рис. 155), сваренных из уголков. На
осях 2 в вырезах верхней постели с? уложены ролики диаметром
70—75 мм и длиной 400—800 мм, вращающиеся на шарикопод-
шипниках. Секции, соединенные болтами, составляют роликовую
Рис. 155. Конструкция рольганга и роликов
дорожку, размещаемую между двумя рядами станков поточной
липни па высоте 400—1000 мм, на расстоянии 900—1000 мм от
рабочей стороны станка. Вместо однорядного широкого роль-
ганга часто ставят двухрядный ^рольганг из 400—450-миллимет-
ровых роликов. Двойной^ рольганг позволяет передвигать детали
вперед, назад и в обгон, что нередко приходится делать при
остановке одного из станков линии для подналадки или для ре-
монта.
Детали, имеющие плоские поверхности, например корпусные
детали, плиты, крышки, детали типа дисков и др., укладывают
и продвигают по рольгангу без подставок. Мелкие детали типа
валов, шестерен, кронштейнов, тормозных колодок и другие
укладывают на плоские подставки, на которых они передвига-
ются. Подставки затем возвращаются назад по второму наклон-
ов*
896
ному рольгангу, расположенному под первым. Рольганг обеспе-
чивает размещение значительного межоперационного задела де-
талей, быстрое и легкое их перемещение от станка к станку.
Около 80% всех поточных линий механосборочных цехов авто-
мобильных и тракторных заводов оснащено рольгангами.
Такими же эффективными межоперационными транспортны-
ми средствами являются склизы и лотки. Для деталей средних
и больших размеров, типа длинных валов и некруглых стерж-
ней, склизы, как и рольганги, размещают вдоль и посередине
Рис. 156. Склиз на поточной линии поворотного кулака
прохода между станками поточной линии. Склизы горизонталь-
ные и наклонные делают из уголков. Детали укладывают на них
поперек, а продвигаются они проталкиванием вручную.
Иногда" склизы используют как роликовые дорожки, по кото-
рым передвигаются колесные подставки (тележки) с деталями.
Они применимы и эффективны тогда, когда имеют под дорож-
кой ветвь для возврата тележек.
Для перемещения между двумя соседними станками деталей,
имеющих сложную форму, например поворотные кулаки, строят
наклонные склизы длиной 2,0—3,0 м (рис. 156).
Для перемещения небольших деталей, имеющих форму тел
вращения (шарикоподшипниковые кольца, бронзовые втулки
и т. д.), делают наклонные лотки (рис. 157).
При большом сменном выпуске деталей весьма эффективным
транспортным средством является подвесной конвейер. Трасса
конвейера проходит либо над станками перед рабочими, либо
между рядами станков поточной линии, сзади рабочих, как по-
казано на рис. 158. Подвесной конвейер 1 обеспечивает подачу
рукавов швейной машины из литейного цеха к началу поточных
линий. Замкнутый подвесной конвейер 2 служит для межопера-
ционного транспортирования рукавов от станка к станку. Кон-
вейер 3 подает детали для окраски и на сборку. Рабочий первой
операции снимает деталь с подвесного конвейера 1 и навеши-
397
вает обработанную деталь на кольцевой конвейер 2. С подве-
шенными деталями конвейер 2 проходит между первой и второй
Рис. 157. Скат для подшипниковых колец
Рис. 158. Подвесные конвейеры на поточных линиях обработки рукава
швейной машины
поточными линиями мимо всех станков. Рабочие снимают дета-
ли для обработки и навешивают обработанные детали на тот
же конвейер. Не снятые для обработки детали возвращаются
назад и вновь проходят мимо станков до тех пор, пока не будут
398
обработаны. Это очень важно, так как при временной остановке
станка или при отсутствии рабочего у станка детали не будут
сниматься для обработки. Обработанные детали снимает кон-
тролер для проверки, после чего их навешивают на конвейер 3,
проходящий над контрольным столом и доставляющий детали
для окраски.
Подвесной межоперационный конвейер применим только для
деталей весом до 8 кг, которые без особых усилий можно сни-
мать и навешивать на конвейер. Многократное навешивание
вручную более тяжелых деталей утомляет рабочего, а примене-
ние электротельфера для подвешивания деталей настолько уве-
личивает вспомогательное время, что в данном случае он нерен-
табелен.
Подвесные конвейеры удобны также тем, что их можно рас-
полагать под потолком, не занимая площади пола между стан-
ками поточной линии. Необходимо отметить, что применение
подвесных конвейеров целесообразно только при большом вы-
пуске изделий.
Для поточных линий обработки деталей нельзя считать эф-
фективными тележечные конвейеры эстакадного типа, хотя
иногда их применяют на поточных линиях. Отсутствие возмож-
ности возврата назад не снятых для обработки деталей вынуж-
дает рабочего снимать детали при непредвиденной остановке
станка или при остановке станка для смены инструмента. Во из-
бежание нагромождения деталей у неработающего станка при-
ходится останавливать конвейер и прекращать транспортирова-
ние деталей между остальными станками поточной линии. При
автоматической разгрузке тележечного конвейера у каждого
станка необходимо иметь специально оборудованное рабочее
место для хранения значительного задела деталей, что требует
дополнительных устройств и площадей. Кроме того, тележечные
конвейеры сложнее по конструкции и дороже, чем рольганги
или склизы.	>
Рабочие обычно не используют эстакадные конвейеры из-за
перечисленных недостатков.
Широко распространенным межоперационным транспортным
устройством являются также специальные стеллажи-тележки,
выполняемые самой различной формы: в виде пирамид, елочек,
столиков и т. п.
Недостатком применения таких тележек является, во-первых,
то, что детали передвигаются на следующий станок только пос-
ле обработки всей партии деталей, находящихся на тележке;
во-вторых, рабочим приходится передвигать довольно тяжелый
груз (до 500—1000 кг) по неровному прлу и, в-третьих, общее
количество таких тележек превышает количество станков на по-
точной линии, а стоимость их обычно больше стоимости склизов,
лотков и рольгангов.
399
3.	Совмещение приспособлений с межоперационными
транспортными устройствами
Заметного сокращения вспомогательного времени на уста-
новку и съем деталей достигают, совмещая приспособление
с межоперационным транспортным устройством. Для этой цели
приспособление проектируют либо с внутренним рольгангом,
либо с подводом рольганга к месту установки детали в приспо-
собление (рис. 159). Установленные на одном уровне с основ-
ным рольгангом такие приспособления обеспечивают установку
Рис. 159. Приспособление, соединенное с рольгангом:
J —подводный рольганг; 2 — обрабатываемая деталь
тяжелых деталей в приспособление за 2—3 сек без грузоподъ-
емных устройств (см. рис. 41).
В некоторых случаях для облегчения установки тяжелых де-
талей в приспособление станка отдельные участки рольганга
поточной линии приходится строить на разном уровне, как, на-
пример, на линии обработки тормозного барабана (рис. 160).
Несмотря на разные уровни рольганга, рабочий, не сходя с ме-
ста, подает детали,, нажимая ногой педаль пневматического
подъемника, встроенного в рольганг. Низкая и высокая части
рольганга имеют небольшой уклон, обеспечивающий продвиже-
ние детален по рольгангу от собственного веса до упора. Между
низкой и высокой частью рольганга находится пневматическая
подъемная роликовая площадка 7. Рабочий поворотом воздуш-
ного крана открывает упор рольганга и поднимает площадку
с деталью до верхнего уровня, после чего барабан по наклонно-
му рольгангу скатывается па площадку 3 и подается на пло-
щадку 10, подвешенную па пневматическом цилиндре 9. При по-
мощи этого цилиндра деталь опускается в зажимное приспособ-
ление. После обработки деталь опускается вновь подвесной пло-
щадкой 10, с которой рабочий сталкивает ее на наклонный роль-
ганг 5 для дальнейшей обработки. В данном примере, не при-
400
бегая к электротельферу и без затраты больших физических уси-
лий, рабочий устанавливает и снимает со станка за 10 сек де-
таль весом около 40 кг.
Из описанного следует, что определение станкоемкости и
трудоемкости операций на поточной линии возможно только
Рис. 160. Рольганг с пневматическим подъемником на поточной линии
обработки тормозных барабанов:
1 — шестишпиндельный токарно-карусельный полуавтомат; 2 — склиз; 3 —
гладкая площадка шириной 300 мм для торможения двигающегося по роль-
гангу изделия; 4 — защелка; 5 — рольганг; 6 — направляющие; 7 — пневмати-
ческий подъемник; 8 — роликовая площадка; 9 — пневматический цилиндр;
10 — площадка
после выбора и планировки подъемно-транспортных устройств
и выявления конструкции зажимных приспособлений. Без этих
данных можно только приближенно определить станкоемкость
и трудоемкость обработки и установить потребное количество
Оборудования на каждой операции.
401
§ 56. СПОСОБЫ УБОРКИ СТРУЖКИ ОТ СТАНКОВ ПОТОЧНЫХ
И АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Современные высокопроизводительные станки, оснащенные
десятками режущих инструментов и работающие на высоких
скоростях, дают до 100 кг стружки в час. Стружка усложняет
производственный процесс. Так, на прутковых автоматах струж-
ка часто смешивается с деталями, поэтому необходима допол-
нительная работа, связанная с отделением деталей от стружки.
Наибольшие затруднения создает витая стружка при токарной
обработке стальных деталей, обволакивающая обрабатываемую
деталь, инструмент и суппорты станков и нередко приводящая
к поломке станка и инструментов. Чугунная стружка в виде пы-
ли засоряет установочные базы приспособлений, вызывая по-
грешности при установке в них деталей.
Современные высокопроизводительные станки строят с уче-
том автоматического удаления стружки. Так, мелкая чугунная
стружка автоматически выдувается сжатым воздухом из глухих
отверстий деталей при обработке на автоматической линии.
В автоматически действующих станках автоматически обдува-
ются или прочищаются специальными щетками установочные
базы приспособлений. Чугунная стружка выводится из рабочей
зоны станков автоматических линий при помощи шнеков или
ленточных транспортеров. При помощи шнеков стружка автома-
тически удаляется из современных многошпиндельных прутко-
вых автоматов.
Стальную стружку дробят резцом, используя всевозможные
конструкции стружколомов; после этого ее проще выводить из
зоны резания. При большом выпуске деталей стружка особенно
быстро накапливается около станков поточной линии, ее необхо-
димо систематически автоматически удалять во избежание по-
мех для работы оборудования.
Чугунную стружку станочные транспортные устройства могут
ссыпать на решетки 3 подпольных ленточных транспортеров,
которые выносят стружку на общецеховой транспортер по схе-
ме, показанной на рис. 161.
Стальную витую стружку очень трудно удалять механизиро-
ванным способом без предварительного дробления. Поэтому це-
лесообразно ее дробить у станков поточной линии, для чего не-
обходимо позади станков устанавливать дробилку 2, как пока-
зано на рис. 161, и дробленую стружку ссыпать на решетки 3
подпольного транспортера 4, который передает ее на общецехо-
вой подпольный транспортер 5.
При небольшом выпуске деталей незначительное количество
образующейся стружки удаляется от станков ручными двухко-
лесными тележками, ссыпается в ящики (сборники), находящие-
ся в начаде поточных линий, откуда отвозится электрокарами
402
с подъемными площадками в общецеховые или общезаводские
сборники.
При проектировании размещения оборудования и подъемно-
транспортных устройств поточной линии необходимо предусмат-
ривать способ и транспортные средства для удаления стружки
от станков, а также оборудование для ее дробления.
Рис. 161. Поточная линия механической обработки большой конической
шестерни с механизацией дробления и удаления стружки:
1 — стеллиж; 2 — стружко-дробильная машина; 3 — решетка; 4 — межопера-
ционный конвейер для стружки (под полом); 5 — цеховой конвейер для
уборки стружки (под полом)
§ 5t ПОСТРОЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ И ГРУППОВЫХ ПОТОЧНЫХ
ЛИНИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ЗАМКНУТЫХ УЧАСТКОВ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
1.	Различные способы расстановки оборудования на поточ-
ных линиях
*
Планировка оборудования поточных линий существенно
влияет на станкоемкость и трудоемкость обработки деталей,
а следовательно, и на производительность оборудования поточ-
ной линии. От выбора планировки оборудования зависит число
рабочих-станочников, размещение подъемно-транспортных
устройств, а нередко и конструкция приспособлений. Планиров-
ка оборудования во многом предопределяет особенности произ-
водственного процесса на данной поточной линии обработки
и сборки.
В связи с изложенным при планировке оборудования необхо-
димо прежде всего стремиться к тому, чтобы обеспечить удоб-
ную работу на каждом станке и максимально облегчить меж-
операционную передачу изделий.
Планировка оборудования доДжна отвечать и многим экс-
плуатационным требованиям. Она должна обеспечить удобный
подвоз тяжелого инструмента (расточных головок, больших на-
борных фрез и т. д.), тяжелых приспособлений и запасных час-
403
тей к оборудованию (электродвигателей, головок и т. д.). Не-
обходимо предусмотреть также подачу к каждому станку сма-
зывающих и охлаждающих жидкостей, удаление стружки* от
станков, а также уборку и поддержание чистоты площади, на
которой размещено оборудование линии.
При компоновке оборудования внутри поточных линий, есте-
ственно, первой задачей является его размещение в соответствии
с последовательностью операций технологического процесса.
При этом черновые и чистовые операции поточной линии сле-
дует размещать на разных концах поточной линии: конечные
чистовые операции должны примыкать к сборке, первые черно-
вые — к проезду, питающему линию заготовками. Удаление точ-
ных чистовых операций от черновых необходимо также в связи
с образованием на черновых*операциях большого количества
стружки и пыли, мешающих чистовой обработке деталей. Чер-
новые операции обычно группируют в начале поточной линии,
что обеспечивает более удобное удаление стружки от станков.
Поэтому любую поточную линию обычно размещают между
двумя перпендикулярными ей проездами. Первый проезд слу-
жит для подачи заготовок к началу поточной линии, второй —
для транспортирования обработанных деталей на сборку из-
делия.
Следует подчеркнуть целесообразность включения в поточ-
ную линию по возможности всех видов обработки, входящих
в процесс изготовления детали.
Расстояния между соседними станками должны быть мини-
мальными, чтобы облегчить и упростить передачу деталей
от одного станка к другому и улучшить использование
площадей.
Существует много различных способов планировки оборудо-
вания поточных линий, однако не все они одинаково рацио-
нальны. Рассмотрим достоинства и недостатки нескольких пла-
нировок.
На рис. 162 приведена схема наиболее распространенной дву-
сторонней индивидуальной поточной линии с двурядным рбль-
гангом. Все станки расположены вдоль рольганга по прямой ли-
нии и рабочей стороной обращены к рольгангу. На линию за-
готовки подают со стороны проезда шириной 3 м. Конец линии
примыкает к сборочному конвейеру. Приведенные на схеме раз-
меры являются типичными для поточных линий автомобильного
и тракторного 'производств. Двустороннее прямолинейное рас-
положение станков вдоль рольганга наилучшим образом обеспе-
чивает передачу деталей от одного станка к другому, обслужи-
вание станков, поддержание чистоты на линии, удаление струж-
ки и подачу инструмента и запасных частей к станкам. Длина
межоперационного транспортного устройства на такой линии
будет минимальной.
404
При большом количестве операций и станков поточную ли-
нию строят зигзагообразной. Характерным примером является
поточная линия коленчатого вала (см. рис. 4). Ее разделяет
проезд. Линия имеет три двусторонние ветви в правой и три —
в левой частях. Расстояние от начала линии до ее конца равно
60 м. Последней операцией линия примыкает к сборочному
конвейеру. Линия начинается у проезда для подачи заготовок.
Через средний проезд перекинут монорельс для переброски ко-
ленчатых валов с первого участка линии на второй. Удобным
Рис. 162. Схема двустороннего расположения оборудования на поточной
линии:
1 — заготовки; 2 — сборник стружки; 3—14 — станки; 15 — технический кон-
троль; 16 — стеллажи для готовых деталей; 17 — шинная сборка; 18 — роль-
ганг. Стрелками показано движение детали в процессе обработки с роль-
ганга на станок и обратно
транспортным средством для переброски деталей через средний
проезд может быть также рольганговая тележка одинаковой
высоты с рольгангом. Детали с рольганга сталкивают на такую
тележку, перевозят к рольгангу второго участка и снова сталки-
вают на рольганг.
На рис. 163 приведена схема односторонней планировки обо-
рудования поточной линии. Ее применяют при недостаточном
для двустороннего расположения количестве оборудования.
Иногда одну из нескольких ветвей линии делают односторон-
ней, так как только таким способом можно вывести ко второму
проезду последнюю операцию механической обработки. Особен-
ностью этой схемы является то, что при одностороннем распо-
ложении оборудования длина межоперационного транспортного
устройства примерно удваивается.
На рис. 164 показана планировка, обеспечивающая наиболее
удобную передачу деталей от станка к станку. Однако на такой
поточной линии станки размещены хаотически. На отдельных
участках линии детали должны передаваться вручную. Большая
часть станков связана склизами увеличенной длины, например
405
6-й и 7-й, 11-й и 12-й, 12-й и 13-й. Вместе с тем подобная пла-
нировка оборудования поточной линии неудобна для монтажа,
ремонта и обслуживания оборудования, а также для содержа-
ния участка в чистоте. Так, станок 3 невозможно снять с поточ-
ной линии без сдвига станка 2. Электроэнергию нельзя подвести
lllllllllliilllllllillllllllllllliillllllilllllllllilllllli
Рис. 163. Схема одностороннего расположения оборудования на
поточной линии:
1 — заготовки; 2—6 — станки; 7 — стол технического контроля; 8 — шин-
ная сборка; 9 — стеллаж для готовых деталей; 10 — рольганг. Стрелка-
ми показано движение детали в процессе обработки с рольганга на
станок и обратно
1—15 — станки, расставленные по ходу процесса обработки детали
к станкам даже от двух линий шинных сборок, тогда как при
прямом расположении станков электроэнергия подводится для
двух рядов станков от одной линии шинной сборки, что весьма
удобно для монтажа и эксплуатации электрических линий. Да-
лее, рабочие зоны а, б, в, г, являясь замкнутыми, неудобны для
подачи для них инструмента и удаления от станков стружки
и мусора.
Подобная планировка была осуществлена в 1945 г. на поточ-
ной линии обработки картера редуктора заднего моста на авто-
заводе им. Лихачева. Позднее завод отказался от нее вслед-
ствие изложенных причин.
406
Наилучшей нужно считать прямую или зигзагообразную дву-
стороннюю расстановку станков на поточной линии. Примеры
размещения оборудования на поточных линиях в зависимости
от его количества и длины отдельных участков приведены на
рис. 165.
Планировка	Способ планировки-	количество станков в процессе
<hn/2 б1 бг □□□□□□□□□□ От в			 	ap/zSn/z	Однорядная поточная линия для двух деталей а и б	N*=0,5n
	Однорядная лоточная линия	М=п
□□□□□□□□□О □□□□□□□□□□	Двухрядная поточная линия	N~2n
□ioo □□□□£□□ □ □□□□□□□□□о]	Зигзагообразная поточная линия с тремя односторонними рядами станков	П=3п
□□□□□□□□□□ □□□□□□□□.□а □ □Оааааа □□□□□□□□□о	Зигзагообразная поточная линия с одним двусторонним и двумя односторонними рядами станков	Ап
□□□□□□□□□а □□□□□□□□□а □□ □□□□ □□	Зигзагообразная, поточная линия с двумя двусторонними и одним односторонним рядами станков	N-5n
Рис. 165. Схемы рекомендуемых способов расположения
оборудования поточных линий:
N — общее количество оборудования в поточной линии; п — ко-
личество станков одного ряда; аь а2, ... и бь б2, ... — станки для
обработки деталей а и б
2.	Спосббы расстановки станков относительно межопераци-
онных транспортных устройств
Как на двусторонних, так и на односторонних поточных ли-
ниях возможны различные варианты размещения оборудования
относительно межоперационных транспортных устройств. На
рис. 166 приведены наиболее часто применяющиеся решения.
Распространенной и удобной является планировка, показан-
ная на рис. 166, а. При таком расположении станков и транс-
портного устройства рабочий делает наименьшее число дви-
жений; пол-оборота влево, чтобы взять деталь с рольганга,
407
и пол-оборота вправо, чтобы положить обработанную деталь на
рольганг.
При угловом расположении станка на рис. 166,6 для возвра-
та детали на рольганг рабочему нужно сделать полшага к роль-
гангу, т. е. выполнить одно дополнительное движение.
При торцовом размещении оборудования относительно меж-
операционного транспортного устройства (рис. 166, в) рабочее
inilllllinllHItlllliil
riiiiimiBMiiiiiiml
Рис. 166. Различные способы расположения стан-
ков относительно межоперационного транспорта.
Стрелками обозначено движение деталей в про-
цессе ее обработки с рольганга на станок и
обратно
место удалено от рольганга на 2000—2300 мм вместо 700-—
800 мм. Рабочий должен сделать шаг вперед и назад, чтобы
взять деталь с рольганга и повторить те же движения при воз-
врате детали. Это увеличивает количество движений рабочего
и удлиняет на несколько секунд время, затрачиваемое для уста-
новки и съема детали. Количество движений увеличивается еще
больше, если вместо- двух будут установлены три станка
(рис. 166, г). Для сокращения движений рабочего при торцовом
расположении станков рольганг (склиз) можно отвести, как по-
казано на рис. 166, д. Недостатком этой схемы является перего-
раживание прохода между станками и рольгангом, что обычно
нежелательно. В случае применения отводного рольганга или
склиза целесообразно устраивать проход, как на рис. 166, е. При
408
обработке тяжелых корпусных деталей станок часто устанавли-
вают, как показано на рис. 166, ж. От рольганга делают отвод
из двух-трех роликов. Со стороны станка на том же уровне ста-
вят также один-два ролика либо плоскую подставку, оставляя
между рольгангом и станком проход 300—400 мм. При помощи
такого отвода тяжелую деталь легко и быстро закатывают в при-
способление станка без транспортного устройства; при этом
сквозной проход вдоль станков сохраняется.
Нередко для обработки корпусных деталей станки встраи-
вают в рольганг (рис. 166, з) используя при этом приспособле-
ние туннельного типа. Деталь закатывается в приспособление
слева и после выполнения операции продвигается вправо по
рольгангу. Подобное расположение, будучи удобным для рабо-
ты, вместе с тем затрудняет передачу деталей по рольгангу при
необходимости продвинуть их мимо данного станка. В этом слу-
чае более целесообразна схема (рис. 166, и), когда корпусная
деталь сдвигается на отводной рольганг, встроенный в станок.
В условиях многостаночного обслуживания одному рабочему
лучше поручать работу на станках, расположенных с одной сто-
роны межоперационного транспортного устройства, даже еели
эти станки несмежных операций. При двустороннем расположе-
нии станков (см. рис. 162) один рабочий может работать, на-
пример, на станках различных операций (1-й и 3-й, 9-й и 11-й).
На поточной линии рабочий должен обладать широкой специа-
лизацией для работы на станках разных типов.
3.	Групповые поточные линии
Групповые поточные линии строят для обработки деталей,
подобных по процессу обработки и близких по конфигурации
и размерам. В этом случае не только используют одни и те же
станки для обработки всех деталей, закрепленных за данной
групповой поточной линией, но применяют также унифициро-
ванные одно- и многоместные приспособления. При небольшом
выпуске каждого отдельного размера или наименования дета-
лей групповые поточные линии обеспечивают возможность ис-
пользования преимуществ поточного метода работы и высоко-
производительного оборудования.
В групповых поточных линиях так же, как и в индивидуаль-
ных, станки размещают в соответствии с последовательностью
выполняемых операций с двух сторон межоперационного транс-
портного устройства. Характерным примером групповой поточ-
ной линии является линия для одновременной обработки кры-
шек четырех размеров коренных подшипников бензинового дви-
гателя (рис. 167).
Детали, обрабатываемые на этой поточной линии, отличают-
ся друг от друга формой, шириной и расположением отверстий.

410
Принципиальный процесс обработки и оборудование одинаковы
для всех этих деталей. Различную конструкцию имеют только
зажимные приспособления. Как видно из планировки, приведен-
ной на рис. 167, на операциях 1, 2, 4, 6 и 10 каждый станок об-
рабатывает детали двух наименований. Операция 3 (мойка де-
талей, слесарные операции и операции технического контроля}
выполняется одновременно над крышками деталей всех наиме-
нований, а станки операций 7 и 9 обрабатывают только одну де-
таль Л Приспособления данной поточной линии рассчитаны на
установку одной, двух или четырех разных деталей. Данная
групповая поточная линия обеспечивает выпуск 200 комплектов
деталей в смену. Если закрепленные за групповой поточной ли-
нией детали обрабатываются последовательно (первая, вторая,
третья и т. д.), такая линия называется переменно-поточной
групповой линией.
4.	Технологически замкнутый участок
Технологически замкнутый участок представляет собой на-
бор из 10—30 станков различных типов, обеспечивающих пол-
ную механическую обработку закрепленных за данным участ-
ком 8—20 деталей одного размера и одного класса (корпусные
детали, валы, диски и т. д.).
Оборудование технологически замкнутого участка разме-
щается в два или в три ряда в примерной последовательности
операций обработки деталей, закрепленных за данным
участком.
Общее движение деталей в замкнутом производственном
участке аналогично движению деталей на групповой поточной
линии, т. е. от начала участка по направлению к сборке; вместе
с тем при выполнении отдельных операций возможно и возврат-
ное движение деталей.
Межоперационным транспортным устройством на замкнутом
производственном участке чаще всего служит ручная тележка
для нетяжелых деталей и подвесная катучая балка—для тяже-
лых деталей. Иногда возможно применение двойного рольганга.
Технологически замкнутый участок строится для небольшого
выпуска деталей одного наименования, т. е. при небольшой за-
грузке станков каждой отдельной деталью. Замкнутый участок
так же, как и групповая поточная линия, обеспечивает равно-
мерный выпуск продукции. Примером технологически замкну-
того участка, родственного групповой поточной линии, может
служить участок для обработки 18 мелких деталей (см. рис. 8).
Детали изготовляют из прутков. Участок включает 13 одно-
шпиндельных и многошпиндельных прутковых автоматов
и 11 станков других типов, предназначенных для окончательной
обработки деталей после автоматов. Один прутковый автомат
411
обрабатывает одну-три детали. На каждый из остальных стан-
ков приходится по две-четыре разные операции. Особенностью
планировки является установка 11 станков-неавтоматов в одну
линию между двумя рядами прутковых автоматов. После авто-
матической обработки детали поступают для последующей об-
работки на один или два станка среднего ряда, затем на мойку,
контроль и участковый склад-стеллаж, находящийся на участке.
Межоперационным транспортом являются колесные тележки,
а для пруткового материала — подвесные катучие балки.
Стружка удаляется к началу участка также подвесными кату-
чими балками, а из цеха вывозится электрокарами с подъемны-
ми платформами.
Рассматриваемый участок, управляемый одним мастером,
обеспечивает полное изготовление 18 различных деталей для
выпуска 200 машин в сутки. Прутковые автоматы переналажи-
ваются через каждые 3—6 дней.
5.	Связь между операциями механической
обработки и сборки
Одним из основных принципов поточных методов работы яв-
ляется принцип непрерывности процесса механической обработ-
ки деталей и сборки машины. Готовая деталь, принятая техниче-
ским контролем, должна поступить на следующую операцию,
которой является установка готовой детали в узел или на маши-
ну. Следовательно, поточную линию сборки необходимо строить
так, чтобы детали передавались на сборку так же удобно и про-
сто, как при механической обработке. Между тем подобное ос-
новное условие поточной работы в практике часто не соблю-
дается. Нередко изготовленные на поточной линии детали вме-
сто сборки отправляют на склад готовой продукции, а через
некоторое время передают на конвейерную сборку. В таких слу-
чаях нарушается непрерывность процесса, создаются склады го-
товой продукции, появляется ряд дополнительных операций, вы-
зывающих повышение себестоимости машин. Например, для
хранения шлифованных деталей на складе необходима их анти-
коррозионная обработка, транспортирование на склад и со скла-
да, хранение и учет деталей на складе, освобождение от анти-
коррозионного покрытия перед сборкой и соответствующее уве-
личение задела деталей в последней стадии производства, а так-
же удлинение технологического цикла производства.
Размещение первой операции сборки рядом с последней опе-
рацией механической обработки детали исключает перечислен-
ные вспомогательные операции, обеспечивая непрерывность, т. е.
поточность изготовления изделия.
Наиболее характерными являются схемы сочетания плани-
ровки поточных линий обработки и сборки, приведенные на
412
рис. 168. На схеме (рис. 168, а) показано примыкание к сбо-
рочной поточной линии последней операции обработки базовой
(основной) детали машины, с которой начинается сборка ма-
шины. Тяжелую корпусную деталь с рольганга устанавливают
на станки при помощи электротельфера 4. Запас готовых де-
талей находится на рольгангах 1 и 2, примыкающих к линиям
а) Коней, поточной линии
обработки базовой детали
Рис. 168. Схема примыкания линий механической обработки к сборке:
1, 2 — рольганги; 3 — монорельс; 4 — электротельфер; 5 — последняя опера-
ция обработки детали; 6 — технический контроль; 7 — конвейер сборки;
8 — детали, поступающие со стороны; 9 — готовые детали; 10 — катучая
балка; 11 — сборка узла; 12 — испытание узла; 13 — подвесной конвейер,
подающий детали на сборку; 14 — стеллажи для деталей, подаваемых
подвесным конвейером
обработки и сборки. Передача детали через проезд и с роль-
ганга на сборочный конвейер происходит при помощи монорель-
са 3. Для сообщения между участком обработки и сборки в
рольгангах сделаны проходы.
На рис. 168, б изображена поточная линия обработки детали
и сборки узла, в котором эта деталь является основной. Узел
собирают в конце поточной линии механической обработки де-
тали. Поскольку вес узла значителен, его передают на стеллажи
и на сборочный конвейер при помощи подвесной катучей бал-
ки 10, Примыкание к сборочному конвейеру поточной линии, об-
рабатывающей небольшую деталь, показано на рис. 168, в. Опе-
рацию сборки выполняют рядом с поточной линией обработки
этой детали, передаваемой на сборочные стеллажи вручную.
На рис. 168, г показана передача готовых деталей на сборку
с поточных линий, удаленных от места сборки, которую выпол-
413
няет подвесной конвейер, одна ветвь последнего проходит около
последних контрольных операций механической обработки, а
другая ветвь — рядом со стеллажами сборочного конвейера.
При высоких темпах сборки применяют подвесные конвейеры
толкающего типа, обеспечивающие автоматическую подачу де-
талей к месту их установки в собираемый узел (машину) (см.
рис. 42).
Разумеется, перечисленные примеры не исчерпывают раз-
личных способов связи между операциями обработки и сборки.
Однако для всех способов необходимо соблюдать непрерыв-
ность процесса, т. е. передачу деталей на сборку немедленно по-
сле их изготовления.
6.	Расстановка рабочих на поточной линии
Правильное использование оборудования и высокая его про-
изводительность во многом зависят от правильной расстановки
рабочих на поточной линии. Ранее было определено, что станко-
емкость и трудоемкость операций и загрузка отдельных станков
на поточных линиях отличаются иногда в несколько раз, поэто-
му и загрузка рабочих на каждом станке будет неодинаковой.
Только в случае установки в линии универсальных ненастроен-
ных станков, каким, например, является универсальный токар-
ный станок, рабочий будет занят в течение всего времени выпол-
нения операции.
Полная синхронизация станочных операций не обеспечивает
равномерной загрузки рабочих поточной линии, что подтверж-
дает следующий пример. Допустим, что на линии путем подбора
инструментов и режимов резания удалось полностью синхрони-
зировать токарные операции при обработке ступенчатого вала
(см. рис. 121). На всех операциях примем /ш = 2,5 мин. При оди-
наковой станкоемкости занятость рабочих на отдельных станках
будет колебаться в отношении 1 : 5, что видно из сопоставления
станкоемкости и трудоемкости операций (табл. 48).
При загрузке станков на 100% (^ = 2,5 мин) рабочие будут
заняты на первых двух станках на 20%, на третьем станке —
на 4% и на четвертом — на 100%. Первые три станка может
обслуживать один рабочий при средней загруженности на 44%,
четвертый станок — один рабочий при загрузке на 100%'. Рит-
мичная работа участка будет обеспечена четырьмя, тремя и
даже двумя рабочими, но во всех трех случаях только рабочий
четвертого станка загружен на 100%; рабочие других станков
загружены неполностью. При полной синхронизации станков ра-
бочие оказываются загруженными неодинаково. Для получения
минимальной себестоимости обработки необходима полная за-
грузка рабочих. Поэтому для правильной расстановки рабочих
необходимо определять и станкоемкость и трудоемкость на каж-
дой операции. Неправильная расстановка рабочих на поточной
414
Таблица 48
Трудоемкость операций обработки вала при синхронизации
их станкоемкостн
Содержание операций	Наименование станка	Станко- емкость, мин	Трудоем- кость (за- нятость) рабочего, мин
Черновая токарная обра- ботка одного конца сту-	Одношпиндельный много- резцовый токарный ав-	2,5	0,5
пенчатого вала	томат 			
Черновая токарная обра- ботка другого конца cty- пенчатого вала Чистовая токарная обра- ботка четырех ступеней	То же		 Одношпиндельный токар- ный полуавтомат с ма-	2,5	0,5
вала Чистовая токарная обра-	газинной загрузкой . . Токарно-универсальный	2,5	0,1
ботка двух ступеней другой стороны	станок 		2,5	2,5
линии ведет либо к увеличению себестоимости обработки, либо
к постоянным простоям отдельных станков из-за несвоевремен-
ного поступления деталей с предыдущих станков.
Для определения занятости рабочего на каждой операции
следует использовать карту поточной линии обработки данной
детали, примерная форма которой приведена в табл. 49. Карта
составлена для выпуска 260 комплектов ступиц (см. рис. 207,
208) (две детали в комплекте) с ритмом выпуска, определяемым
по формуле
„ nF 0,96X420X2	1 „ „„„
Г = ~0“	-----520----2=3 1MUH.
Зная станкоемкость и трудоемкость каждой операции, а также
располагая планировкой оборудования поточной линии, легко
определить число рабочих, их загрузку и наиболее целесообраз-
ное объединение станков, закрепляемых за одним рабочим. Один
рабочий может работать на и станках при условии, что
п
21e
1
где 2 t — сумма трудоемкостей, мин;
п — количество станков, шт.;
г — ритм работы линии, мин;
k — коэффициент допустимой загрузки рабочего-многоста-
ночника; £ = 0,7^0,9.
Высокопроизводительный метод обработки ступицы, приве-
денный в табл. 49, действует в течение нескольких лет на пере-
415
операции
Л
1
2
2к
3
4
5
6
Таблица 49
Карта поточной линии обработки ступицы
Операции	Оборудование	Станкоемкость мин	Количество станков	Загрузка станка, %	Трудоемкость t, мин	Число ра- бочих в смену	
						1 по рас- чету	фактиче- | ски
Обтачивание начер- но и начисто ци- линдрических и торцовых наруж- ных и внутренних поверхностей од- ной стороны	В осьмишпин д ел ь - ный токарно-ка- русельный полу- автомат , . . .	2,5	2	82	0,5	0,33	1
Обтачивание начерно и начисто цилинд- рических и торцо- вых наружных и внутренних по- верхностей второй стороны	То же		2,7	2	88	0,5	0,33	
Проверка обработан- ных поверхностей детали	Контрольный стол	—	—	—	—	—	
Сверление, зенкеро- вание и разверты- вание 8 отверстий диаметром 20,4 мм и 14 отверстий диа- метром 10,3 мм	Пятипозиционный агрегатный вер- тикально - свер- лильный 52-шпин- дельный полу- автомат ....	2,0	2	65	0,6	0,39	1
Нарезание резьбы в 14 глухих от- верстиях М12 X X 1,75 мм	1 рехпозиционный агрегатный вер- тикальный резь- бонарезной 28- шпиндельный по- луавтомат . . .	1,4	1	91	0,6	0,39	
Сверление отверстия и нарезание ко- нической резьбы 1/8 Бриггса	Радиально - свер- лильный станок с гибким хобо- том 		1,0	1	98	1,0	0,7	1
Затупление острых кромок 8 отвер- стий диаметром 20 мм	То же		0,5			0,5	0,3	
416
Продолжение табл. 49
1 № операции	1	Операции	Оборудование	Станкоемкость /ш, мин	Количество станков	Загрузка станка, %	Трудоемкость t, мин	Число ра- бочих в смену	
							по рас- чету	фактиче- | ски
7	Зачистка заусенцев,	Верстак .....	—		1	1 0,5	0,3	1
	продувание резь- бовых отверстий							
8	Промывание ступицы	Моечная машина .	0,2	1	13	0,2	0,13	
8к	Проверка обработан-	Контрольный стол	—	—	—	—	—	—
	ных поверхностей детали							
	Итого ...		10,3	9	66,2	4,4	2,87	4
довом предприятии. Из него видно, что станкоемкость отдельных
станочных операций колеблется в отношении 5,4 : 1, а при вклю-
чении моечной машины — 1 : 13,5. Но и при такой высокой асин-
хронности данная поточная линия работает ритмично, если пра-
вильно загружены и расставлены рабочие. Из табл. 49 видна
также значительная разница между станкоемкостью и трудо-
емкостью операций. При станкоемкости обработки 10,3 мин тру-
доемкость обработки составляет лишь 4,4 мин, или в 2,1 раза
меньше. Это объясняется применением многопозиционных мно-
гоинструментных станков-полуавтоматов и автоматизированной
оснастки, сокращающих занятость рабочего на станке и обес-
печивающих возможность работы на нескольких станках.
Как видно из табл. 49 и рис. 209, наиболее целесообразно
объединение станков операции 1-й и 2-й, затем 3-й и 4-й и, нако-
нец, 6-й, 7-й и 8-й. При таком объединении загрузка рабочих
будет неодинаковой; наиболее загружен рабочий на операции 5
(98%), наименее загружен рабочий, выполняющий операции 1
и 2 (66%). Таким образом, четверо рабочих обеспечат равно-
мерный выпуск деталей, соблюдая заданный ритм. В связи с
неполной загрузкой рабочих фактическая трудоемкость обра-
ботки ступицы Тф будет также больше расчетной на 45%:
гф = Т=6’4 мин-
При проектировании расстановки рабочих на поточной линии
необходимо располагать картой поточной линии и планировкой
оборудования на ней. При изменении выпуска необходим пере-
расчет числа рабочих и пересмотр их расстановки.
ГЛАВА X
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
СТАНКОВ ПОТОЧНОЙ И АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИЙ
В предыдущих главах было рассмотрено влияние на трудо-
емкость и себестоимость изготовления детали различных факто-
ров, в том числе многоинструментности, многопозиционности и
автоматизации станков и приспособлений, подъемно-транспорт-
ных устройств, планировки оборудования и расстановки рабо-
чих, а также различных потерь, связанных с работой станков
поточной линии. Дополнительно к этим факторам необходимо
рассмотреть режимы работы станка: скорость, подачу и глубину
резания, которые существенно влияют на себестоимость обра-
ботки.
Режимы резания колеблются в сотни раз в зависимости от
различных свойств обрабатываемых материалов и материала
режущего инструмента. Так, точение твердосплавными резцами
некоторых жаростойких сплавов, применяемых в авиадвигателе-
строении, ведется при скоростях резания 3—5 м!мин, тогда как
при точении углеродистых сталей и чугуна скорости резания до-
стигают сотен метров в минуту.
На различных предприятиях существует значительный раз-
нобой в применяемых режимах резания, даже при обработке
одинаковых деталей одинаковым инструментом на одинаковых
станках. Поэтому назначение оптимальных режимов резания
для оборудования поточных и автоматических линий является
одной из важных задач при проектировании процессов обра-
ботки.
§ 58.	РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА СТАНКАХ
ПОТОЧНО-АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЛИНИЙ
В настоящее время для обработки черных и цветных метал-
лов применяют главным образом инструменты из быстрорежу-
щей стали и ее заменителей, а также инструменты, оснащенные
твердыми (вольфрамокобальтотитановыми) сплавами. Находят
применение также инструменты, оснащенные керамическими
пластинками.
Улучшение режущих свойств инструментов в послевоенный
период позволило значительно повысить режимы резания и со-
ответственно сократить станкоемкость и трудоемкость механи-
ческой обработки деталей. На предприятиях машиностроения
широко применяют скорости до 235 м)мин. Более высокие ско-
рости. не имеют пока широкого распространения. Резцы, осна-
щенные керамическими пластинками, позволяют повысить ско-
рости резания до 380—780 м!мин. Однако из-за недостаточной
стойкости и прочности эти резцы пока неприменимы для широ-
14 Зак. 2446
418
кого внедрения в поточном и автоматизированном производ-
ствах.
При точении стали резцами, оснащенными твердыми сплава-
ми ТЗОК4, ТЗОК6 и др., токари достигли скоростей резания,
превышающих 2000 м)мин. Однако стойкость режущего инстру-
мента при таких высоких скоростях составляет лишь десятки
секунд и минуты, поэтому нельзя рассчитывать на применение
таких высоких скоростей резания в промышленности. Детали
сложной конфигурации нельзя обрабатывать при скоростях, пре-
вышающих 200 м!мин, вследствие их несбалансированности. Да-
же незначительный дисбаланс при больших числах оборотов вы-
зывает существенные вибрации, отрицательно влияющие на
стойкость инструментов, долговечность работы станков и на бе-
зопасность работы.
Применение достигнутых высоких скоростей резания (70—
80 м!мин) на многошпиндельных прутковых автоматах ограни-
чивается небольшой стойкостью инструментов, являющейся
следствием вибраций, вызываемых быстровращающимися обра-
батываемыми прутками. Даже при обработке весьма точных
прямых прутков вибрации не устраняются, так как периодиче-
ское вращение поддерживающего устройства при автоматиче-
ской подаче прутков приводит к несбалансированности системы.
Недостаточная жесткость конструкций многопозиционных по-
луавтоматов типов 1283 и 1284 препятствует внедрению скоро-
стей резания порядка 150—180 м1мин. Токарные многошпиндель-
ные полуавтоматы, выпускаемые некоторыми зарубежными фир-
мами, обрабатывают сложные детали при скоростях резания
150—180 м!мин при одновременной работе 12—20 резцов.
При обработке деталей из обычных конструкционных сталей
и чугуна фактические скорости резания, применяемые на стан-
ках поточных линий, составляют для инструментов из быстро-
режущей стали и ее заменителей до 48 м!мин и для инструмен-
тов, оснащеных твердыми сплавами типа ВК, Т5КЮ, Т15К6 и
др., — до 235 м!мин.
В табл. 50 приведены режимы резания, применяемые на пе-
редовых предприятиях поточно-автоматизированного производ-
ства при обработке серого и ковкого чугуна, а также сталей ма-
рок 40, 45, 40Х, 18ХГТ, 12ХН4А при твердости НВ165 - 215 и
следующих условиях обработки: черновая обработка — при глу-
бине резания t=3,0 мм, подаче 5 = 0,3—0,6 мм)об, чистовая об-
работка — при /= 1,2 мм, s = 0,l—0,2 мм]об.
Как видно из табл. 50, колебания режимов резания для всех
типов станков весьма значительны; между тем для каждой кон-
кретной наладки необходимо найти одну оптимальную скорость
резания и подачу. Глубина резания при черновой обработке де-
талей в поточных линиях в большинстве случаев определяется
заготовкой, при чистовой обработке она обусловлена заданной
419
Таблица 50
Режимы резания, применяемые на станках поточных линий
передовых машиностроительных заводов
Тип станка	Скорость резания v, об1мин			
	Черновая обработка		Чистовая обработка	
	Инстру- мент из быстро- режущей стали	Инс тру- мент, ос- нащенный твердым сплавом	Инструмент из быстроре- жущей стали	Инструмент, осна щенный твердым сплавом
Простые токарные станки с высотой центров 150—500 мм		24-36	45—90	36—48	75—235
Револьверные, карусельные станки для обработки до диаметра 1000 мм . . .	20—31	45—85	32—45	70—130
Одношпиндельные много- резцовые полуавтоматы для обработки до диа- метра 500 мм		18—32	50—80	26—38	70—165
М ногошпиндельные полу- автоматы для обработки до диаметра 500 мм . .	18—34	45—80	24—38	65—100
Многошпиндельные прут- ковые автоматы 		14—32	40—55	40—55	—
Одношпиндельиые свер- лильные станки (сверла диаметром до 75 мм)', s 0,08 ч- 0,35 мм/об .	10—24	28—74		
Сверл ильные агрегатные одно- и многосторонние; 5 « 0,06—0,25 м м /об . .	8—18	(сред- нее 55) 27-60		
Вертикально- и горизон- тально-фрезерные станки	18—32	(сред- нее 45) 50—100	28-44	80—180
Млогофрезерные станки .	ia—32.	45-90	28—44	70—120
Л(мазнорасточные станки; $ до 0,15 мм/об ....	—	—	18-36	50—62
Горизонтально- и верти-	Обычны	е про-	6—10	сталь, чугун до НВ 145
кально-протяжные станки	тяжки Круговые про-		20—32	—
Зубофрезерные станки . .	тяжки 24—32 |	—		28—45		
Шевинговальные станки . .		—	35—45	—
Шлифовальные станки	Шлифовальные		20—35	50
Хонинговальные станки . .	круги Притирочные		м}сек	15—20
	бруски (чугун)		(вращение)	(возвратно-по-
То же		Притирочные		40—60	ступательное движение) 10—12
	бруски (сталь)			
14*
420
точностью и чистотой поверхности. Для деталей машин среднего
размера припуски на механическую обработку колеблются от
2 до 4 мм, составляя в среднем 3 мм, поэтому и глубина реза-
ния при черновой обработке (точением, фрезерованием) нахо-
дится в указанных пределах. Скорость резания и подачу опре-
деляют в каждом отдельном случае, исходя из условий обработ-
ки, конфигурации и материала детали, типов станков, качества
инструментов и т. д.
На станках, работающих с постоянной настройкой (все стан-
ки поточных линий), механическая обработка на одной рабочей
позиции станка всегда выполняется в один проход. Поэтому ма-
шинное время будет определяться из формулы
/м = — = — мин,	(82)
м $м‘ ns 1	v 7
I — длина рабочего хода, мм;
sM— подача, мм/мин\
п — число оборотов (изделия или инструмента) или двой-
ных ходов, об!мин;
s — подача изделия или инструмента, мм!об.
При вращении изделия или инструмента число оборотов мо-
жет быть выражено через скорость резания:
где v — скорость резания, м]мин;
d — диаметр инструмента или обрабатываемой поверхно-
сти, м.
Отсюда машинное время, выраженное через скорость реза-
ния,
__ I  Ind
м ns	vs'
Как видно из формулы (82а), при заданном значении длины
обработки I машинное время будет тем меньше, чем больше
произведение ns, т. е. чем больше будут число оборотов и пода-
ча. Число оборотов п и подача s определяются режущей способ-
ностью и формой инструмента, а также качеством обрабатывае-
мого материала.
Можно пойти по пути увеличения подачи и изменения углов
токарного резца так, что вместо 0,34-0,6 мм!об подача увели-
чится до 2,0—3,0 мм!об при сохранении скорости резания в пре-
делах 150 м!мин. В этом случае машинное время уменьшается
в 5—6 раз. При такой скорости резания стойкость твердосплав-
ных резцов в десятки раз больше, чем при скорости резания
превышающей 500 м/мин, и нормальной подаче.
Однако большие подачи (свыше 1 мм/об) на многоинстру-
ментных станках нельзя применять при обработке фигурных по-
верхностей небольшой длины.
421
Правильный выбор режимов резания для станков поточных
линий заключается в увеличении скоростей резания до преде-
лов, достигнутых передовыми заводами, и некотором увеличе-
нии общепринятых в настоящее время подач примерно в 1,5—2
раза.
§ 59.	ОЦЕНКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
Режимы резания, как и технологический процесс в целом,
должны обеспечивать минимальную себестоимость обработки.
Для выявления самого выгодного варианта процесса обработки
сравнивают себестоимости различных вариантов. Этот метод це-
лесообразно применять и для сравнения разных режимов реза-
ния, т. е. для разного выпуска деталей в единицу времени с од-
ного станка. Такое сравнение облегчается тем, что при измене-
нии режимов резания изменяется только выпуск деталей и рас-
ход инструмента на одно изделие, прочие же элементы себестои-
мости остаются неизменными.
В настоящее время режимы резания определяют по эконо-
мической стойкости инструмента, которой соответствует эконо-
мическая скорость резания.
Экономическую стойкость инструмента подсчитывают по со-
кращенным или по развернутым формулам.
Себестоимость операции, зависящая от режимов резания,
включена в эти формулы только косвенно, фактически она ос-
тается скрытой. В эти формулы входит много производственных
данных, а результаты подсчета получаются недостаточно опре-
деленными и точными. Для одних и тех же инструментов рас-
четная стойкость колеблется в широких пределах (табл. 51).
Данные таблицы показывают, что самая выгодная стой-
кость инструмента есть величина переменная, зависящая от
многих факторов, поэтому вряд ли целесообразно брать ее
в качестве основного критерия при расчете оптимальных режи-
мов резания.
В многорезцовой наладке тем более нельзя ориентироваться
на самую выгодную стойкость инструментов, так как минутные
и штучные стойкости отдельных инструментов отличаются
в сотни раз в зависимости только от формы детали.
Так, в наладке, показанной на рис. 148 (табл. 46), минут-
ная стойкость восьмого резца равна 190 мин, девятого —
2200 мин, или в 11,5 раза больше, а штучная стойкость—147
и 2946 деталей, или в 20 раз больше. Указанные стойкости зна-
чительно отличаются от самых выгодных стойкостей, опреде-
ляемых по общепринятой формуле стойкости.
Поскольку конечной целью расчета являются оптимальные
режимы резания, обеспечивающие минимальную себестоимость
обработки детали и операций, методика и ход расчета должны
422
Таблица 51
Расчетная стойкость инструментов*, мин
Наименование инструмента	Расчетные стойкости инструмента			
	из быстрорежущей стали			
	для стали	колебания	для чугуна	колебания
Токарные резцы	 Сверла разного диаметра 	 Сверла диаметром 80 мм		15—9Э 18—90 120—235	6 раз 5 раз 1,8 раза	25—85 21- 160 210—410	3,5 раза 7,5 раза 1,9 раза
* Бюро технических нормативов. Нормативы стойкости режущего инструмента.
М., Машгиз, 1953.	1	1
Продолжение табл. 51
Наименование инструмента	Расчетные стойкости инструмента			
	из твердых сплавов			
	для стали	колебания	для чугу на	колебания
Торцовые фрезы 		50— 90	3,8 раза	70—275	3,9 раза
Токарные резцы 		15—100	7,5 раза	15—110	7,5 раза
Сверла разного диаметра 		25— 80	3,2 раза	8— 40	5 раз
Сверла диаметром 80 мм . . 1	.	35— 80	2,3 раза	20— 40	2 раза
Торцовые фрезы		130—450	3,4 раза	70—600	8,6 раза
показать, как для данной наладки будут изменяться себестои-
мость, станкоемкость и трудоемкость операций при изменении
режимов резания.
Особенно большое значение имеет определение оптималь-
ных режимов резания для многоинструментных, многопозици-
онных станков и автоматических линий, работающих с постоян-
ной настройкой. Корректирование найденных расчетом режи-
мов резания для таких станков при их внедрении является до-
вольно сложной задачей, требующей затраты значительного
времени. Для правильного определения количества и загрузки
многоинструментных станков необходимо установить оптималь-
ные режимы резания при проектировании процесса, еще до за-
каза этих станков.
Поскольку режимы резания тесно связаны .со станкоем-
костью операции, последняя и должна лежать в основе расчета
оптимальных режимов резания, будучи связанной определенной
зависимостью с себестоимостью операций.
423
§ 60.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МНОГОИНСТРУМЕНТНЫХ СТАНКОВ
Основным критерием при определении режимов резания
нужно считать себестоимость обработки. В соответствии с этим
оптимальными будут такие режимы резания и такая произво-
дительность станка, при которых себестоимость обработки
на данном станке будет минимальной.
Себестоимость операции можно выразить следующей фор-
мулой:
С = а/ф s	a	(83)
где s — минутная заработная плата станочника, руб.;
/ф — фактическая трудоемкость операции, мин',
а — коэффициент, учитывающий зарплату и начисления
на нее; а = 1,15;
Р — коэффициент общих накладных расходов, выраженный
в долях зарплаты станочника (без стоимости эксплуа-
тации оборудования и инструмента);
— станкоемкость операции, мин\
и — минутная стоимость эксплуатации инструмента для
данных режимов резания, руб.;
а — минутная стоимость эксплуатации- оборудования, вклю-
чая амортизацию и ремонт,
a^q(\ + у) Л = 3,23хЮ“7(1 + у) Л,
где # — амортизация оборудования, отнесенная к 1 мин, руб.;
q “ 307X12X14X60	3’23><10 7’
ИЛИ
^1= 6/Х307Х 14x60 = 3,68x10 6 Т
для специального оборудования;
у — затраты на ремонт оборудования, выраженные в долях
его первоначальной стоимости Л; для предприятий по-
точного производства у во многих случаях может
быть принята равной 0,4;
d — срок амортизации специального оборудования, годы.
При /ш = /ф формула (83) примет вид
С = [(*+₽) s+а + и\1ш.	(83а)
Анализируя себестоимость, выраженную формулой (83а),
можно считать, что при изменении режимов резания в преде-
лах, применяемых передовыми предприятиями (см. табл. 50),
минутная заработная плата станочника s, начисления на заработ-
ную плату а, общиежакладные расходы р, а также минутная стой-
424
мость эксплуатации оборудования а и трудоемкость -на много-
позиционных станках с отдельной загрузочной позицией оста-
нутся неизменными, будут изменяться минутная стоимость
эксплуатации инструмента и и производительность станка,
выраженная станкоемкостью /ш.
Обозначив в формулах (83) и (83а) неизменные величины
через Ь, т. е. приняв, что b = (а + Р) х -f- а, формулу (83)
можно упростить:
С = (йй)(836)
Из'этого уравнения видно, что с увеличением производи-
тельности, т. е. с уменьшением /и1, себестоимость будет соот-
ветственно уменьшаться и станет минимальной при максималь-
ной производительности (при /ш мин), если стоимость эксплуа-
тации инструмента и не будет увеличиваться быстрее снижения
станкоемкостн.
Следовательно, для определения минимальной себестоимо-
сти данной операции необходимо найти зависимость изменения
станкоемкостн и стоимости эксплуатации инструмента от раз-
личных режимов резания, т. е. найти ^ш=/:(^, 5, /) и u=f(v, s).
В формулу (83), кроме станкоемкостн /ш, введена фактиче-
ская трудоемкость /ф. Такое разделение необходимо в связи
с применением автоматизированного оборудования. Чем боль-
ше степень автоматизации станка, тем больше разрыв между
станкоемкостью tm и трудоемкостью /ф. Так, станкоемкость об-
работки блока цилиндров на семипозиционной линии состав-
ляет / = 2,3 мин, а трудоемкость — 0,6 мин, или почти в 4 раза
меньше. Поэтому выпуск со станка должен определяться по
станкоемкостн, а в себестоимости должна учитываться также
фактическая трудоемкость операции. По найденным значениям
и и можно определить зависимость C = f(v, s).
Таким образом, определение оптимальных режимов резания
следует разбить на три части: 1) определение зависимости
между станкоемкостью операции и режимами резания; 2) уста-
новление зависимости между стоимостью эксплуатации инстру-
мента и режимами резания и 3) установление зависимости
между себестоимостью операции и режимами резания.
1. Зависимость между станкоемкостью операций и режима-
ми резания
Чтобы установить зависимость между станкоемкостью опе-
рации и режимами резания, необходимо тщательно проанали-
зировать работу станков, работающих на поточно-автоматизи-
рованной линии с постоянной настройкой.
Работа всякого станка поточной линии складывается из не-
скольких элементов, К ним относятся: 1) полезная работа стан-
425
ка, включающая обработку детали, установку, промер и съем
детали; 2) время, необходимое на периодическую смену и регу-
лирование инструментов, в течение которого станок не рабо-
тает; 3) простои, связанные с плановым ремонтом и обслужи-
ванием станка, его смазкой и чисткой (включая удаление
стружки) как в течение работы, так и после каждой смены;
4) простои, связанные с несвоевременной подачей деталей, ин-
струментов, ожиданием ремонта; 5) простои, связанные с ухо-
дом рабочего от станка.
Среди перечисленных потерь зависимыми от режимов рабо-
ты станка будут потери на смену и регулирование инструмен-
тов, удаление стружки. Все остальные потери, включая потери
на планово-предупредительный ремонт и обслуживание станка,
существенно не зависят от режимов его работы. Для фактиче-
ски действующих режимов резания эти потери можно считать
постоянными для данного типа и конструкции станка. Их мож-
но определить статистически, используя учет простоев, обуслов-
ленных ремонтом, за относительно длительный отрезок
времени.
Случайные организационные потери также не зависят от ре-
жимов работы станка. При определении производительности
станка их следует учитывать в размере не свыше 1—2%! от об-
щего фонда времени.
Таким образом, баланс работы станка в течение смены,
суток или месяца будет
T^^+^+^p+^np,
где Тп —полезная работа станка;
Тн — время на смену и регулирование инструмента;
Тр —потери на ремонт и обслуживание станка;
ТПр —прочие случайные и организационные потери.
Поскольку потери на ремонт и обслуживание станка Тр из-
меняются незначительно в пределах действующих режимов ре-
зания, а организационные потери Тпр не зависят от режимов
резания, их можно выразить коэффициентом использования
станка тр
(84)
г - (Гр + Гпр) Гп + Гн
7] = -----?----- = ----Y---•	Vй)
Общее время работы станка, зависящее от его режимов ра-
боты, будет равно
(85а)
Для установления зависимости между станкоемкостью или
производительностью станка и режимами резания необходимо
рассмотреть также структуру станкоемкости операции. В стан-
коемкость операции t входят следующие элементы:
1) основное (машинное) время /0, включающее время реза-
ния /р, подвод и отвод инструмента, поворот стола и другие
14В Зак. 2446
426
движения механизмов станка, связанные с процессом реза-
ния /м.в;
Zo =	+ ^М.В’
2) вспомогательное время /в, затрачиваемое рабочим на
установку, зажим, освобождение, съем и промер детали, на
удаление стружки из рабочей зоны;
3) время, затрачиваемое рабочим (наладчиком) на смену
и регулирование инструмента /с, отнесенное к одной детали
и равное
т
(86)
где Тп — общее время на смену и регулирование инструмента
за период работы станка Г;
q — выпуск деталей за тот же период.
Так как прочие потери в работе станка оценивают коэффи-
циентом т], станкоемкость операции
==	(87)
В этой формуле t0 (машинное время) находится в обратной
зависимости от режимов резания (у, $) и определяется для
одного инструмента и одного прохода формулой
___ I __ Ind
° ns vs"
При многоинструментной наладке машинное время t0 будет
равно наибольшему машинному времени одного из инструмен-
тов, для которого либо произведение Id будет наибольшим, либо
vs будет наименьшим, либо при средних значениях Id и vs ве-
личина t0 будет наибольшей среди величин для всех ин-
струментов.
Вспомогательное время tB не зависит от режимов резания.
Оно может быть сведено к минимуму путем автоматизации за-
жимных приспособлений или устройства загрузочных магази-
нов. На многопозиционных станках установка и съем деталей
обычно происходят в период работы станка, поэтому /в совме-
щается с машинным временем и в станкоемкость отдельным
слагаемым не входит при tB^.t0. Необходимо отметить, что
/в никогда (даже в автоматах с магазинной загрузкой) не рав-
но нулю.
Время на смену и регулирование инструмента tc зависит от
его стойкости, а следовательно, и от скорости резания. Его
можно определить следующим образом.
Обозначим время на смену и регулирование одного затупив-
шегося инструмента через /н мин, время резания этого инстру-
мента за период обработки одной детали через /р мин, его
427
стойкость — через Тс мин. Тогда время на смену и регулиро-
вание одного инструмента, отнесенное к одной детали, будет
"77 мин.	(88)
где Q — количество обработанных деталей за период стойко-
сти инструмента.
Для многоинструментных наладок с количеством инстру-
ментов z время на смену и регулирование всех инструментов
в наладке
1
В этой формуле время на смену и регулирование инстру-
мента /с является суммой времени, затрачиваемого на смену и
регулирование каждого инструмента данной наладки, отнесен-
ного к одной детали.
В окончательном виде формула станкоемкости (87) будет
(90)
для одного инструмента и
^ = ^о + <+^ = /в + ^ + 2-^-	(91)
1
для z инструментов в наладке. В формуле (91) /0 =“ яв“
ляется наибольшим машинным временем одного из инстру-
ментов наладки, a v0— скоростью резания этого инструмента.
Определяющей в данной наладке будем называть скорость
резания v0 инструмента с наибольшим временем резания tp. 0
при правильной разбивке обрабатываемых поверхностей между
отдельными инструментами наладки. Наибольшее машинное
время резания одного из инструментов наладки будет опреде-
ляющим временем данной наладки.
Для наладки (рис. 169) определяющей будет скорость
резания второго резца. Определяющей она названа потому,
что время и скорости резания остальных инструментов наладки
подбирают так, чтобы они были близки по величине к опреде-
ляющему времени наладки. Определяющая скорость резания
не есть максимальная скорость резания наладки, она может
быть средней и даже минимальной.
В формулы (90) и (91) вместо v не подставляют его значе-
ния из выражения	вследствие иного метода расчета,
14В*	v
428
Зависимость между производительностью станка Q и режи-
мами резания в общем виде будет выражена следующей
формулой:
4“ 4“
Ind
** + VOS + 2j Тс
(92)
инструмент
Рис. 169. Схема многорез-
цовой наладки для обра-
ботки детали с большим
перепадом обрабатываемых
диаметров:
1—6 — резцы
В этом уравнении переменными величинами являются ско-
рости резания vt стойкости Гс, подачи 5 и время резания /рвсех
инструментов. Остальные величины
для данного станка и данной наладки
не зависят от изменения скорости ре-
зания и подачи.
Для определения максимальной
производительности многоинструмент-
ного станка необходимо найти мини-
мум /ш, т. е. первую производную это-
го уравнения и, приравняв ее нулю,
определить оптимальное значение и.
Общее решение затруднено в связи с
тем, что, помимо определяющей ско-
рости v0, в нем участвуют z других не-
известных скоростей и стойкостей Гс,
также изменяющихся с изменением
определяющей скорости и0. Для одно-
инструментной наладки такое решение
возможно и его обычно принимают за
основу расчета.
Однако уравнение (92) сравни-
тельно просто решается для любой
конкретной наладки путем построения кривой станкоемкости по
трем значениям определяющей скорости.
Задавшись минимальным, максимальным и средним значе-
ниями определяющей скорости резания vQ. МИн, ^о. ср, ^о.макс
(рис. 170), находят для всех инструментов данной наладки
скорость и время резания v и /р, стойкость инструмента Тс и
время на смену и регулирование инструмента /с	Затем
найденные значения tc подставляют в формулу станкоемкости
(91). Минимальная станкоемкость /ш. мин определится кривой,
построенной по найденным трем значениям станкоемкости для
трех различных значений определяющей скорости v0.
Для определения минимальной станкоемкости многоинстру-
ментной наладки технологу необходимо иметь: 1) чертеж де-
тали с припусками на обработку и характеристикой материала
детали; 2) схему наладки станка с обозначением всех обраба-
тываемых поверхностей и режущих инструментов, по которым
429
технолог может определить глубину снимаемого слоя и длину
рабочего хода каждого инструмента и найти определяющую
скорость резания в наладке v0', 3) характеристику каждого ин-
струмента данной наладки; 4) нормы времени на смену и регу-
лирование каждого инструмента данной наладки; 5) стойкост-
ные зависимости Тс = f(v) для всех примененных в наладке ин-
струментов и материала обрабатываемой детали.
Рис. 170. График станкоемкостн и себестоимости
обработки при различных скоростях резания:
1 — кривая производительности; 2 — кривая себестои-
мости; 3 — кривая станкоемкости; 4 — кривая машин-
ного времени; 5 — вспомогательное время, v0 — опре-
деляющая скорость резания в наладке; ^макс — ско-
рость резания максимальной производительности;
^опт “ оптимальная скорость резания; /с — время на
смену и регулирование инструментов
Все эти данные имеются в распоряжении технолога, проек-
тирующего процесс обработки данной детали.
Минимальную станкоемкость определяют следующим
образом.
Глубину резания t = h при точении, фрезеровании, растачи-
вании и других процессах определяют заготовкой детали,
и для деталей средних размеров, обрабатываемых в по-
точной линии, она колеблется от 2 до 4 мм, составляя в сред-
нем 3 мм при черновой обработке. Глубину резания при чисто-
вой обработке назначают в зависимости от требующейся точ-
ности обработки и чистоты поверхности по чертежу и от спосо-
ба окончательной обработки поверхности.
Подачу s выбирают по справочникам с учетом данной на-
ладки. Время на смену и регулирование инструментов опреде-
ляют либо по нормативам данного завода, либо по опублико-
ванным данным, либо по данным, приведенным в табл. 52.
430
Таблица 52
Средние нормы времени на смену и регулирование инструментов
и приспособлений
Тип инструмента	Обработка, мин		Приспособления, вспомогательный инструмент	Время на смену, мин
	черновая	чистовая		
Токарные резцы (про- ходные, отрезные, расточные) сече- нием до 40X40 мм	2,5—4,0	4,0—6,0	Резцовые держав- ки, патроны, приспособления	60—150 40-60
Сверла,	зенкеры, метчики, разверт- ки, цековки диа- метром до 50 мм	Конусный зажим Винтовой зажим Быстродей- ствующий зажим	0,3—0,6 0,7—2,0 0,35—0,65	Кондукторы руч- ные, пневмати- ческие Многошпиндель- ная головка	10—20 20—30 30—45
Фрезы: 1) дисковые, тор- цовые, хвостовые; 2) насадные флан- цевые диаметра- ми: 150—300 м м 300—500 мм	3,5—4,5 11,0- 15,0-	4,5—5,5 -15,0 -25,0	i Фрезерная оправ- ка Приспособления пневматические и гидравличе- ские	10—20 25—45
Протяжки: 1) круглые 2) плоские и фа- сонные	5—10,0 30,0—80,0		Приспособления ручные, пневма- тические, гид- равлические	10—20 20—50
Зуборезный инстру- мент: 1)	червячные фре- зы до модуля 8 2)	долбяки до мо- дуля 6—8 3)	шеверы 4)	зубострогальные резцы 5)	зубофрезерные головки	О	Сл О	о	о HI	L 4^	СТ	QO	О F	О	О	О ?		6,0—10,0 6,0— 8.0 6—10 6,0— 8,0 -80,0	Приспособления для конических шестерен Оправки специ- альные	40—80 30-60
431
Продолжение табл. 52
Тип инструмента	Обработка, мин черновая | чистовая	Приспособления, вспомогательный инструмент	Время на смену, мин
Шлифовальный ин- струмент: 1) шлифовальные	30,0—40,0	Приспособления	5,0
круги круглошли- фовальных и пло- скошлифоваль- ных станков 2) шлифовальные	10,0—20,0	для правки шли- фовальных кру- гов Ножи бесцентро-	15,0
круги для внут- ришлифовальных станков 3) шлифовальные	30,0—60,0	во-шлифовально- го станка Приспособление	10—30
круги для бес- центрово - шлифо- вального станка 4) правка шлифо-	0,4—1,0	Патрон внутри-	30—70
вальных кругов		шлифовального станка	
Таким образом, искомой остается скорость резания для
каждого инструмента, определяемая следующим образом.
По схеме наладки устанавливают определяющую скорость
резания для одного из инструментов наладки. Определяю-
щей является скорость резания инструмента с наибольшим вре-
менем резания.
Скорости резания остальных инструментов, если они не за-
висят от определяющей скорости, подбирают так, чтобы время
резания каждого инструмента было равно или приближалось
к времени резания определяющего инструмента.
Зная скорость и время резания каждого инструмента, мож-
но по нормативам стойкости T=f (v, s, t) найти стойкость для
каждого инструмента наладки.
Для определения станкоемкостн при различных скоростях
резания необходимо задаться минимальной и максимальной
определяющими скоростями у0, взяв их по табл. 50, и од-
ним или двумя промежуточными значениями определяющей
скорости резания, т. е. у0. мин, у0. макс, ^о. ср=1,5 или 2,0 у0. мин,
и включить в табл. 53.
По трем значениям определяющей скорости резания долж-
ны быть определены скорости резания у, время резания ^р,
Стойкости Тс и значения - для каждого инструмента на-
* с
ладки и тоже внесены в табл. 53.
Сумма значений /с = 2~-у^-представляет собой время на
смену и регулирование всех инструментов данной наладки для
432
того или иного значения определяющей скорости и входит
третьим слагаемым tc в станкоемкость операции [уравнение
(91) и рис. 170].
Вспомогательное время /в на установку и съем детали опре-
деляют по нормативам в зависимости от типа станка, размера
детали, конструкции приспособления и подъемно-транспорт-
ного устройства. Вспомогательное время tB не зависит от ре-
жимов резания.
По найденным значениям /0, tB и /с находят станкоемкость
операции /ш для трех значений определяющей скорости реза-
ния v0 (табл. 53 и рис. 170).
Таблица 53
Форма для определения времени на смену и регулирование
инструментов при различных значениях
Значение ta вынесено за знак суммы, так как предполагается, что будет
взято среднее значение tn для всех инструментов данной наладки.
Построив по найденным значениям кривую станкоемкости
для разных скоростей резания, найдем по ней искомую опре-
деляющую скорость резания vox, при которой станкоемкость
обработки /ш будет минимальной, а производительность стан-
433
ка Q —- максимальной. Расчетные таблицы и кривые станкоем-
костей, построенные для конкретных наладок (рис. 171, а и
172), приведены в табл. 55, 57 и на рис. 171,6 и 173.
Точность определения максимальной производительности
станка зависит от точности принятых значений стойкости Тс
для различных инструментов. Длительная проверка стойкости
различных инструментов на многоинструментных станках
s)
Рис. 171. Коническая шестерня:
а) — схема обработки на одношпин-
дельном многорезцовом полуавто-
мате; 1—5 — резцы; б) — график
станкоемкости и себестоимости об-
работки: 1 — кривая себестоимости;
2 — машинное время; 3 — кривая
станкоемкости
в производственных условиях показала, что фактические стой-
кости одних и тех же инструментов при обработке одинаковых
деталей на одном и том же станке при одних и тех же режимах
резания колеблются в.предел ах 25—30%. Для достижения най-
денной производительности необходимо, чтобы стойкости инст-
рументов, принятые при расчете, не были ниже фактических
стойкостей. Это можно обеспечить, введя в расчет коэффи-
циент надежности k. Тогда искомая оптимальная скорость
резания
^ОПТ ~	(93)
где k = 0,90—0,95 (рис. 171,6).
Понижая скорость резания максимальной производительно-
сти станка vQX на 5—10%’, значительно повысим стойкость ин-
струментов и улучшим условия работы станка. Так как машин-
ное время составляет только часть станкоемкости, то уменьше-
434
ние скорости резания vox на 5—10%' снизит производительность
станка всего на 2—4% (см. рис. 170).
Таким образом, оптимальная производительность многоин-
струментного станка обеспечивается скоростью резания,'со-
ставляющей 90—95% от скорости резания максимальной про-
изводительности станка.
Хотя рассматриваемый метод требует многочисленных рас-
четов, последние очень просты и связаны с углубленным изуче-
нием проектируемой технологом наладки. В процессе этого
расчета технолог может установить неточности и ошибки, допу-
щенные при проектировании наладки, и своевременно их испра-
вить. Приведенный метод расчета позволяет определить мак-
симально возможный выпуск деталей с данного станка, что
имеет важное значение при проектировании процессов обра-
ботки для станков поточных и автоматических линий.
По указанному методу расчета не только определяемся ско-
рость резания наибольшей производительности данного станка
при обработке определенной детали, но также виден характер
изменения станкоемкости при изменении скорости резания, что
позволяет безошибочно выбрать оптимальную скорость резания
и оптимальную производительность станка.
2. Оптимальная производительность и режимы резания мно-
гоинструментного станка
Для определения оптимальной производительности станка
по кривой станкоемкости (см. рис. 170) необходимо найти се-
бестоимость операции для принятых режимов резания (ц0.мин,
v0. ср И v0. макс) • Найденные значения себестоимости позволят
построить кривую себестоимости операции для указанных ско-
ростей резания. Такая кривая построена на рис. 170. Кривые
себестоимости операции для конкретных наладок приведены
на рис. 171, 173 и 177. Минимальному значению себестоимости
на кривой рис. 170 будут соответствовать оптимальная ско-
рость резания vonT, оптимальная станкоемкость /опт и опти-
мальная производительность труда QonT.
Для определения себестоимости используем формулу (83)
С = а/ф s (Р$ 4~ & 4“ я)
После определения станкоемкости операции неизвестным
переменным в этой формуле, зависящим от режимов резания,
остается только минутная стоимость эксплуатации инструмен-
та и и стоимость эксплуатации инструмента, отнесенная к одной
детали
Для определения доли стоимости эксплуатации режущего
инструмента в себестоимости операции С необходимо знать
начальную стоимость инструмента, величину затрат на его
435
переточку с накладными расходами, а также общее коли-
чество переточек инструмента до его полного износа.
Полная стоимость инструмента до его полного износа
//=^ + ^353(1 + ₽3),	(94)
где k — начальная стоимость инструмента, коп.;
п — количество переточек до полного износа;
t3 — нормированное время на одну заточку, мин\
s3 — минутная заработная плата заточника с начислениями,
коп.;
Р3 —- доля цеховых накладных расходов заточного цеха.
Стоимость инструмента р за период его стойкости между
двумя переточками будет равна полной его стоимости, разде-
ленной на число переточек, плюс единица, т. е.
И k 4- nt3s3 (1 4- fe)	/одя\
Р = 77ТТ =-------ЙТ1------	( а)
Стоимость эксплуатации инструмента, отнесенная к одной
детали, будет равна согласно формуле (83)
==	:=== Q ’
где Q — выпуск деталей на период стойкости инструмента,
равный Гс//р.
Поэтому доля затрат на эксплуатацию режущего инстру-
мента, отнесенная к одной детали, будет определяться выра-
жением
«д =	= 3" = 4^-
V	1 С
Для многоинструментной наладки
Z
2«д=«д1 + «д2 н--------^ = 2^'	(96)
/ г
1
Таким образом, подсчет стоимости эксплуатации инстру-
мента определяется произведением стоимости инструмента р
за период его стойкости [формула (94а)] на величину -у- ,
которая была уже найдена и записана в табл. 53.
Полное выражение себестоимости станочной операции С для
определенной наладки и для разных режимов резания будет
иметь следующий вид:
С — а/ф $ (^5 + a) tш	iitm =
z t
в а^ф 5 4- (Ps 4- а) /ш Н- 2	•	(97)
1
436
В этой формуле стоимость эксплуатации инструмента на одну
деталь заменена выражением
1
Стоимость эксплуатации приспособлений и подсобного инст-
румента включена в стоимость эксплуатации оборудования.
Минутную стоимость эксплуатации оборудования а подсчи-
тывают по формуле (83).
Срок амортизации для универсального оборудования подсчи-
тывают из расчета двухсменной работы оборудования в тече-
ние 12 лет, а специального оборудования — в течение d лет:
а = 3,23х 10~7(1 + 7) Д,
(Zj = 3,86х 10-6-у-(1 -Н)Д.
В стоимость эксплуатации включен также и текущий
ремонт оборудования у, выраженный в долях первоначальной
стоимости оборудования А.
По данным передовых заводов поточного производства,
затраты на текущий ремонт оборудования колеблются от 0,34
до 0,55 Д, причем большие затраты на ремонт приходятся
на цех с высокопроизводительным оборудованием. Для сравни-
тельной оценки стоимости операции без особой погрешности
можно взять среднее значение, т. е. принять 7=0,4.
Имея все данные, входящие в формулу себестоимости (97),
можно найти себестоимость операции для принятых скоростей
резания г/01МИН, ^0,макс и vOt ср.
Чтобы установить характер изменения себестоимости и ее
отдельных элементов при различных скоростях резания, целе-
сообразно отдельные слагаемые себестоимости занести
в табл. 54.
Таблица 54
Форма для определения элементов себестоимости операции
при различных режимах резания
437
Отложив в определенном масштабе на диаграмме (см.
рис. 170) себестоимость операции для принятых скоростей ре-
зания Vo. мин, Vo. макс И Uo. ср, ПОСТрОИМ Кривую, ПО КОТОрОЙ НЗЙ-
дем затем минимальную себестоимость операции и соответст-
вующую ей оптимальную определяющую скорость резания
^опт- Кривая себестоимости токарной обработки конической
шестерни приведена на рис. 171,6.
Анализ кривых станкоемкости и себестоимости операции
позволяет установить разницу в себестоимости при минималь-
ной и оптимальной станкоемкости и увидеть характер измене-
ния себестоимости операции при иных режимах резания.
Кривые станкоемкости и себестоимости операции, построен-
ные для конкретных деталей, дают возможность выполнить
анализ себестоимости операции для различных условий работы
данного станка и данной наладки, включая влияние стоимости
оборудования, автоматизации станка, приспособления и
подъемно-транспортного устройства.
Из формулы (97) видно, что себестоимость операции в’за-
висимости от изменения скорости резания изменяется по тому
же закону, что и станкоемкость детали [см. формулу (91)], но
в формуле себестоимости отношение у- участвует с коэффи-
циентом р, тогда как в станкоемкости этот коэффициент имеет
индекс н (/н):
Z	Z
С = а/ф$ + (р5 + а)(/0 + /в+	+	<97а>
1	1
В этой формуле
Z	Z
—	£ Q
1	1
/р
Величины to И7-, изменяющиеся в зависимости от измене-
* с
ния скорости резания, входят в формулу как станкоемкости,
так и себестоимости операции, поэтому характер изменения
крцвых будет одинаковым для станкоемкости и себестоимости.
§ 61. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
НЕКОТОРЫХ МНОГОИНСТРУМЕНТНЫХ СТАНКОВ
Пример 1. Определение оптимальных режимов резания для
чистовой обработки конической шестерни на одношпиндель-
ном многорезцовом полуавтомате (рис. 171).
Материал обрабатываемой шестерни 12Х2Н4А имеет твер-
дость HB170-S-220; резцы оснащены твердым сплавом Т5К10.
Глубина резания, предопределенная черновой обработкой, при-
нята равной Л = 0,5 мм. Для обеспечения заданной чистоты по-
438
верхности подача на оборот для проходных резцов принята
s = 0,3 мм/об. Для определения оптимальной скорости резания
воспользуемся методом трех точек, изложенным выше.
Из табл. 50 следует, что достигнутые в передовом поточном
производстве скорости резания на одношпиндельных многорез-
цовых полуавтоматах при точении твердосплавными резцами
колеблются в пределах от 70 до 165 м!мин. В настоящее время
завод обрабатывает такую шестерню при скорости резания
117 м!мин и при подаче 0,3 мм/об. Проверим влияние фактора
стойкости на производительность станка при 70, 117 и
165 м!мин, а также при скорости резания 224 м!мин.
Нормы времени на смену и регулирование инструментов
возьмем из табл. 52.
Стойкость резцов в зависимости от различных скоростей
резания берем по справочнику автозавода им. Лихачева или др.
Задавшись четырьмя указанными скоростями резания, най-
дем станкоемкость и сменную производительность станка из
уравнений (91) и (92).
Для данного станка коэффициент использования можно
принять равным ц = 0,95. Время на смену и регулирование для
всех пяти резцов возьмем одним и тем же и наибольшим
tn = 6 лшн. Вспомогательное время /в = 0,7 мин и холостые ходы
станка tx = 0,3 мин для простоты расчетов будем считать неиз-
менными, не зависящими от режимов резания.
Для рассматриваемой наладки формула станкоемкостн (91)/
примет вид
z t
Au = *0 +	+ Л. = 0,7 + 0,3+/0 4-
1
Для более удобного определения отношения необходи-
1 с
мые для этого данные сведены в табл. 55. Произведения /н на
5 ^0
сумму этих отношений 2 г”’ равные tc~ времени на смену и
1
регулирование инструментов, сведены в итоге табл. 55 для при-
нятых скоростей резания.
Как видно из наладки, показанной на рис. 171, а и табл. 55,
определяющей является скорость резания третьего резца. Этот
резец имеет наибольшую скорость резания и наибольшую дли-
ну обработки /, поэтому время резания третьего резца /рз будет
машинным временем операции t0. По значениям /0, и tc опре-
делена и записана в табл. 55 станкоемкость операции и произ-
водительность станка для четырех принятых скоростей резания.
Таблица 55
Производительность одношпйндельного многорезцового станка при различных скоростях резания
при обработке конической шестерни (рис. 171,а) (глубина резания h = 0,5 мм, подача s = 0,3 мм/об)
				70; /2=100	; «5=30	%=П7;	п,— 165;	«5=49,5	г>0= 165; /г=282; /25 = 69,5			*z?0=224; «=318; /25 = 96		
№ резца	1, мм	V, м'мин от VQ	V мин	мин	% 10J -=+ 1 с	мин	мин	'₽ 100	. 1 с	V мин	т 1 С’ мин	‘р 100 —+ 1 с	ZP’ мин	Гс> мин	t 0 100 — 1 с
1 9 3 4 5	31,0 28,0 41,0 1,3 1,3	1—0,8 0,6 1—0,6 0,8	1,04 0,93 1,37 0,04 0,04	200 400 200 200 350	0,52 0,235 0,685 0,02 0,01	0,62 0,26 0,83 0,025 0,025	90 180 90 90 150	0,69 0,144 0,92 0,028 0,016	0,45 0,40 0,49 0,018 0,018	50 100 50 50 85	0,9 0,4 0,98 0,036 0,02	0,32 0,28 0,43 0,013 0,013	20 40 20 20 30	1,60 0,70 2,15 0,07 0,013
Время на смену и ре- гулирование инстру- мента Д t t t —	? МИН 1			о X «	С	г. / । 'р — 6 X 0,0146 = 0,088 мин		б2^ = бх X 0,0183 = 0,11 мин			б2^ = бх X 0,025 == = 0,15 мин			6 2	X 0,046 = = 0,28 мин	
Станкоемкость = + 4- tc мин			= 1,37 -ь + 0.09 = 2,		1,00 4- 46 мин	tm = 0,83+ 1,00 + + 0,11 = 1,94 мин			tm -0,49+ 1,00 + + 0,15 = 1,64 мин			+ 0,	 0,43 + 1,00 + 28 = 1,71 мин	
Сменный выпуск			С	400		400 Р ~ 1,94 “			Q	400		Q	400	
		шт.		" 2,46 “ — 162 шт.				206 шт.		= 1,64 = =» 244 шт.			= 1,71 “ = 234 шт. СО	
440
По найденным значениям построена кривая станкоемкости
наладки для разных скоростей резания (рис. 171, б).
Как видно из табл. 55 и графика (рис. 171, б), станкоем-
кость операции /Ш^меньшается с 2,46 до 1,64 мин, а время на
смену и регулирование инструмента, отнесенное к одной дета-
ли, возрастает с 0,09 до 0,28 мин на одну деталь при изменении
определяющей скорости резания v0 от 70 до 224 м/мин. Соот-
ветственно выпуск Q увеличивается от 162 до 244 шт. Необхо-
димо отметить, что фактическое время холостых ходов станка
также будет уменьшаться при росте оборотов шпинделя станка.
Но для простоты расчетов будем считать неизменными вспо-
могательное время и время холостых ходов.
Из диаграммы видно также, что при увеличении скорости
резания с 70 до- 152 м!мин станкоемкость операции круто сни-
жается, при дальнейшем повышении скорости резания до
224 м!мин станкоемкость операции вновь возрастает до
1,71 мин из-за увеличения времени на смену и регулирование
инструментов. Таким образом, максимальная производитель-
ность станка будет при скорости резания vox = 155 mImuh.
Согласно уравнению (93) оптимальная скорость резания
гопт = kvx. Приняв k = 0,9, найдем, что для рассматриваемого
примера оптимальная скорость резания
vQ = kvx = 0,9х 155 = 140 м!мин.
При этой скорости резания станкоемкость /ш будет равна
/0 + 1 + 62-^ = 0,645+ 1,0 + 0,1 = 1,745 мин,
т. е. на 0,10 мин, или на 6,1%, больше минимальной станкоем-
кости.
Оптимальный сменный выпуск Q будет равен 229 шт., или
на 15 шт. меньше максимального.
Установив максимальный и оптимальный выпуск станка,
необходимо определить, при каких режимах резания будет ми-
нимальной себестоимость операции. Для подсчета себестоимо-
сти операции при разных режимах резания используем урав-
нение (97).
Поскольку в данном примере изменяются только режимы
резания, переменными величинами будут сменный выпуск де-
талей со станка и расход инструмента. Так как цеховые и об-
щезаводские расходы, включая себестоимость эксплуатации
оборудования, относят на выпущенную продукцию, они будут
изменяться пропорционально станкоемкости операции, а зара-
ботная плата с начислениями будет изменяться в соответствии
с изменением трудоемкости операции /ф. Стоимость эксплуата-
ции инструмента, отнесенная к одной детали, сначала будет
уменьшаться, а затем возрастать (см. табл. 55).
Учитывая разрыв между станкоемкостью и трудоемкостью
обработки, в формуле себестоимости по уравнению (97) пред-
441
усмотрено выделение в отдельное слагаемое заработной платы
станочника. Определим все величины, входящие в уравнение
себестоимости для рассматриваемого примера.
Коэффициент а, учитывающий начисления на заработную
плату, обычно равен а=1,15.
Доля цеховых и общезаводских накладных расходов без
стоимости эксплуатации оборудования и инструмента для дан-
ного выпуска может быть принята равной р = 3,0 (см. рис. 65).
Фактическая трудоемкость операции будет неодинаковой
для разных скоростей резания. Для определяющих скоростей
резания vo = 70 и 117 м!мин фактическая трудоемкость
/ф = 0,5/ш, гак как возможно обслуживание одним рабочим двух
полуавтоматов.
Для более высоких скоростей резания = 165 и 224 м/мин,
где машинное время /о.маш < 0,5 мин, уже невозможно обслужи-
вание одним рабочим двух станков, поэтому трудоемкость для
этих режимов будет равна станкоемкостн операции, т. е. /ф — /ш-
Минутную стоимость заработной платы станочника прини- *
маем равной s= 1,0 коп.
Стоимость эксплуатации одной минуты оборудования, опре-
деляемая по формуле (83), будет равна
a = q(\ + Т)Д — 3,23 X 10~7 X 1,4Д ==
.3.23xl..l|)X3OOC0OO_OJ4 коп	(98)
Для определения стоимости эксплуатации инструмента при-
мем одинаковыми: начальную стоимость всех резцов наладки
fe = 60 коп.; общее количество переточек для всех резцов
п=10; время на заточку одного резца ^3 = 5,0 мин; минутную
заработную плату заточника s3 = 1,0 коп.; долю накладных рас-
ходов заточного отделения р3 = 2,0.
Стоимость эксплуатации инструмента за период его стой-
кости для данного примера будет
£-Ь (1 -Ь Рз) 60 + 10 X 5 х 1,0 (1 + 2) __ 1 q
Р =------^+1------- =	п	1У коп-
Подставляя в выражение себестоимости (97) найденные зна-
чения, получим для г>0<317 м!мин
С = а/ф s Д- (₽s + а) + 2
= [(0,5а + р) s + a} tm
и для v 117 м/мин
С = [(а + р)з + а] +
442
Стоимость эксплуатации резцов наладки за период их стой-
кости р принята одна и та же для всех резцов. Себестоимость
операции для » + 117 м!мин будет
С = [(0,5 X 1,15 + 3) 1,0 + 0,14]	4-
+ 19 2^ = 3,72+ 19^4
*"“*1 С	*—1 1 с
И ДЛЯ V 4> 11 7 м/мин
С = 4,3/ш + 19 24
Основные элементы себестоимости в соответствии с данными
табл. 54 приведены в табл. 56.
Таблица 56
Себестоимость обработки шестерни на многорезцовом
одношпиндельном автомате при различных скоростях резания
Элементы себестоимости	Скорость резания v, м/мин			
	v = 70 мин	г/=И7	165	v	= 2'4 макс
	Выпуск деталей Q			
	<2=162 шт.	<2=2Сб шт.	<2=244 шт.	Q=231 шт.
3,7^ш коп. для vQ < 117 м/мин . . . 4,3/ul коп. для v0 > 117 м/мин . . . 19 Х-4коп	 1 с Себестоимость операции С, коп.. . Доля стоимости инструмента в се- бестоимости операции, % . . . .	9,1 0,3 9,4 3,2	7,2 0,4 7,6 5,3	7,0 0,5 7,5 6,7	7,4 0,9 8,3 10,7
Как видно из таблицы, себестоимость операции почти не
изменяется в пределах 117—165 м!мин из-за того, что при ско-
ростях резания до 140 м!мин возможно обслуживание двух
станков одним рабочим, а при более высоких скоростях реза-
ния один рабочий в состоянии обслуживать только один ста-
нок. В данном примере решающим фактором себестоимости
оказался не режущий инструмент, а возможность обслужива-
ния двух станков одним рабочим. При скорости резания
117 м!мин заработная плата станочника на деталь составляет
1,1 коп., а при скорости резания 165 м!мин—1,9 коп., или на
0,8 коп. больше, тогда как стоимость эксплуатации инстру-
мента при тех же скоростях резания возросла лишь на 0,1 коп.
Кривая (рис. 171) показывает примерный характер изменения
себестоимости при различных режимах резания.
443
Таким образом, найденная оптимальная скорость резания
*7= 140 м!мин по производительности станка оказалась также
скоростью резания минимальной себестоимости.
Пример 2. Определение оптимальных режимов резания для
токарной обработки конической шестерни на восьмишпиндель-
ном токарно-карусельном полуавтомате по схеме наладки, при-
веденной на рис. 172.
35.61
Рис. 172. Схема обработки конической шестерни на
восьмишпинделыюм
токарно-карусельном полуавтомате
Обрабатываемый материал — сталь 18ХГТ. Резцы из твер-
дого сплава Т15К6. Токарный полуавтомат работает по схеме
двойного цикла: на I, III, V и VII позициях станка обрабаты-
вается одна сторона детали, а на II, IV, VI и VIII позициях —
другая ее сторона. На станке совмещены черновая и чистовая
обработка детали. Каждая позиция имеет свои шпиндели и
свою подачу (табл. 57), характеристика работы каждого резца
видна из схемы, показанной на рис. 172, и из табл. 57.
444
Производительность восьмишпиндельного карусельного токарного полу
режимах
№ операции	Действующие режимы резания																
	tQ — 2,4 мин, vQ = 86 м1 мин										' = 2,4 мин, г»=г/о — 90 м{мин						
	№ резца 1	Z, мм	t, мм	л', ммЮб	п, об!мин	V, MjMUH	1	 ns, мм	а» st	а * о		п. об[мин\	а£ Ч	5* £	tр, мин	Тс , мин	S	
I	Загрузочная																
II	Загрузочная																
III	1	3	4	0,21	96	72	20,2	0,14	30	0,47	64	48	13,1|о,22		\ 130	1 0,17	
	2	19	2			55		0,94	133	| 0,71		35		1,42	240	0,59	
	3	55	3			70		1,24	100	1,24		47		1,87	200	0,93	
IV	4	35	2	0,31	64	45	19,8	1,76	200	0,88	51	33-40	17,7	1,98	280	0,71	
	5	35	2			55		1,88	240	0,83		56-41		1,88	240	0,83	
	 V	6	25 | 1	2	0,25	86	56	21,5	1,16	112	1,03	52	30—37*	13,0	1,92	300	0,64	
VI	7	1	2	0,25	117	70	29,2	0,03	80	0,04	117	70	29,2	0,03	80	0,04	
	8	64	0,7			86		2,19	120	1,82		103—67		2,19	120	1,82	
VII	9	1,5	2	0,19	117	67	22,2 j	0,07	177	0,40	64	37	12,1	0,12	240	0,05	
	10	22,5	0,75			86		1,02	86	1,19		47		1,85	200	0,93	
VIII	11	16,4	0,6	0,25	64	37	16	1,03	200	0,51	64	37	16	1,03	200	0,51	
	12	16,4 |	0,2 |			371		1,03	721	1,42		37		1,оз|	721	1,42	
Итого:. • .10,58 /с = 6 уЛ- = 6 х 0,105 = 0,64 мин, % = 2,4 + 0,3 + 0,64 = 3,34 мин „	420 х 0,93 Q =	3 м = 116 шт. Холостые ходы 1* = 0,3 мин tQ подсчитано, исходя из длины подвода / = 6 мм											t	Итого:. . . 8,64 с = 6 Zj = 6 х °'09 = — 0,54 мин, 1ш = 2,4 4- 0,3 + 0,54 = = 3,24 м/мин,					
445
Таблица 57
автомата при обработке ведомой конической шестерни на разных
резания
Намеченные режимы резания
	| tQ ~ 1,52 мин, v = 1,5 vQ ct 135 м:мин						tQ = 1,11 мин, v — 2vq л 180 М'Мин				
	п, об1мин	Ъ, Mi мин	а	Т , мин	§	Т , мин ш	п. об1мин	а а ьГ	.d HTlW J	Тс, мин	юо Jp_ Т 1 с
96	72*	0,15	52	0,29	346	129	96	0,11	30	|	0,40
	54	0,95	120	0,79	127		72	0,71	55	1,29
	71	1,24	55	1,92	53		94	0,93	45	1,69
86	50-71	1,32	140	0,94	106	117	66-94	0,99	50	1,98
	84-62	| 1,32	120	1,10	91		112-82	0,99	30	3,30
78	45-46	1,28	125	1,02	98	106	60-74	0,96	65	1,48
178	105	0,02	40	0,05	2000	252	140	0,02	20	0,1
	170-100	1,48	60	2,47	41		226- 134	1,09	17	6,01
96	55	0,08	120	0,07	50	143	74	0,06	60	0,1
	70	1,23	85	1,46	69		94	0,92	45	2,06
96	56	0,69	85	0,81	123	129	74	0,50	44	1,14
	56	0,69	55	1,25	80		74	0,50	28	1,78
Итого:, . .12,7 (с = 6	= 6 х 0,127 = 0,73 мин, Гш = 1.5 + 0,3 + 0,73 = 2,55 мин, 390 Q = 2^5 " 153 ШТ*						Итого:. . .21,3 = 6 S	х 0,213—1,27 мин, = 1,14 + 0,3 4- 1 ,27 г.- ' , мин, 390 Q = Ytl = 144 шт*				
446
Для определения оптимальных скоростей точения исполь-
зуем уже примененный метод в примере 1. Время на смену
и регулирование инструментов примем равным 4i = 6 мин.
Кроме действующих режимов резания, найдем выпуск де-
талей со станка при увеличенных скоростях резания примерно
в 1,5 и 2 раза больше принятых на предприятии, т. е. при
уо = 90 м/мин, I,5v0 и 2v0. Данные расчета сведены в табл. 57.
В отличие от одношпиндельных однопозиционных станкоц
станкоемкость многопозиционных станков с отдельной загру-
зочной позицией имеет формулу
^ = /о+/с = ^.макс + ^ + 24т-.	'	(91а)
где
5=5 ^р. макс “Ь ^х*
В этом выражении /р. макс— максимальное время резания
одного из резцов, в данной наладке определяющего
восьмого резца /р8, tx — время холостых ходов станка.
В данном примере ^х = 0,3 мин; сюда входит время поворота
стола, быстрый подвод и отвод суппортов по 6 сек на одно
движение.
Из формулы (91а) исключено вспомогательное время (/в),
так как деталь устанавливают и снимают в период работы
станка. При автоматизированном креплении детали на уста-
- новку и съем детали со станка рассматриваемого типа затра-
чивается /в = 0,4 мин, а поскольку в данной наладке требуется
двухкратная установка детали, вспомогательное время будет
примерно в 1,75 раза больше, т. е. /в = 0,7 мин.
Обслуживание одним рабочим двух станков возможно при
машинном времени /0, вдвое большем вспомогательного вре-
мени £в, т. е. при 2/в<^0. В данном примере обслуживание двух
станков возможно при скорости резания и0.мин и сох == 1,5 у0.МИн,
при скорости резания vQX = 2у0.мин рабочий в состоянии рабо-
тать только на одном станке.
Кроме данных для скоростей резания v0. мин, 1,5 v0. мин
и 2,0 v0. мин, в табл. 57 приведен также расчет станкоемкости по
действующим на предприятии режимам резания и фактическим
стойкостям резцов, установленным путем длительных наблюде-
ний за работой данного станка в поточной линии.
Фактическая станкоемкость данной операции при действую-
щих режимах резания согласно табл. 58 равна 4,2 мин.
Как видно из табл. 57 и 58, фактическое и расчетное время
на смену и регулирование инструментов почти совпадают:
/с = 0,54 мин по расчету и tc = 0,51 мин фактическое (при иск-
лючении из него времени, затрачиваемого на ожидание и по-
лучение инструмента, ^ож = 0,2 мин).
447
Таблица 58
Станкоемкость операции по элементам
Элементы работы	Время, мин	Время (в %) к общей станкоемко- сти
Машинное время с холостыми ходами		2,95	70,02
Ожидание и получение инструмента		0,2	4,8
Смена и регулирование инструментов 		0,51	12,2
Отдых и отсутствие рабочего у стачка ....	0,18	4,3
Текущий ремонт станка		0,29	7,0
Контроль обрабатываемой детали		0,01	0,24
Удаление стружки из рабочей зоны станка . .	0,02	0,48
Подготовка станка к работе 	 Простой, связанный с уходом рабочего для об-	0,03	0,72
служивания двух других станков 		0,01	0,24
Итого. . . .	=4,2	100
Организационные потери времени 		0,4	—
При устранении организационных помех (0,4 мин) сменный
выпуск можно было бы иметь постоянным и равным 100—
НО деталям.
Так как время работы каждого резца и режимы резания
в действующе?! наладке весьма различны, необходимо их вы-
равнять, приведя возможно ближе ко времени работы опреде-
ляющего восьмого резца VI позиции. Время резания этого рез-
ца Zp = 2,19 мин, тогда как второй и третий резцы позиции I,
работая при более высоких скоростях (55 и 70 м!мин), имеют
значительно меньшее время резания (*р = 0,94 и 1,24 мин).
Уменьшение скорости резания на этой позиции до 36 и
47 м!мин приближает время работы этих резцов к максималь-
ному времени (/р = 1,42 и 1,87 мин), значительно увеличивая
стойкость этих резцов. Точно таю же можно улучшить условия
работы на позициях IV, V и VII, уменьшить обороты шпинде-
лей на позиции IV с 64 до 51 об!мин, на позиции V — с 86 до
52 об!мин и на позиции VII — с 117 до 64 об]мин. На всех этих
позициях время резания увеличится, но будет значительно
меньше времени резания восьмого резца, а стойкость повысит-
ся до двух раз.
Одиннадцатый и двенадцатый резцы позиции VIII работают
последовательно, поэтому общее время резания этих резцов,
равное сумме времени работы каждого из них, приближается
к максимальному времени резания па данном станке (/р =
= ^11 + ^12 = 2,06).
В результате такой корректировки режимов резания без
изменения общего времени на обработку детали улучшилась
448
работа резцов позиций IV, V и VI. Стойкость резцов для ис-
правленных режимов резания взята по таблицам стойкостных
зависимостей лаборатории резания автозавода им. Лихачева.
Необходимо отметить, что для 12-го резца взята размерная
стойкость Гср = 72 мин, тогда как нормальная стойкость этого
резца Гс = 200 мин. Условно принято, что 12-й резец не регули-
руется и работает не до полного затупления, а только в преде-
лах допуска на отверстие Дб/ = 0,05 мм, т. е. до размерного
износа
Др =	= 0,025 мм.
Обычно износ резцов определяют по износу его задней по-
верхности Дз, который допускают до Дз = 0,8 мм. Размерный
износ Др, выраженный через износ задней поверхности, будет
В пределах рабочих скоростей резания размерный износ
резца можно принять пропорциональным времени общего
износа.
Допустимый износ
А	Др	0,025	п оо~
&3*	tg а	0,087	Д286 MUH
при а = 5°.
Отсюда искомая размерная стойкость
*7^	'Т'	^3%	0,286	*70
Тр. С = Л ==200-^ =-72 мин.
При регулировании 12-го резца его размерная стойкость
будет значительно увеличена.
Выравнивание действующих режимов резания с устране-
нием таких случайных потерь времени, как отсутствие рабочего
у станка и увеличение времени на ремонт станка из-за его не-
удовлетворительного состояния, обеспечивает увеличение смен-
ного выпуска деталей со станка на 22 шт., или на 20%.
Как видно из табл. 57 и рис. 173, максимальный сменный
выпуск обеспечивается при режимах, в 1,5 раза больших дейст-
вующих режимов резания, т. е. при v= 135 м/мин. Станкоем-
кость при этой скорости будет равна /ш = 2,55 мин и сменный
выпуск Q = 153 шт.
Повышение скорости резания до 180 м!мин не обеспечивает
увеличения выпуска из-за роста времени на смену и регулиро-
вание резцов. При скорости резания v =135 м)мин время на
смену и регулирование инструментов составляет /с = 0,73 мин,
или 27,5%, а при скорости резания v— 180 м!мин оно увеличи-
вается до £с = 1,27 мин, составляя 47% станкоемкостн опера-
ции, что превышает машинное время.
449
Приняв коэффициент надежности & = 0,9, найдем оптималь-
ные режимы резания. Оптимальная скорость резания для опре-
деляющего 8-го резца будет равна
^опт = kvx = 0,9х 135 = 122 м!мин.
При оптимальной скорости резания v =122 м/мин станкоем-
кость операций
/ш = t0 + /х+2-ут- = г69 + °’3+°>63=2>62 мин-
т. е. на 0,07 мин, или на 2,7%, больше минимального значения.
Время на смену и регулирование инструментов взято прибли-
женно по табл. 55.
Рис. 173. График станкоемкости (У), машинного
времени (2) и себестоимости (/) обработки ко-
нической шестерни на восьмишпиндельном токар-
но-карусельном полуавтомате в зависимости от
скорости резания
Оптимальный сменный выпуск при ц = 0,93 будет равен
ч\Т 390	1/1О
~ 2,62 — 149 И1Т’’
т. е. на 4 шт., или на 2.7%, меньше максимального выпуска.
Необходимо отметить, что фактический сменный выпуск будет
колебаться от 160 до 137 шт.:
420	420-0,85	1Q7
Q =	160 ШТ‘ И —137 ШТ’’
составляя в среднем 149 штв
15 Зак, 2446
450
Проверим, будет ли минимальной стоимость операции при
а=122 м!мин. Ввиду того, что условия работы данного и пре-
дыдущего станков сходны, общие данные в формуле (97) а,
Р, s и р можно взять те же, что в примере 1.
Трудоемкость обработки /ф будет равна половине станкоем-
кости /ш(^ф = 0,5^ш) для скорости резания v = 86 и 135 м!мин
в связи с возможностью обслуживания рабочим двух станков.
Стоимость эксплуатации станка с учетом его текущего ре-
монта будет равна по формуле (98)
а+я (1 + т) л = 1,4хЗ,23Х10~7Л = 14x3,23x1570000 = Ron<
Подставляя принятые данные в формулу себестоимости
(97), получим
С = а/ф5 + (₽•$ +	== [(0,5а -|- Р) s 4- а\ tm +
+ Р 2 ~Y~ = [(0,5х 1,15 + 3,0) 1,0 + 0,7] +
л с
“ I	" I
+ 192+--4.6“»+193+-
1е	1е
для скоростей резания v = 86 и 135 м!мин.
Для скорости резания 180 м!мин себестоимость операции
С = [(а + ₽).9 + а]/ш + ^2-^- =
12 t с «/
= [(1,15 + 3,0) 1,0 + 0,7] /ш + 19 2^ - 4,85 tm + 19
1е 1е
Себестоимость токарной обработки для различных скоростей
резания приведена в табл. 59 и на рис. 173.
Таблица 59
Структура себестоимости обработки конической шестерни
на восьмишпиндельном токарном полуавтомате
, при различных скоростях резания
Элементы себестоимости	^О=86 м/мин	г>0=135 м/мин	vQ—180 м/мин
4,65£ш, КОП. 			15,2	11,9	
4,85£ш, коп		—	—	13,1
19 2 ’ коп	 1 с	1,7	2,3	4,0
Себестоимость операции, коп . . . Доля стоимости инструмента в се-	16,9	14,2	17,1
бестоимости операции, % . . . .	10,0	16,0	23,5
451
Таким образом, минимальная себестоимость операции полу-
чена при максимальном сменном выпуске деталей, при скорости
резания 8-го резца а = 135 м/мин. Данный пример также под-
тверждает, что минимальная себестоимость соответствует мак-
симальному выпуску станка при условии, что максимальный
выпуск подсчитан с учетом времени на смену и регулирование
инструмента.
Точность определения максимального выпуска в обоих при-
веденных примерах зависит от точности стойкостей инструмен-
тов, взятых по таблицам. Поскольку они в таблицах колеб-
лются в широких пределах, оптимальная скорость резания
взята на 10% меньше.
Рассмотренные примеры показывают, что описанный метод
обеспечивает определение оптимальных режимов резания для
многорезцовых токарных станков без определения себестоимо-
сти операций, что значительно упрощает и сокращает расчеты.
Вместе с тем этот метод дает возможность проверить правиль-
ность решения задачи путем определения минимальной себе-
стоимости операции.
Необходимо отметить, что указанные оптимальные режимы
резания будут пригодны для работы при достаточной жестко-
сти- системы станок — приспособление — инструмент.
Чтобы обеспечить оптимальную производительность восьми-
шпиндельного станка, инструменты нужно заменять по графику
в соответствии с их штучной стойкость^. Для оптимальных
режимов резания рассматриваемой наладки этот график дан
на рис. 149. Как видно из графика, штучная стойкость отдель-
ных резцов наладки колеблется от 51 шт. для 8-го резца до
2000 шт. для 9-го резца. Несмотря на такое разнообразие стой-
костей и па то, что в наладке работает 12 резцов, график преду-
сматривает одновременную замену не более трех резцов, состав-
ляющих 25%' от общего их количества. Согласно принятому гра-
фику ежечасно заменяют один-два резца и только в отдельные
часы — три резца. В некоторые периоды работы резцы не
заменяют.
§ 62. ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОРЦОВОМ
ФРЕЗЕРОВАНИИ
В поточно-автоматизированном производстве наиболее ха-
рактерным является торцовое фрезерование с прерывной и не-
прерывной подачей стола, выполняемое на продольно-фрезер-
ных, карусельных и барабанно-фрезерных станках.
Процесс резания при фрезеровании отличается от процесса
точения прерывностью контакта инструмента с обрабатываемой
поверхностью. В то время как при точении резец непрерывно
соприкасается с обрабатываемой заготовкой, при торцовом
фрезеровании каждый зуб фрезы соприкасается с обрабаты-
452
ваемой поверхностью периодически, не более половины времени
за один оборот фрезы.
При определении оптимальных режимов резания в про-
цессе точения в основу расчетов была положена стойкость рез-
цов, т. е. фактическое время резания до затупления резца при
различных скоростях резания и подаче.
Эти же факторы следует положить в основу определения
оптимальных режимов реза*
ния при фрезеровании, т. е.
скорость резания и стойкость
фрезы должны быть подсчита-
ны по действительному време-
ни фрезерования.
Допустим, что необходимо
отфрезеровать плоскость, по-
казанную на рис. 174, а, тор-
цовой фрезой.
Средняя ширина фрезеро-
вания b будет р^вна общей
площади фрезерования . F
(в мм), разделенной на длину
фрезерования I (в мм)\
(99)
Рис. 174. Схема торцевого фре-
зерования
При диаметре фреды d и ширине фрезерования b время
действительного, непосредственного резания t за один оборот
фрезы будет равно
fP~ п 360° “а п •
(W0)
В этом уравнении |3 — угол охвата фрезой средней ширины
обрабатываемой поверхности b (рис. 174, б), образованный
двумя радиусами фрезы и ширвдой фрезерования. Величину а
можно назвать коэффициентом охвата фрезой обрабатываемой
поверхности.
Дугу р определяют из соотношения
sin4-==4-.	(юн
Время резания при работе фрезы в течение 1 мин будет
равно
/p = a-i-n==a.	(101а)
При работе фрезы в течение t мин действительное время
/резерования
^=4,,	(102)
453
а так как время фрезерования при полной загрузке фрезы бу-
дет равно
t
м szzn
то, подставив в формулу (102) значение /м из уравнения (103),
будем иметь
где sz — подача на один зуб за один оборот фрезы, мм;
z — количество зубьев фреды;
п —число оборотов фрезы в минуту, об/мин;
sM — минутная подача стола, мм.
Время резания для всех зубьев фрезы будет одно и то же,
поэтому и стойкость всех зубьев фрезы будет одинаковой при
одних и тех же геометрических параметрах зубьев и качестве
их материала.
Стойкость резцов при точении есть время непрерывной ра-
боты резца до затупления. При фрезеровании принято называть
стойкостью общее время работы фрезы до затупления, а недей-
ствительное время резания, которое равно /р = а/м. Придание
разного значения терминам «стойкость резца» и «стойкость фре-
зы» приводит к тому, что между этими двумя видами резания
отсутствуют единые стойкостные зависимости, хотя геометриче-
ские параметры режущих лезвий резцов и зубьев фрез часто
совпадают. Существующая методика определения оптимальных
режимов резания для этих двух видов резания также различна.
Подсчет стойкости фрез по действительному времени фрезе-
рования позволит применить единую методику для определения
оптимальных режимов резания как при точении, так и при фре-
зеровании и поможет вести по единой методике исследование
процессов точения и фрезерования.
Стойкость фрезы, подсчитанная по действительному време-
ни фрезерования, не будет точно совпадать со стойкостью при
точении при том же материале инструмента и изделия и тех
же геометрических параметрах режущих ножей фрезы, однако
закономерность несовпадения может быть установлена.
Периодическое соприкосновение зубьев фрезы с обрабаты-
ваемой поверхностью улучшает отвод тепла от зубьев фрезы и
условия резания; с другой стороны, прерывистая ударная ра-
бота ножей фрезы при врезании ухудшает условия резания.
Для расчета производительности фрезерных станков по рас-
сматриваемой методике можно использовать стойкостные зави-
симости фрезерования, приведя их к действительному времени
фрезерования.
С этой целью по экспериментальным данным лаборатории
454
резания Московского автозавода им. Лихачева была составлена
диаграмма (рис. 175) стойкости фрез для различных режимов
фрезерования; стойкости подсчитаны по действительному вре-
мени фрезерования.
Для сравнения на той же диаграмме приведены стойкости
токарных резцов при обработке такого же чугуна.
Как и другие виды обработки, фрезерование разделяется на
черновое и чистовое. При черновом фрезеровании в поточном
Рис. 175. Кривая стойкости инструмен-
та, оснащенного твердым сплавом ВК,
при обработке серого чугуна:
1 — точением (/ = 2—3 мм; 8 = 0,3—0,4 мм/об)
и 2 — фрезерованием (sz = 0,15—0,20 мм,[об)
производстве наиболее
приняты припуски вели-
чиной 2—3 мм на сторо-
ну и подачи на зуб для
чугуна sz = 0,15—0,2 мм.
Более редко применяют
припуски 4—6 мм на сто-
рону. При фрезеровании
деталей с повышенными
припусками подача на
зуб может быть увеличе-
на до sz = 0,24-0,3 мм.
Для чистового фрезе-
рования припуски уста-
навливают в пределах
h = 0,5 -н 1,0 мм на сто-
рону, а подача на зуб ко-
леблется в пределах
sz = 0,04 4- 0,1 мм.
В основу определе-
ния оптимальных режи-
мов фрезерования можно
положить формулу (91),
примененную для опреде-
ления оптимальных режи-
мов резания при точении:

где t0 — основное машинное время;
/н — время, необходимое для смены и регулирования фрезы
за период ее стойкости;
— действительное время фрезерования одной детали, мин;
Тс — стойкость фрезы в минутах ее действительной работы.
Преимуществом такого метода определения оптимальных ре-
жимов резания является единство принципов, положенных
в основу расчета для точения, фрезерования и других видов
обработки, и возможность сравнения и использования стойкост-
ных зависимостей при точении для расчета режимов резания
455
других видов обработки при соответствующей обработке экспе-
риментальных данных.
Пример 3. Определение оптимальных режимов фрезерования
при обработке картера коробки передач на барабанно-фрезер-
ном станке шестью фрезами одновременно (рис. 176).
Рис. 176. Схема наладки для обработки картера коробки передач на ба-
рабанно-фрезерном станке
Обрабатываемый материал — серый чугун твердостью
НВ1704-210. Торцовые фрезы оснащены пластинками твердого
сплава ВК8.
Определим оптимальные режимы для чернового и чистового
фрезерования двух плоскостей коробки передач на барабанно-
фрезерном станке по схеме наладки (рис. 176).
Черновую обработку детали производят четырьмя фрезами
одновременно, по две фрезы с каждой стороны (фрезы 1, 2, 6
и 5). Все четыре фрезы имеют одинаковый диаметр (d = 200 ли/),
одинаковое число зубьев (г = 24) и ножи, оснащенные пласти-
нами твердого сплава ВК8.
Чистовую обработку выполняют двумя одновременно рабо-
тающими фрезами по одной с правой и левой стороны (фре-
зы 3 и 4). Чистовые фрезы имеют диаметр d = 355 мм, z = 46
и ножи, также оснащенные пластинами твердого сплава ВК8.
Толщина снимаемого слоя при черновом фрезеровании
/г = 3 мм, при чистовом фрезеровании h = 0,5	1,0 мм.
Среднюю ширину фрезерования для каждой фрезы опреде*
ляют по рис. 176 и табл. 60.
456
Действующие на предприятии режимы фрезерования при
обработке данной детали были выбраны исходя из обеспечения
заданного суточного выпуска деталей. Скорость резания для
чернового фрезерования принята равной Vi = 53 mImuh, для чи-
стового фрезерования v2 = 60 м!мин при общей минутной подаче
szM = 302 мм.
В рассматриваемом примере оптимальные режимы фрезеро-
вания можно определить сопоставлением производительности
станка при трех скоростях фрезерования: 63, 100 и 136 м!мин,
т. е. при скоростях фрезерования, уже применяемых в поточ-
ном производстве (см. табл. 50).
Таблица 60
Средняя ширина фрезерования при обработке двух сторон
коробки передач на барабанно-фрезерном станке _
з
со
Наименова-
ние фрезы
Расчет средней ширины фрезерования
Черновая
правая
3,14 х ПО2
245 X 180 — 33 X 71 - —-------
245“
_ 29 320
= 245
3,14 X 202
175 х 125 — f-----------
= 120
То же
Черновая
левая
4	То же
5	Чистовая
правая
6	Чистовая
левая
8 275
125
325 X 150’— 129 х 60 —	П°2
= 66
329
-32110
= ’ 329
3,14 X 752
6 870
= 100
37 595
245	в 245 = 153
32 110 4- 6 870	38 980
329	= 329 = 119
98 X 115 —-------
100
29 320 4- 8 275
= 98
= 69
245
125
329
100
245
329
Подачу на зуб примем наиболее распространенную для дан-
ного типа станков и деталей: sz = 0,15 мм — для чернов@г@ фре-
зерования и = 0,1 мм — для чистового фрезерования.
Подачу на зуб sz для чернового фрезерования определяют
мощностью и жесткостью данного станка и жесткостью обраба-
457
тываемой детали, т. е. отсутствием вибраций при работе с дан-
ной подачей. Подачу на зуб при чистовом фрезеровании выби-
рают исходя из требований, предъявляемых к чистоте и точно-
сти обработанной поверхности, и берут в пределах sz = 0,04 -ь
0,1 мм при глубине фрезерования h = 0,5 н- 1,0 мм.
Так как время действительного фрезерования
то формула штучного времени для фрезерования (91) при-
мет вид
ft	п
+	+	(Ю4)
1
Йа барабанно-фрезерном станке деталь устанавливают и
снимают во время фрезерования, поэтому вспомогательное вре-
мя tB совмещается с машинным временем и в станкоемкость от-
дельным слагаемым оно входить не будет. Минутная подача
стола для всех фрез наладки при данной скорости резания
будет одна и та же, поэтому может быть вынесена за знак сум-
мы. Для простоты расчетов время на смену одной фрезы /н
примем равным 30 мин для всех фрез данной наладки, поэто-
му /н также может быть вынрсрно за знак суммы.
Для барабанного фрезерного станка машинное время будет
определяться выражением
^О = ^,	(104а)
где D6— диаметр барабана станка, считая по среднему радиусу
расположения фрез (рис. 176), jwjw;
к — количество приспособлений и деталей, размещенных
на барабане;
sM — минутная подача барабана, мм.
Минутную подачу определяют по формуле
= s~zn,
М	Z ’
где sz — подача на зуб для черновых фрез;
z — количество зубьев черновых фрез;
п— число оборотов черновых фрез в минуту.
В рассматриваемом примере = 1200 мм, количество при*
способлений к = 8, минутная подача взята для черновых фрез.
Структура станкоемкости /ш и сменный выпуск Q для при-
нятых режимов фрезерования с учетом времени на смену зату-
пившихся фрез приведены в табл. 61. По кривой станкоемкости
для различных скоростей фрезерования (рис. 177), построенной
по данным табл. 61, видно, что максимальная производитель-
ность станка будет при скоростях фрезерования v = 85 -t-j
4- 100 mImuh и v = 105 4-_ 113 м!мин.
15В Зак. 2446
458
Оптимальная скорость фрезерования согласно принятому;
ранее условию будет равна
= kvx = 0,9х ЮО = 90 м)мин,
<уо2= 1,26т>01 = 1,26x90 == ИЗ mImuh,
Скппасть резания
Рис. 177. Кривые станкоемкости (2), ма-
шинного времени (3) и себестоимости
(/) обработки картера коробки передач
на барабанно-фрезерном станке, в зави-
симости от скорости фрезерования
Подсчитаем по формуле (105)
Кроме производительности, необходимо определить штучную
стойкость фрез, т. е. количество деталей, изготовляемых каж-
дой фрезой между двумя заточками. По этим данным легко
установить период сменя-
емости фрез.
Штучная стойкость
Тш есть отношение стой-
кости фрезы Тс к време*
ни действительного фре-
зерования /р:
^=4^- <105>
ГР
Но так как время дей-
ствительного фрезерова-
, al
НИЯ t = —- , то штуч-
г 5М
ная стойкость фрезы бу-
дет равна 7 В
7'«-V-Zir’ (105а)
где —было найдено.
1 с$м
тучную стойкость фрез и
период сменяемости фрез рассматриваемой наладки для опти-
мальных скоростей резания Vi = 90 м!мин и v2 = 113 м!мин (см.
табл. 61).
Период смены инструмента установлен исходя из сменного
выпуска 344 детали и станкоемкости /ш = 1,12 мин.
Из табл. 62 видно, что при оптимальных скоростях фрезеро-
вания только первая и третья фрезы должны меняться раз
в две смены, остальные фрезы будут работать по 3—8,5 смен.
Наиболее целесообразным будет график смены затупивших-
ся фрез, показанный на рис. 178. Как видно из графика, работу
можно организовать так, чтобы из шести' фрез одновременно
заменялось не более двух.
В данном примере время на смену и регулирование фрезы
за период ее стойкости было взято для всех фрез одинаковым
/н == 30 мин. Фактически для различных наладок и предприятий
время на смену фрез будет значительно кодебаТ|ся в зависи-
мости от размеров фрезы и конструкции ее крепЛенйя, от точ-
15В*
Таблица 61
Станкоемкость и сменный выпуск при различных скоростях фрезерования (обработка детали
по рис. 176), подача sz = 0,15 мм', sz = 0,l мм
Ширина фрезерова- ния Ь, мм	Длина фрезерования /, мм	sin	a—L 360°	v = 53 и 60 м/мин, п =84 и 95 об /мин, 5М = 302 мм		v — 60 и 95 м/мин, п = 100 и 94 об/мин, $ = 360 мм		v = 100 и 123 м/мин, п = 158 и 110 об/мин, s* , = 570 мм м		V = 136 и 167 м/мин, п = 216 и 150 об/мин, 5м = 780 мм		Оптимальная ско- рость фрезерования v = 90 и 113 м/мин, п— 143 и 101 об/мин, s = 520 мм м
				Действующие режимы								
				?с, мин	юо^- 1 с	Тс, мин	100 £- 1 с	Тс, мин	100 1 с	Тс, мин •	100 4^- 1 с	
1	120	245	0,60	0,205	350	14,3	175	28,6 ,	28	180	8	630
2	66	125	0,33	0,107	350	3,86	175	7,60	28	48	8	168
3	98'	329	0,49	0,161	350	15,2	175	30,4	28	190	8	664
4	69	100	0,35	0,114	350	3,30	175	6,6	28	41	8	148
5	153	245	0,44	0,144	450	7,9	225	15,8	45	79	13	272
6	119	329	0,34	0,111	450	8,1	225	16,2	45	81	13	278
0.1	0,53	1,06	6,2	21,6	
30^ al tc = — ZJ	muh	0,053	0,09	0,33	0,86	0,21
^Ш = ^о + tc — 8sM	= 3,14Х 1200 8sM	+ 472 + tz = —- 4- tz мин 5м	472 tw = 3Q2 + 0,05 = = 1,56 + 0,05 = = 1,61 мин	472 = 360 + 0,09 = = 1,31 +0,09 = = 1,4 мин	472 tui = 57Q + 0,33= = 0,83 + 0,33 = = 1,16 мин	472 tin = 78Q + 0,86= = 0,62 + 0,86 = = 1,48 мин	472 tui = 520 + + 0,21 = = 1,12 мин
1}Т	0,93 X 420	390 till	tm	1ш	390 Q = т-FT = 242 шт. 1,61	390 <Э = 1^0= 278 шт.	390 Q = т;—= 336 шт. 1,16	390 Q= Y748 “ 264 шт-	390 Q = 1,12 = = 344 шт.
460
Таблица 62
Штучная стойкость и период сменяемости фрез
при оптимальных скоростях фрезерования
№ фрезы	Минутная стой- кость Тс, мин	Время резания на деталь /р, мин	Штучная стой- кость тш	Период сменяе- мости фрез, ч
1	50	0,098	510	9,8
2	50	0,026	1920	37,0
3	50	0,103	486	9,4
4	50	0,022	2 270	43,6
5	90	0,069	1 300	25,0
6	90	0,07	1 280	24,6
ности настройки и т. д. Время на смену и регулирование фрез
должно определяться по нормативам данного предприятия.
Проверим, будет ли минимальной себестоимость операции
при найденном оптимальном выпуске деталей в смену Q = 344 шт.
Рис. 178. График смены затупившихся фрез при обработке коробки
передач на барабанно-фрезерном станке при оптимальных режимах
резания
При определении себестоимости операции по формуле (97)
будем считать, что величины а, |3 и s будут иметь те же значе-
ния, что и в предыдущих примерах, т. е. а = 1,15, |3 = 3,0 и
s = 1,0 коп.
На установку и съем данной детали с вращающегося бара-
бана станка требуется затрачивать около 0,45 мин, поэтому ми-
нимальная трудоемкость операции /ф = 0,45 мин. Обслуживание
одним рабочим двух станков возможно только при машинном
времени to > 2/ф, т. е. при скорости фрезерования Vi < 90 м/мин,
при которой машинное время t0 > 1,2 мин: При скорости фрезе-
рования Vi > 90 м!мин с машинным временем t0 < 0,9 мин воз-
можно обслуживание рабочим только одного станка. В данном
примере для скоростей гц>90 м)мин трудоемкость будет
равна станкоемкости: /ф =
461
Стоимость эксплуатации станка и приспособлений с теку-
щим ремонтом (98)
а = q (1 + 7) А = 3,23Х Ю~7Х 1АА = 3.23хМх2000С00= 0>9 коп<
Первоначальная стоимость корпуса фрезы должна быть
распределена на выпуск деталей в течение 3—4 лет при двух-
сменной работе фрез, т. е. она будет ничтожно малой величи-
ной, которой можно пренебречь.
Стоимость ножей, оснащенных пластинками твердого спла-
ва ВК8, составляет в среднем к = 27,0 коп.
Количество допускаемых переточек можно принять п = 8;
нормированное время на переточку фрез составляет /3 = 1,2г,
т. е. для черновых фрез /з4 = 1,2 X 24 = 29 мин, для чистовых
/32 = 1,2 X 46 = 55 мин. Минутная стоимость заработной платы
заточника s3 и накладные расходы |33 будут те же, что и в пре-
дыдущих примерах: s3 = 1 коп.; |33 = 2,0.
Стоимость эксплуатации фрезы за период ее стойкости:
при черновом фрезеровании
„ [к + ns3t3 (1 + ₽з)]	_ (27,0 + 8x1X1,2x3)24 _ 14Q
Л=---------яп	пял 14У коп-
при чистовом фрезеровании
[K + ns3/3(l+₽3)]г2 _ (27,0 + 8X1X1,2x3,0)46
---------ЯП	ЯП “Z0D коп”
Для упрощения расчетов найдем среднюю стоимость экс-
плуатации фрез за период их стойкости:
4x149 + 2x286	<
. Рс =-----------§----= 193 коп.
Полная себестоимость рассматриваемой операции будет
равна:
при скоростях фрезерования vl 90 м!мин
С = 1(0,5а 4- Р) $ + а] + 3	=
= [(0,5X1,15 + 3) 1 + 0,9]	+ 193 3 -+ = 3,67/ш + 193	;
при скоростях фрезерования щ > 90 м]мин
с = [(а + ₽) s + а] /ш + 2-^- = 5,05?ш+ 193 3
Элементы себестоимости операции для различных скоростей
фрезерования приведены в табл. 63.
Кривая себестоимости, построенная для разных скоростей
фрезерования (рис. 177), показывает, что минимальная себе-
стоимость операции также соответствует оптимальному смен-
ному выпуску деталей, хотя в данной наладке работают шесть
весьма дорогих фрез4
462
Таблица 63
Себестоимость операции на барабанно-фрезерном станке
при различных скоростях резания
Элементы себестоимости	%=53 mImuh	%=63 м1мия	Ро = 90 м!мин	«70= 100 м/мин	г-0=13б м[ман
3,67/щ		5,9	5,14	4,12		
5,05/щ	 j.	—	—	—	5,9	7,5
		1,75 X	2,95 X	5,33 X	10,89 X	27,8 X
7С	х ю-3	х ю-3	х ю-8	х ю-3	х ю-3
l93s-t--	 Себестоимость операции,	0,34	0,57	1,03	2,1	5,37
коп	 Доля стоимости инстру- мента в себестоимости	6,2	5,7	5,2	8,0	12,9
операции, %		5,5	10,0	19,8	26,3	41,0
Таким образом, можно утверждать, что для всех видов мно-
гоинструментных токарных автоматов и полуавтоматов, для
агрегатных станков сверлильного типа, для многофрезерных
станков и автоматических линий, охватывающих эти же виды
работ, оптимальный сменный выпуск, определяемый по приве-
денной методике, обеспечивает получение минимальной себе-
стоимости операции.
Этот вывод имеет очень важное значение, так как позволяет
правильно выбирать режимы резания без сложных экономиче-
ских расчетов.
Необходимо отметить, что для расчета оптимальных режи-
мов резания по указанной методике следует иметь подробные
и достоверные стойкостные зависимости для всех видов режущих
инструментов и обрабатываемых материалов.
Для расчета оптимальных режимов резания при обработке
точных поверхностей нерегулируемым инструментом необходи-
мо иметь размерную стойкость инструментов, которая также
должна' найти отражение в кривых и таблицах стойкостных за-
висимостей.
§ 63. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СТАНКОВ ДРУГИХ ВИДОВ
Оптимальные режимы резания для одноинструментных
станков, работающих с постоянной настройкой, также следует
выбирать по указанной методике. Для одноинструментных стан-
ков расчет значительно упростится.
463
Станкоемкость операции определяют по формуле (90)
7	о
Ли *= Л> + А> + h = tB +	+ -f---•
По	1 С
Доля времени на смену и регулирование инструмента в стан-
коемкости операции так же, как и стоимость эксплуатации ин-
струмента на одно изделие при одноинструментной наладке,
будет меньше вследствие увеличения общей станкоемкости
операции.
По указанной методике можно определять оптимальные ре-
жимы резания также и для зуборезных станков, проверяя один
раз расчет себестоимости операции для уточнения коэффициен-
та k в уравнении
^опт ===
Оптимальные режимы резания при протягивании, шлифова-
нии, хонинговании, суперфинишировании и других доводочных
операциях колеблются в незначительных пределах, поэтому их
можно выбирать по общепринятому методу.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ
ПРОЦЕССОВ И ПЕРЕВОДА
ПРОИЗВОДСТВА НА НОВЫЕ МОДЕЛИ
МАШИН
ГЛАВА XI
ОПТИМАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
§ 64. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ
ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
Основной целью типизации технологических процессов яв-
ляется создание оптимальных процессов обработки, наиболее
пригодных для механизации и автоматизации ограничением и
сведением к целесообразному минимуму огромного разнообра-
зия процессов обработки в машиностроении. Это позволит на-
править разработку процессов по единому строгому пути, обес-
печить постепенное сокращение существующего многообразия
в процессах обработки и приближение их к типовым.
Следует отметить, что сложившаяся десятилетиями тради-
ция обработки одинаковых и подобных деталей разнообразными
способами является серьезным препятствием для внедрения ти-
повых процессов обработки. При многих одинаково эффектив-
ных способах обработки подобных деталей в практике с трудом
отказываются от привычных процессов в пользу единого наи-
более эффективного способа обработки.
Рассматриваемые ниже процессы обработки типовых дета-
лей классификационной таблицы разработаны по типовым тех-
нологическим схемам на основе общих принципов. К ним отно-
сятся; 1) создание оптимальных процессов на основе класси-
фикации деталей по размерам, конфигурации и общности
процессов обработки; 2) использование заготовок с минимальны-
ми припусками на механическую обработку; 3) применение по
возможности единого способа базирования и крепления дета-
лей в процессе обработки; 4) выделение в отдельные группы
основных и второстепенных операций обработки; 5) соблюдение
общей для данного класса деталей последовательности выпол-
нения операций; 6) построение процессов на основе высокой
концентрации операций; 7) применение автоматизированного
465
высокопроизводительного оборудования, создаваемого на базе
унифицированных узлов; 8) установление пределов станкоем-
кости и трудоемкости процесса обработки для различного выпу-
ска деталей.
Классификация деталей по размерам, конфигурации и общ-
ности процессов обработки позволяет любую деталь машины от-
носить к тому или другому классу, чтобы разрабатывать про-
цесс обработки, подобный процессу обработки типовой детали
данного класса.
Использование заготовок с минимальными припусками на
обработку, предопределяя рациональный метод получения заго-
товки, исключает из процесса ряд разметочных и обдирочных
операций, обеспечивает применение автоматизированного
оборудования.
Единый способ базирования и крепления деталей обеспечи-
вает унификацию конструкций станочных приспособлений и
упрощает автоматизацию межоперационного транспорта.
Выделение основных и второстепенных операций, а также
соблюдение общей последовательности операций позволяет тех-
нологу легче находить подобие в процессах обработки деталей
одного класса при разной конфигурации деталей и создавать
для них оптимальные процессы.
Применение высокопроизводительного автоматизированного
оборудования на базе унифицированных (стандартизованных
и нормализованных) узлов значительно сокращает сроки и себе-
стоимость его изготовления и ремонта.
Используя метод высокой концентрации операций, техно-
лог сможет строить рациональные схемы инструментных
наладок и высокопроизводительных ‘ автоматизированных
станков.
Главной особенностью метода построения оптимальных про-
цессов обработки, типовых деталей классификационной таблицы
является создание двух вариантов процесса: простейшего — для
минимального выпуска деталей, целесообразного для построе-
ния индивидуальной поточной линии, и оптимального — наибо-
лее совершенного процесса, с установлением максимальной и ми-
нимальной станкоемкости и трудоемкости обработки для обоих
вариантов.
Поскольку трудоемкость и станкоемкость обработки детали
являются основными критериями оценки процесса, то эти крите-
рии следует предусматривать и в типовых процессах. Станко-
емкость /ш и трудоемкость t связаны между собой зависимостью
/ш = t, где k — коэффициент трудоемкости.
Простейшие процессы основаны на дифференциации опера-
ций обработки и использовании только универсального мало-
производительного оборудования и оснастки. Они применимы
для выпуска деталей, достаточного для создания поточной ли-
466
нии при низкой (до 50%) загрузке оборудования. Такой процесс
буд^т рациональным, но самым трудоемким.
Оптимальный процесс разрабатывается на основе высокой
концентрации операций с применением самого производитель-
ного автоматизированного оборудования и оснастки. Он пред-
назначается для выпуска деталей, достаточно загружающего
высокопроизводительное оборудование. Трудоемкость такого
процесса будет минимальной из всех возможных вариантов про-
цесса обработки данной и подобных деталей.
Поскбльку в практике минимальный и оптимальный выпу*
ски очень редко совпадают с заданным выпуском, для которого
разрабатывают процесс обработки, очень важно уметь опреде-
лять, хотя бы приближенно, трудоемкость обработки и степень
концентрации операций для -заданного выпуска. Это должно
стать важным критерием для технолога, по которому он сможет
судить о правильности вобранного им варианта процесса.
Рассматриваемый метод построения процессов обработки позво-
ляет приближенно определить их искомую трудоемкость сле-
дующим образом.
Выше было сказано, что трудоемкость искомого процесса
обработки зависит от дхедени концентрации операций и опре-
деляется по формуле (бба)
Т =
1 X
где к — общее количество элементарных операций (проходов)',
необходимых для полной обработки детали;
х = тх — среднее количество объединяемых элементарных
операций (проходов) в одной операции искомого про-
цесса, или степень концентрации операций;
/э — средняя трудоемкость элементарных операций в иско-
мом варианте процесса, мин.
Общее количество элементарных операций к подсчитывают
по простейшему варианту процесса и по чертежу детали. Сте-
пень концентрации или среднее количество объединяемых эле-
ментарных операций в одной операции искомого варианта
процесса
тх =»->-,	' (Ю6)
где о — общее число обобщенных операций в искомом варианте
процесса.
В простейшем варианте процесса обработки все проходы вы-
полняются последовательно друг за другом, поэтому степень
концентрации операций тх будет равна единице (т, = 1).
В высокопроизводительном варианте процесса обработки ко*
467
личество проходов обычно равно общему количеству операций
этого варианта процесса обработки 02, поэтому
/п2=—.	(106а)'
Степень концентрации операций тх для других вариантов
процесса при различных заданных выпусках Q можно опреде-
лить из уравнения прямой, изображенной на рис. 179:
тх = 1 + qint^ — 1),	(107)
где
___Qx — Qi
q <?,-<?, ’
— степень концентрации операций высокопроизводитель*
ного варианта процесса обработки детали;
Qi и Q2 — суточный выпуск деталей для простейшего и высоко*
производительного варианта процесса, шт.;
Qx — заданный суточный выпуск деталей, шт.
Рис. 179. Изменение степени концентрации операций и трудоем-
кости элементарной операции в зависимости от выпуска
В уравнении (107) принято, что концентрация операций для
данного типа деталей изменяется прямо пропорционально вы-
пуску Q. Это подтверждается анализом вариантов процесса об-
работки различных деталей (коробка передач, блок цилиндров
и др.).
Так, при суточном выпуске Q = 150 4- 190 коробок передач
и блоков цилиндров целесообразно применять агрегатные стан-
ки, что соответствует степени концентрации операций т = 8,5
и 7,6. При суточном выпуске Q = 380 ч- 400 деталей целесооб-
разно использовать автоматические линии, поэтому степень кон-
центрации операций для этих деталей будет т2 = 20,0 и 14,3.
Указанные степени концентрации лежат на прямой. Сравнение
сделано для нормальной загрузки оборудования поточной ли-
нии, т. е. для загрузки оборудования более 60%. Это не исклю-
чает возможности применения автоматизированного высокопро-
изводительного оборудования с невысокой его загрузкой. В по-
468
добном случае целесообразность применения такого оборудова-
ния должна быть проверена себестоимостью обработки.
Средняя трудоемкость элементарных операций 41 для про*
стейшего процесса определяется из уравнения
где Т\—трудоемкость обработки детали по простейшему за*
рианту процесса;
к — общее количество элементарных операций.
Средняя трудоемкость элементарных операций высокопро-
изводительного варианта процесса обработки определяется
уравнением
^2= 4^-’	(108а)
где Т2— трудоемкость;
о2 — общее количество операций или проходов высокопро-
изводительного варианта.
Среднюю трудоемкость элементарных операций при других
выпусках и иной концентрации операций можно определить из
уравнения прямой (рис. 179)
“ 41 — Я (Ал — 4г)»	(Ю9)
где 7 =	—из уравнения (107)?
41 И /э2— из уравнений (108) и (108а).
Для определения трудоемкости 4х принято, что с изменением
выпуска Q средняя трудоемкость элементарных операций будет
изменяться прямо пропорционально выпуску. Такое допущение
не приводит к заметной погрешности вследствие незначительно-
го колебания средней трудоемкости элементарных операций при
простейшем и высокопроизводительном вариантах процесса об-
работки. Так, для процессов обработки типовых деталей сред-
ние трудоемкости элементарных операций будут в пределах,
указанных в табл. 64.
Таблица 64
Колебания средней трудоемкости элементарных операций
Наименование детатей	Процесс обработки	мин	
	простейший	высокойроиз- водительный
Блок цилиндров	*		2,28	1,63
Коробка передач ... 		1,75	1,3
Коленчатый вал .	.	. . .	3,74	3,2
Вал-шестерня 			1,56	0,92
Рукав швейной машины	  •	0,92	0,50
Поплавковая камера	0,50	0,50
Толкатель клапана••••.. 		0,70 i	0,12 Г
469
Таким образом, с ростом концентрации операций средняя
длительность элементарных операций сокращается, хотя дли*
тельность одной операции растет (см. рис. 130 и 131).
Разработав по типовым схемам простейший и высокопроиз-
водительные процессы обработки типовых деталей классифи-
кационной таблицы, можно по ним и по уравнению (65а) по-
строить кривые трудоемкостей для различных выпусков и при*
ближенно, без * разработки процесса, определить трудоемкость
обработки подобных деталей для различных заданных выпусков,
а также оценить действующие и проектируемые процессы. Ука-
занные кривые должны служить технологам в качестве ориен-
тиров при разработке процессов обработки различных деталей
машин.
§ 65. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Наиболее распространенной группой деталей машин сред-
них размеров являются корпусные детали, имеющие сложную
коробчатую форму. В большинстве случаев это литые детали
из серого и ковкого чугуна или стали. В последнее время все
шире распространяются корпусные детали сварной конструкции.
Несмотря на большое разнообразие форм, различие мате-
риалов и точность обработки отдельных поверхностей, конкрет-
ные процессы механической обработки подавляющего большин-
ства (до 90%) корпусных деталей нужно строить по единой
схеме. Существующее в настоящее время большое разнообразие
процессов обработки корпусных деталей должно быть сведено
к нескольким типовым схемам.
1. Базирование деталей
Наиболее надежными простыми технологическими базами
при механической обработке корпусных деталей являются одна
из плоскостей наибольшей протяженности и два точных отвер-
стия на этой плоскости, возможно дальше удаленные друг от
друга. Плоскость с двумя точными отверстиями на ней обес-
печивает точное фиксирование детали в зажимном приспособ-
лении. На указанных базах следует выполнять черновую и чи-
стовую обработку всех поверхностей корпусной детали, включая
точные поверхности, взаимосвязанные допускными размерами
до Д/ = 0,03 мм. Погрешность детановки будет наименьшей,
если базовую плоскость определять двумя наибольшими габа-
ритными размерами детали при максимальном расстоянии меж-
ду двумя базовыми отверстиями (рис. 180,а, б).
Вместо одной плоскости за базу можно принять две парал-
лельные плоскости, расположенные уступом с одной стороны
детали и по одному отверстию в каждой из них, как показано
на рис. 180, а. В данном случае эти две плоскости должны быть
470
обработаны с соблюдением точного расстояния между ними
в пределах ДЛ = 0,04— 0,1 мм. Изменение технологических баз
в процессе обработки крайне нежелательно, так как возможно
сложение погрешностей первой и второй технологических баз.
Рис. 180. Технологические базы при обработке корпусных деталей:
3 — черновые базы на первой операции; 2 — черновые базы на второй one-»
рации, Утолщенными линиями и черными точками обозначены постоянные
базы
Если конструкция корпусной детали такая, что базовая пло-
скость имеет недостаточную протяженность или на ней отсут-
ствуют базовые отверстия, следует создать дополнительные тех-
нологические площадки с отверстиями на них, чтобы обеспечить
обработку детали от этих баз (рис. 180, е).
Обработка корпусных деталей на указанных базах обеспе-
чивает получение точных размеров, связывающих несколько об-
рабатываемых поверхностей точными допусками. Например, при
обработке корпуса коробки передач или блока цилиндров рас-
стояние между центрами отверстий выдерживают в пределах
допусков Д/ = ±0,035 и ±0,05 мм, а расстояние от оси отвер-
стия до базовой плоскости — с допуском Дй = ±0,05 мм.
При базировании корпусной детали по плоскости с двумя
отверстиями конструкция зажимных приспособлений получается
наиболее простой^ Приспособления имеют форму плиты с дву-
471
мя базирующими шпильками. Деталь крепят, прижимая к ба-
зирующей плите.
Большинство процессов механической обработки всех кор-
пусных деталей автомобилей и тракторов построено именно та-
ким образом. На рис. 180 показано базирование различных кор-
пусных деталей, отвечающее этому принципу.
Указанный принцип базирования проверен многолетней прак-
тикой передовых предприятий поточного производства и приго-
ден для большей части процессов обработки корпусных деталей.
Конструктивное решение зажима детали при указанных ба-
зах может быть различным в зависимости от ее формы. Однако
целесообразно применять пневматический и гидравлический за-
жимы, обеспечивающие быстроту и надежность действия,
2. Типовая схема процессов обработки деталей
Первыми двумя операциями механической обработки всякой
корпусной детали должны быть: 1) обработка базовой плоско-
сти; 2) сверление и развертывание двух отверстий на базовой
плоскости.
Для обработки базовой плоскости используются черновые
литейные базы, обеспечивающие обработку этой плоскости и
двух отверстий на ней. Выбор черновых баз зависит от формы
детали. Размеры поверхностей, служащих черновыми базами,
следует выполнять в пределах литейных vдопусков (А/ = 1,0 4-
4- 2,0 мм) для деталей средних размеров и проверять в отливке
шаблонами или специальными приспособлениями. Литейные
черновые базы для корпусных деталей на рис. 180 обозначены
общепринятым знаком V и цифрами 1 и 2. Для блока цилинд-
ров такими базами являются полуотверстия коренных подшип-
ников./ и два крайних цилиндра 2, для других деталей — раз-
личные поверхности, обозначенные цифрами 1 и 2.
Дальнейшую обработку корпусных деталей следует выпол-
нять по схеме, приведенной в § 30, гл. VI. В нее входят сле-
дующие процессы: 1) черновая и чистовая обработка других
значительных плоскостей фрезерованием или протягиванием
в один или два прохода в зависимости от требований чертежа *,
2) черновое и чистовое растачивание основных отверстий кор-
пусной детали; 3) фрезерование небольших второстепенных пло-
скостей главным образом в один проход; 4) сверление, цеко*
вание, зенкование, нарезание резьбы, развертывание мелких от-
верстий с разных сторон корпусной детали; 5) доводка до окон-
чательных размеров основных точных отверстий тонкой расточ-
кой или хонингованием; 6) при требовании строгой перпендику-
* Очень точные плоскости дополнительно шлифуют или шевингуют,
причем шевингование можно совмещать с фрезерованием в одной операции.
472
лярности торцов к оси точных основных отверстий выполняют
доводку этих торцов фрезерованием, шлифованием или прота-
чиванием, если плоскость имеет форму круга. При этом базой
служит точное отверстие. В подобных случаях желательно ис-
пользовать основные установочные базы, т. е. плоскость и два
отверстия.
Приведенная типовая схема процесса обработки является
единой для всех корпусных деталей различных размеров. Одна-
ко принципиально различным будет оборудование, применяемое
для незначительных и больших выпусков, крупных или неболь-
ших деталей. В зависимости от величины выпуска оборудование,
служащее для обработки корпусных деталей, можно разделить
на две основные группы: оборудование широкого назначения,
универсального типа — при минимальном выпуске деталей; пре-
имущественно специальные многоинструментные станки —
при значительных размерах выпуска.
При больших масштабах изготовления крупногабаритных и
средних деталей (первая и вторая группы классификационной
таблицы) наиболее целесообразны прямоточные автоматические
линии, при обработке небольших деталей — многопозиционные
агрегатные станки карусельного и барабанного типа или стан-
ки-комбайны.
Оборудование для операций, составляющих типовую схему
обработки корпусных деталей, перечислено в табл. 65.
Приведенный в таблице перечень операций, входящих в ти-
повую схему процесса обработки, не охватывает всех корпусных
деталей, в частности, корпусных деталей формы в (см. рис. 180).
У подобных деталей основная базовая плоскость имеет форму
круга с выступом или выемкой. Основной базой для подобных
деталей является эта круговая плоскость с выемкой и отвер-
стием на ней. В отличие от предыдущей схемы базовые плоско-
сти обрабатывают на станках токарного типа — токарно-кару-
сельных, токарно-револьверных или токарных. Схема процесса
дальнейшей обработки будет аналогична предыдущей схеме.
Несомненно, имеется ряд и других корпусных деталей, не укла-
дывающихся в приведенную выше типовую схему обработки.
Необходимо стремиться к тому, чтобы конструкторы машин соз-
давали формы корпусных деталей, укладывающиеся в типовую
схему их обработки. При современном развитии техники это
вполне возможно.
По указанной типовой схеме либо по этой схеме с незначи-
тельным изменением можно обрабатывать крышки (деталь д,
рис. 180), плиты, литые стойки, кронштейны и многие другие
детали. Ниже будут рассмотрены процессы обработки основ-
ных групп характерных корпусных деталей различных размеров,
укладывающихся в типовую схему обработки. К группе дета-
лей средних размеров относится картер коробки передач, к груп-
473
Таблица 65
Основные виды оборудования для типовой схемы обработки
корпусных деталей
№ группы операций	Группа операций	Оборудование уни- версального типа для малых выпусков деталей всех групп	Оборудование для массового выпуска деталей	
			крупно- и средне- габаритных	небольших и мелких
1	Обработка ба- зовой плоско- сти и двух отверстий	Фрезерные, пло- скошлифовальные для точных пло- скостей Радиально-свер- лильные, одно- шпиндельные сверлильные	Многофрезерные, барабанного, кару- сельного типа, протяжные, кару- сельные плоско- шлифовальные, сверлильные, фре- зерно-сверлильные	Протяжные, карусельно- фрезерные, многопозици- онные агрегат- ные карусель- ного и бара- банного типов
2	Черновая и чи- стовая обработ- ка основных плоскостей	То же, для обра- ботки плоскостей	То же, для обра- ботки плоскостей	Многопозици- онные агрегат- ные полуавто- маты
3	Черновая и чи- стовая обработ- ка основных отверстий	Вертикально- и горизонтально- расточные	Многошпиндель- ные вертикально- и горизонтально- расточные	Полуавтоматы карусельного и барабанного типа, совме- щающие все виды обработ- ки
4	Обработка вто- ростепенных небольших пло- скостей	Вертикально- и горизонтально- фрезерные	Агрегатные стан- ки и прямоточные автоматические линии	Многопозици- онные агрегат- ные полуавто маты и авто- маты
5	Сверление, це- кование, зенко- *вание, нареза- ние резьбы, развертывание небольших от- верстий се всех -сторон детали	Радиально-свер- лильные и одно- шпиндельные сверлильные	То же	То же
6		‘ Доводка разме- ров основных 'точных отвер- стий	Одношпиддмьные' расточные иди хо- нинговальные	Многошпиндель- ные ’ вертикально- и горизонтально- расточные и мно- гошпиндельные хонинговальные *	Алмазнорас- точныё или хо- нинговальные Iiojfy автоматы
474
Продолжение табл, 65
1 № группы 1 операций	Группа операций	Оборудование уни- версального типа для малых выпусков деталей всех групп	Оборудование для массового выпуска деталей	
			крупно- и средне- габаритных	небольших и мелких
7	Окончательная обработка тор- цов основных отверстий для обеспечения строгой перпен- дикулярности	Токарно-карусель- ные плоскошли- фовальные или фрезерные	Токарно-карусель- ные плоскошли- фовальные или ка- русельно-фрезер- ные	—
пе мелких деталей — рукав швейной машины, к группе неболь-
ших деталей — поплавковая камера.
Согласно принятой методике для каждой детали созданы
два варианта процесса: простейший — для минимального выпу-
ска деталей на поточной линии и оптимальный — высокопроиз-
водительный процесс с применением высокопроизводительного
автоматизированного оборудования и оснастки с выпуском, до-
статочно загружающим это оборудование. Применительно
к каждому варианту определены станкоемкость и трудоемкость
обработки, а также построена кривая трудоемкости обработки
для различных масштабов выпуска.
Используя общую методику построения процессов, типовую
схему обработки и процессы обработки типовых корпусных де-
талей, технолог сможет создать оптимальные процессы обра-
ботки для корпусных деталей любой формы.
Средняя типовая деталь (картер коробки передач)
На рис. 181 изображена корпусная деталь средних разме-
ров, широко применяемая в машиностроении. Ее габариты:
I = 365 мм, b = 329 мм, h = 324 мм, вес — 32,3 кг. Материал —
чугун СЧ18—36, твердость НВ180—220.
Технологическая карта (табл. 66) предусматривает два ва-
рианта процесса обработки этой детали: первый вариант — об-
работка на станках универсального типа, второй вариант — об-
работка на высокопроизводительных станках автоматической
линии.
Основными обрабатываемыми поверхностями являются на-
ружные плоские поверхности и три точных отверстия для под-
шипников, обрабатываемых с допуском Ad = 0,035 мм. Меж-
центровые расстояния должны быть выполнены с допуском
Д/ = 0,05 мм при неперпендикулярности торцов к осям основ-
Рис. 181. Картер ко-
•робки передач (сред-
няя корпусная де-
таль) :
ДД — биение торцов 4
и 5 относительно оси
не более 0,08 мм на
100 мм; непараллель-
ность и отклонение
осей ДД и ЕЕ от об-
щей плоскости, прохо-
дящей через них. не
более 0.035 мм на дли-
не 170 мм; А и Б —
черновые базы; В —
постоянные базы;
1—26 — обрабатываемые
поверхности
476
Технологическая карта двух вариантов обработки корпус-
1 вариант. Станки универсального типа
Выпуск 14 штук в две смены. Ритм г = 58 мин
1 № операции	I	наименование операции	при- пуск на сто- рону	тип станка	характеристика приспособлений ।	станкоемкость мин	количество станков, шт.	загрузка станков. %	трудоемкость. мин	число рабочих в смену	
		допуск на об- работ- ку, мм								
1	Фрезерование плоскости 1	3—5	Вертикаль- но-фрезер- ный 6Н8Г	Базовые поверхности 5, 7, 9. За- жим винто- вой	8.2	1	12,5	8,2	0,12	
		0,15								
2	Сверление и зенкерова- ние отверс- тий 2, 5. Развертыва- ние отвер- стий 2, на- резание ре- зьбы 3	0,15 0,027	Радиально- сверлильный 2Б53	Базовые поверхности Л 9, 5. За- жим винто- вой	11,4	1	41,3	11.4	0,17	
3	Черновое фре- зерование поверхности 4	3—5	Вертикаль- но-фрезер- ный 6Н13Б	Базовые поверхности 1, 2. Зажим винтовой	5,0	—	7,7	5,0	0,08	
4	Черновое фре- зерование поверхно- сти 5	3—5	То же	То же	5,0	—	7.7	5,0	0,08	
5	Фрезерование поверхно- сти 10	3—4 о,1	»	»	4,5	1	7,0	4,5	0,07	
6	Фрезерование поверхно- сти 11	3—4 0,1			4,5	—	7,0	4,5	0,07	
7	Сверление и зенкерова- ние отверс- тия 6. Чер- новое и по- лучистовое растачива- ние отверс- тий 7, 6, 9	3—4 0,3	Горизон- тально-рас- точный 2621	Базовые поверхности /, 2. Зажим винтовой	17,0	1	26,2	17,0	0,25	
477
Таблица 66
ной детали среднего размера (картер коробки передач)
U вариант Высокопроизводительное автоматизированное оборудование
Выпуск 465 штук в две смены* Ритм г = 1,73 мин
	№ операции	характеристика		станкоемкость /ш мин	количество станков» шт.	загрузка станков %	трудоемкость, мин	число рабочие в смену
		оборудования	приспособлений					
	1	Карусельно-фрезерный трехшпиндельный	Базовые поверх- ности 5, 7, 9. Пнев- матические 6 ШТ-	1.9	1	96,5	0,75	0,36
	9	Барабанно-сверлильный четырехпозиционный -	Базовые поверх- ности /, 9, 5. Пнев- матические 4 шт	1,5	1	77	0.95	0,46
	3	Двусторонний барабан- но-фрезерный шести- шпиндельный	Базовые поверх- ности /, Z Пневма- тические 8 шт.	1,96	1	100	0,9	0.45
	4	Автоматическая линия из трех секций 1 секция: два двусто- ронних фрезерно-свер- лильных садка, II сек- ция: пять двусторонних агрегатных станков (101 шпиндель), III сек- ция: два двусторонних горизонтально-расточ- ных и один горизон- тально-фрезерный	Базовые поверхнос- ти /, Я Гидравли- ческие 15 шт, на две секции по два приспособления на станке	1,95	1	99,5	0.40	0,2
		со		t\0		1—4 I	S
Чистовое фре- зерование поверхно- сти 5		Чистовое фре- зерование поверхно- сти 4		Чистовое рас- тачивание отверстий 7, Я Я развер- тывание от- верстия 6		Сверление, зенкование, нарезание резьбы 26	Нарезание резьбы 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25
1+ о ьо СП	0,8	±0,015	0,8	0,03 i •	X ьо	1	1
То же		Вертикаль- но-фрезер- ный 6Н13Б		Г оризон- тально-рас- точный 2621		9	9
Базовые поверхности < Я 8. За- жим винто- вой		Базовые поверхности 5, Я 8. За- жим винто- вой		То же i		Базовые поверхности /, 2. Зажим винтовой	То же
7J		Со		31,8		Сл	12,5
1		1		1		|	1
5*11		11,2		49,0		'	ОО	19,3
•ч		Со		со 	ОО		Сл	ю 	сл
о		0,11		0,47		О О	0,2
							✓
со	ОО		№ операции	
Сверление, це- кование и зенкование отверстий /2, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25	Цекование по- верхностей 20, 21		наименование операции	
1	0,46	ND Со	допуск на об- работ- ку, мм	при- пуск на сто- рону
То же	Радиально- i сверлильный 2Б53		тип станка	
Базовые поверхности 1, 2. Ротор- ный кондук- тор	Базовые поверхности 1, 2, Зажим ручной		характеристика приспособлений	
45,6	4,8		станкоемкость мин	
	•	1		количество станков, шт.	
70,0	7,4		загрузка станков, %	
45,6	со		трудоемкость мин	
0,7	о 	к		число рабочих 1 в смену	
				
I вариант. Станки универсального типа
Выпуск 14 штук в две смены. Ритм г = 58 мин

479
Продолжение табл. 66
II вариант Высокопроизводительное автоматизированное оборудование
Выпуск 46<5 штук в две смены^ Ритм г 1,73 мин
	№ операции	характеристика		станкоемкость. мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоемкость. мин	число рабочих в смену 1
		оборудования	приспособлений					
		(12 шпинделей). При- способлейия для удале- ния стружки из рабо- чей зоны; для смазки отверстий перед наре- занием резьбы для По- ворота детали на 90° Лентбчный транспор тер для стружки. Выполняются опера- ций: 5—12	I					
	5		. - Карусельно-фрезерный одношпйндельный	Базирование по по- верхностям & Я 4 и Я 5, Л Пневма- тические б шт	1,86	1	95	1,25	0,61
								
480
I вариант. Стдн^и универсального ти^а
Выпуск 14 штук в две смены. Ритм г — 58 мин
1 № операции	]	наименование операции	при- пуск на сто- рону	тип станка	характеристика приспособлений	станкоемкость £ ш мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену	
		допуск на об- работ- ку, мм								
15	Промывка и обдувка сжатым воз- духом	—	Моечный бак	—	—	—	—	3,0	0,05	
16к	Контроль всех размеров		Контроль- ный стол	Индикатор- ное приспо- собление						
17	Затупление острых уг- лов, зачис- тка		—	Рольганг, верстак				2,0	0,03	
	Итого: стан- ков 5, про- чего обору- дования 1			Итого	170,4	5	57,0	175,4	2,65	
ных отверстий Д/z = 0,08 мм на 100 мм. Непараллельное^ осей
оснрвных отверстий Д/г = 0,07 мм на длине 365 мм.
Черновыми базами для установки детали в приспособление
на операции 1 являются литые отверстия 5, 7 и 9 и плоскость
(рис. 181), на операции 2 — обработанная плоскость /, литое
отверстие 9 и поверхность 5. Черновые базовые поверхности
должны быть тщательно очищены в литейном цехе и проверены
шаблонами или в специальном приспособлении.
Для всех последующих станочных операций постоянными
базами являются плоскость 1 и два точных отверстия 2 на этой
плоскости. Только последнюю операцию (окончательная под^
резка торцов основных отверстий с точным допуском на не-
перпендикулярность) выполняют при базировании детали на
отверстия 7, 9 и плоскость 4 или 5.
Порядок выполнения операций соответствует типовой схеме
процесса обработки корпусной детали. На первых двух опера-
циях создают постоянные базы для обработки детали: обраба-
481
П родол жение табл. 66
II вариант. Высокопроизводительное автоматизированное оборудование
Выпуск 465 штук в две смены. Ритм ч — 1,96 мин
—	| № операции	характеристика		станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену
		оборудования	приспособлений					
	6	Конвейерная моечная машина		0,3	1	16,0	0,3	0,2
	7	Контрольный стол	Механизированное, индикаторное					
			Рольганг, верстак				1,0	0,60
		Итого: станков 5, прочего оборудования 1	Итого	9,5	6	80,0	5,6	2,8
тывают плоскость 1 наибольшей протяженности и два точных
отверстия 2 на ней.
На последующих операциях (3—6) начерно и начисто фре-
зеруют плоские поверхности с четырех сторон, затем выполняют
черновое и получистовое растачивание основных отверстий 7, 8
и 9, сверление и зенкерование отверстия 6 и цекование торцов
20 и 21 (операция 8).
На операциях 9—11 выполняют все второстепенные процес-
сы: сверлят, зенкуют, развертывают мелкие отверстия и наре-
зают резьбу в них со всех шести сторон детали.
Наконец, на последних двух операциях (13 и 14) производят
доводку точных отверстий 7, 8, 9 и подрезку торцов этих отвер-
стий для обеспечения заданной перпендикулярности с допусти-
мым отклонением Д/г = 0,08 мм на 100 мм.
Последними операциями являются промывка детали и за-
тупление острых углов4
16 Зак. 2446
432
В процессе предусмотрена одна контрольная операция 16 к.
Деталь проверяют только после полной ее обработки. В про-
цессе обработки проверку делают так называемым летучим конт-
ролем. Контролер периодически подходит то к одному, то к дру-
гому станку и проверяет обработанную на станке деталь.
В простейшем варианте процесса предусмотрен минимальный
набор универсальных -станков, обеспечивающих полную обра-
ботку этой детали: два вертикально-фрезерных, два радиально-
сверлильных, один горизонтально-расточный станок и моечный
бак (рис. 182, а). Кроме того, линия оборудована слесарным
верстаком, контрольным столом и двойным рольгангом для воз-
вратного движения деталей при обработке. Для установки дета-
ли на станки поточная линия оборудована двумя легкими под-
весными катучими балками. Все приспособления первого вари-
анта процесса простого типа с ручными винтовыми зажимами.
Все элементарные операции выполняются при последователь-
ной работе только одного инструмента, поэтому и степень кон-
центрации операций равна единице. Данный процесс будет бо-
лее эффективным, если применить пневматические приспособ-
ления, комбинированные инструменты и набор инструментов
при растачивании.
Второй вариант предусматривает максимально возможную
автоматйзацию процесса обработки. На операции 1 применен
карусельно-фрезерный полуавтомат с непрерывным вращением
стола, на операции 2 — четырехпозиционный сверлильно-агре-
гатный полуавтомат барабанного типа. Большая часть операций
выполняется на трехсекционной автоматической линии
(рис. 182, б). В автоматическую линию включены операции по
фрезерованию торцов (операции 5 и 6 первого варианта), все
второстепенные операции (операции 7—И первого варианта)
и окончательная обработка точных отверстий (операция 12 пер-
вого варианта). На первой и второй секциях автоматической
линии на каждом станке одновременно обрабатываются две
детали при различных операциях. Включение в автоматическую
линию операций 5, 6 и 12 и обработка на каждой позиции по
две детали позволили сократить трудоемкость обработки дан-
ной детали до 5, 6 мин.
Благодаря применению многоинструментных многопозицион-
ных, станков (операции 1—3), автоматической линии (опера-
ции 4) и многоместных пневматических приспособлений степень
концентрации элементарных операций доведена до 20, стапко-
емкость обработки снижена в 18 раз, а трудоемкость —в 31 раз.
При увеличении выпуска в 33 раза общее количество оборудо-
вания осталось без изменения (6 единиц), однако коренным об-
разом изменился состав оборудования. Трудоемкость обработки
детали по второму варианту процесса обработки доведена до
5,6 вместо 175,4 мин по первому варианту.
a) r . . 	Z4-27M
On.2,ejO,U
Проезд 2,5 м
Рис. 182. Два варианта планировки оборудования на поточных линиях обработки картера коробки пе-
редач:
1 — заготовки; 2 — вертикально-фрезерный станок; 3 — сборник стружки; 4 — моечный бак; 5 — радиально-свер-
лильный станок; 6 — верстак; 7 — контрольный стол; 8 — горизонтально-расточный станок; 9 — готовые детали;
10 — барабанно-сверлильный станок; 11 — карусельно-фрезерный станок; 12 — барабанно-фрезерный станок; 13 —
пульт управления; 14 — поворотное приспособление; 15 — фрезерный станок; 16 — моечная машина; 17 — рольганг
484
Фактическая трудоемкость обработки данной детали, опре*
деленная по расстановке рабочих на поточной линии, будет зна-
чительно больше трудоемкости, рассчитанной по технологиче-
ской карте. Эту поправку нужно всегда вводить при разработке
конкретных процессов. Для рассматриваемого примера факти-
ческая трудоемкость обработки по первому варианту процесса
~	420x4
ГФ1 =—?— = 240 мин,
так как четверо рабочих выпускают семь деталей в'смену, что
на 36% выше расчетной трудоемкости. Для второго варианта
фактическая трудоемкость
~	420x4	7 о
/ ф2 232	MUH,
так как четверо рабочих выпускают 232 детали в смену, что
на 30% выше расчетной трудоемкости.
Эти данные показывают, что при малом числе рабочих на
поточной линии очень трудно расставить их так, чтобы каждый
из них был полностью загружен. Учитывая обслуживание одним
рабочим нескольких станков, нельзя полностью загружать ра-
бочих, им необходимо оставить время для наблюдения за ра-
ботой станков и инструментов и для содержания оборудования
и рабочих мест в порядке и чистоте. В данном примере средняя
загрузка рабочих равна 73% в первом варианте процесса и
77%—во втором варианте с колебаниями загрузки отдельных
рабочих от 45 до 98%.
Минимально необходимый и оптимальный выпуск деталей
для поточных линий обоих вариантов подсчитан по формуле
Q —А-
*ср
где / — фонд времени работы станка, равный 806 мин (4%,
или 34 мин, предусматривают на капитальный ремонт);
т] — минимально допустимый коэффициент загрузки обору-
дойания простейшего варианта; -q = 0,49;
/ср — средняя станкоемкость операций,
, S t 170,4 О0 с	,	9,5	,
Лп1 =— =—х2— = 28,5 мин и /0, = -д—== 1,57 мин.
epi	’	ср<г g	»
При этих данных минимально необходимый выпуск деталей
При средней загрузке станков линии до т; = 0,85 суточный
выпуск деталей увеличится до Qj = 24 шт.
Соответственно оптимальный суточный выпуск
f-n 806x0,89 лгс
Q2 = /-С = —= 465 деталей.
*Ср2
485
В соответствии с принятой методикой построена кривая
трудоемкости обработки коробки передач для различных вьь
пусков (рис. 183).
Трудоемкость
3-
2
Г
0J
280
Т^2П
2W
200
160
120
т
3
15,2
80
о
г,
Нин
т=20
17,1
t3l-1t75riUH
18,0
ILi.
Ьэг^мин
\Т%Тф=11,0
°^7ф=7,8
1521. 27
Рис. 183. График трудоемкости обработки средней
корпусной детали при различных выпусках:
t3— трудоемкость элементарной операции, мин;
т — степень концентрации операций. Фактическая за-
водская трудоемкость: 1 — картера коробки передач;
2 — картера дифференциала; 3 — картера раздаточной
коробки; 4 — картера сцепления
8,5

35,


т
20
16
12
8
10	100 110 180, 22	260 300 i340 380 120 ! (И
11	120	192 221	331	110
Д8ухсменный быпуск
В основу расчета положена формула (65а):
Т =* — t
‘ X V ’'ЭХ'
где х — степень концентрации операций, определяемая по фор-
муле (107),
х = тх = 1 + q (т2 — 1),
/ЭЛ — средняя трудоемкость элементарных операций, опреде-
ляемая по формуле (109),
^ЭХ ~ ^91 Q (^Э1	^эг)»
п
4 Qa-Qi •
Для решения уравнения и построения кривой необходимо
найти следующие величины: общее количество элементарных
операций к, трудоемкости элементарных операций 41 и /э2
и степень концентрации второго варианта т2.
Известными величинами являются суточный выпуск Qi = 14
и Q2 = 465 деталей и общее количество операций второго ва-
рианта 02 == <5,
486
Общее количество элементарных операций к, подсчитанное
по процессу обработки и чертежу детали, равно 120.
Степень концентрации операций второго варианта
Степень концентрации для выпуска Qx определяется уравне-
нием (107).
Средняя трудоемкость элементарной операции первого и
второго вариантов:
,	7\	175,4	1 АС
= -J20- = М6 мин'
—	== 1,0 мин,
а для выпусков Qx, tQX определяется формулой (109).
Отложив на оси абсцисс общий суточный выпуск Q, а на
оси ординат в разных масштабах — трудоемкость Тх, степень
концентрации операций тх, средние трудоемкости элементарных
операций tQX и задавшись разными значениями выпуска Qx, по-
строим кривую трудоемкостей для разных выпусков (рис. 183).
Вследствие различной формы корпусных деталей, неодинако-
вой точности обработки и погрешности расчетов в пределах
10—15% фактическая трудоемкость обработки данной и по-
добных деталей будет колебаться в пределах 50%.
Поэтому трудоемкость обработки данной и подобных кор-
пусных деталей будет лежать в заштрихованном поле, ограни-
ченном двумя кривыми, и уравнение (65а) примет следую-
щий вид:
(ПО)
где 6 = 1,0—1,5, что подтверждается примерами из заводской
практики.
1.	Фактическая заводская трудоемкость обработки коробки
передач (деталь Л рис. 183) составляет 16,0 мин при суточном
выпуске 380 деталей и находится в установленных пределах.
2.	Фактическая заводская трудоемкость обработки картера
дифференциала (деталь 2, рис. 183), имеющего габариты
d = 395 мм, h = 325 мм и вес 36,2 кг при выпуске 330—350 де-
талей, составляет 15,0 мин при установленных пределах
11,4—17,1 мин.
Границы трудоемкости можно определить более строго, если
в одну группу войдут близкие по форме и размерам подоб-
ные детали. Построив для одной из таких деталей типовой про-
цесс и кривую трудоемкостей для различных выпусков, получим
более узкие границы трудоемкостей для всех деталей данной
группы*
487
Необходимо отметить, что из анализа нескольких вариантов
осуществленного процесса обработки коробок передач найдена
фактическая степень концентрации операций (т = 8,5) при су-
точном выпуске 192 коробки. Эта точка легла на прямую, что
подтверждает принятое положение о линейной зависимости
степени концентрации операций от суточного выпуска.
Из рассмотренных процессов обработки корпусной детали
вытекает, что можно приближенно определить оптимальную
трудоемкость обработки любой корпусной детали средних раз-
меров для заданного выпуска, не разрабатывая процесса ее об-
работки, а также оценить путем сравнения с данным процессом
трудоемкость действующего процесса обработки любой подоб-
ной детали.
Крупная типовая деталь (блок цилиндров)
Широко распространенной в машиностроении сложной кор-
пусной деталью является блок цилиндров бензинового двигате-
ля (рис. 184). Подобную форму имеют блоки цилиндров трак-
торных двигателей, стационарных двигателей внутреннего сго-
рания, компрессоров, картеры авиационных поршневых двига-
телей и многие другие.
Блок цилиндров, показанный на рис. 184, представляет со-
бой отливку из серого легированного чугуна СЧ 18—36. Твер-
дость его НВ180-Т-220. Габаритные размеры: / = 825 мм»
b = 300 мм, h = 400 мм, вес — 140 кг.
Основными обрабатываемыми поверхностями являются:
1) верхняя, нижняя передняя и задняя плоскости 3—7; 2) -ци-
линдры 23; 3) отверстия 12, 24 (под коленчатый и кулачковый
валы), 40, 43 и 67 и 4) клапанные отверстия 73.
Все остальные поверхности — небольшие плоскости и боль^
шое количество мелких отверстий с резьбой и без резьбы, пред-*
назначенные для крепления деталей и узлов, присоединяемых
к блоку,— являются второстепенными поверхностями. Их обра-
ботка не определяет характера технологического процесса этой
детали.
Как видно из рис. 184, с высокой точностью обрабатывают-
ся следующие поверхности:
1)	верхняя, нижняя, передняя и задняя плоскости при не-
плоскостности Д/i = 0,05 мм на длине 50 мм;
2)	цилиндры — с точностью Ad = 0,06 мм при конусности
и овальности Дк = 0,02 мм и чистоте зеркала цилиндра по
9-му классу чистоты;
3)	отверстия под вкладыши коренных подшипников — с точ-^
ностью До! = 0,03 мм при чистоте поверхности по 9-му классу;
4)	отверстия под кулачковый вал — с точностью Ad = 0,03 мм
при чистоте поверхности по 7-му классу, причем расстояние
Рис, 184, Блок цилиндров
1—67 — обрабатываемые
489
Сечение по отверстиям
бензинового двигателя:
поверхности
16В Зак. 2446
между осями отверстий для коленчатого и кулачкового валов
дблжно быть выдержано с допуском А/ = 0,05 мм\
5)	клапанные отверстия — с точностью Ad = 0,027 мм\
6)	отверстия под дистрибутер и масляный насос — с точно-
стью Ad = 0,039 4- 0,05 мм.
Кроме обеспечения точных размеров отверстий, перпендику-
лярность осей цилиндров к оси коленчатого вала должна быть
выдержана с допуском АЛ = 0,05 мм на длине цилиндра
I = 200 мм\ перпендикулярность заднего торца блока к оси ко-
ленчатого вала — АЛ = 0,07 мм на длине 100 мм, непараллель-
ность осей кулачкового и коленчатого валов — А/г = 0,1 мм на
всю длину 800 мм.
Черновыми базами для получения постоянных установочных
баз являются отверстия двух крайних цилиндров и полуотвер-
стия под коленчатый вал (поверхности 12, 23). По указанным
базам создают две промежуточные установочные базы 1 и 2
(рис. 184), служащие для обработки верхней и нижней плоско-
стей. При более простых корпусных деталях нет необходимости
в дополнительной операции. Основной базовой поверхностью
при обработке блока цилиндров является нижняя плоскость
блока цилиндров 4 с двумя базовыми отверстиями 5 (рис. 184)\
На этих установочных
базах полностью обраба-
тывают блок цилиндров,
включая 57 станочных
операций по I варианту
и 44 станочных опера-
ции— по II варианту,
только последняя станоч-
ная операция — растачи-
вание отверстия и подрез-
ка торца, собранного с
блоком картера сцепле-
ния,— выполняется на но-
вой установочной базе.
Последней служит отвер-
стие для коленчатого ва-
ла в связи с требованием
перпендикулярности тор-
ца к оси отверстия в пре-
делах АЛ = 0,07 мм на
длину данного торца.
Последовательность вы-
полнения станочных опе-
раций вполне соответст-
вует типовой схеме обра-
ботки корпусной детали.
490
На второй операции выполняется черновое и чистовое фрезеро-
вание базовой плоскости, причем в высокопроизводительном ва-
рианте одновременно фрезеруются начерно и начисто верхняя и
нижняя плоскости блока, что значительно сокращает трудоем-
кость операции.
В простейшем варианте базовые отверстия сверлят и развер-
тывают на радиально-сверлильном станке, а в высокопроизво-
дительном варианте — на одношпиндельном станке, оснащенном
двухшпиндельной головкой и комбинированным сверлом-раз-
верткой, обеспечивающей сверление и развертывание двух ба-
зовых отверстий за один проход инструмента.
На последующих операциях (5—14) фрезеруют торцовые и
боковые плоскости блока, стыки, торцы и постели крышек
коренных подшипников (поверхности 6—21, рис. 184), затем
производится черновая и получистовая обработка цилиндров и
отверстий для кулачкового вала (операции 15 и 17, поверхно-
сти 23—26, рис. 184). В простейшем процессе эти операции
выполняют на станках широкого назначения, во втором вариан-
те торцы фрезеруют на барабанно-фрезерных станках, а другие
плоскости — на продольно-многофрезерных полуавтоматах. По-
стели и полуотверстия коренных подшипников протягивают ком-
бинированными протяжками на горизонтально-протяжном полу-
автомате; цилиндры растачивают на специальных шестишпин-
дельных полуавтоматах.
На последующих операциях 18, 25, 31 первого варианта про-
цесса и на операциях 15, 16 и 19 второго варианта производится
обработка второстепенных поверхностей (сверление, зенкова-
ние, развертывание мелких отверстий диаметром до 25 мм, це-
кование торцов и нарезание резьбы в отверстиях).
Одновременно с этими второстепенными операциями обраба-
тываются также некоторые точные отверстия клапанов (поверх-
ности 73, 79, 80), отверстия под дистрибутер (поверхности 40,
41, 43) и масляный насос (поверхности 67, 68).
Необходимо отметить, что порядок выполнения второстепен-
ных операций не имеет существенного значения. Эти операции
можно выполнять в различном сочетании, обеспечивая необхо-
димую их последовательность для отверстий, обрабатываемых
в несколько проходов (сверление, зенкерование и развертыва-
ние; сверление, зенкование, нарезание резьбы и т. д.).
Порядок выполнения второстепенных операций устанавли-
вают в зависимости от принятого оборудования в поточной ли-
нии. В первом варианте процесса (рис. 185) второстепенные опе-
рации выполняют на радиально-сверлильных станках, оснащен-
ных роторными кондукторами. Операции группируют так, чтобы
при однократной установке детали в роторном кондукторе мож-
но было сверлить, зенкеровать, развертывать различные отвер-
стия детали, вращая кондуктор с деталью вокруг горизонталь-
Рис. 185. Планировка оборудования первого варианта процесса обработки блока цилиндров:
1 — место для заготовок; 2 — вертикально-фрезерный станок; 3 — радиально-сверлильный станок; 4 — горизонтально-фрезер-
ный станок; 5 — стол технического контроля; 6 — горизонтально-расточный станок; 7 — сборник стружки; 8 — продольно-
фрезерный станок; 9 — вертикально-расточный станок; 10 — поворотное приспособление на рольганге; 11 — инструментальный
шкаф; 12 — тара для клапанов и втулок; 13 — ручной пресс; 14— гидропресс; 15 — тара для крышек; 16 — моечный бак; 17 —
место мастера; 18 — вертикально-хонинговальный шестишпиндельный станок; 19 — притирочный станок; 20 — место для кар-
теров сцепления; 21 — место для готовых деталей; 22 — плоскошлифовальный станок; 23 — вертикально-сверлильный станок;
24 — стеллажи для деталей; 25 — рольганг; 26 — подвесные катучие балки
Проезд Зм
493
CO
S
CQ
t=l
• jS ’ < К । । ’ ।
dSojftgocuort
И Л Г ф 5(ч ftK f-
.«SBROAft t-
л S S I «ЙОЬН
"£Зе§'Ч§$о
НЧ I и л .	- j- " - - f_|
d о ь о тч 5 I л
£ а ° к a g 1 «у ч
° в I « .. о g эд 2 о
ч-5 1 &«3G aft
3 2 Я о g I g
«о--’s“°sgo»
н Н О л
S М в О =S ffieiS
4> О К 2 •- S Й
$a»51SS§Fg“
й.£2§з®§°
?i"S»gs,s
й °® \я s lii Я ч
а Й§ч<?.«3
СО н Н М 1 .Л У
Ю	у м м
л -о s s к *5 «
SkhHKjBB.-. н
•oBSSlag'&a
I g^HggSS-’
I (=5о«оЕ£5ос'э
^HwS^oSao
*®ад2Вок.-
o<p? 8 ” §, 3 § | g
• ~ a d	& « о 2 «
o^s
“&eJ® 1 3cl-
e?“§g..®S2g
s’eSpg* л£
5 2оИ®чй2«
Ph?sP '
о S R S d -
>s к g a a g ’3
3’Sg3£a?a
fl^SSdooa
533^иоал
s®2&SsgS
S«§«Si§s
g ft ।	§ д
?8M..SSS5
« gss..a 27
.-Л g 3 I S
s p? .-.2 2 ft 5
й « кю 5 н
| a о « 2 1X1 d
?s a 5 о 5	_ _
Ь2 н d s b l> g s
&&S Rs c оR‘S I
°м	л ri5&2
Ki’SgS|^Ss
g»sg«53° । 5 .
ft;,S*« Э I ’3c$ 5’S
о a £ к a 1 3 а ф
‘ggSSg^a.-gg
° В a a aagg
। ^-cLda - о о а г
gio
«5Й^'3&2
§hM«>§
?я«ов Rog
^sadafc
J M
5 H © «
5 о с*э d
" К
ф И
r>, PI
«2
О c
ft I
pi 1
3 2
$ g о Й л
§ ф
Щ ft
d n
О S H rrt £ н
S 3 5 d|о ° 3
sjSf^g’^a
о £ й L & Й 5 я °
л d r> S2 *й a □ w mO
d О S . ® tt д ft
”’&£§ о § о Q’S о;
К Sh oo I s о £ 5
pj 5 । ft я I о. a «
Pi3 I Hftoo §•« Л
oo“§i"bCt|S
8Sm*Sa««S*
° d 5 к «s
। £ Й о w ЬЗ о* £
I bl-! Й S H ° D н
T^ftyQE-iWOfCO 3
ной оси. В связи с большим количеством
отверстий в верхней, нижней и в боковых
сторонах блока их обрабатывают в не-
сколько операций, а резьбу в отверстиях
нарезают в особых операциях. Обработка
отверстий со стороны переднего и заднего
торцов блока цилиндров выполняется на
одной операции. В первом варианте приня-
ты приспособления с ручными зажимами,
недостаточно эффективные. В результате
обработки одним инструментом последова-
тельно общее время обработки мелких от-
верстий составляет 652 мин.
Во втором варианте те же мелкие от-
верстия обрабатываются на автоматиче-
ских линиях. Порядок обработки и сочета-
ние операций несколько иные, приспособ-
ленные для автоматических линий. В авто-
матические линии включается также обра-
ботка точных отверстий. Высокая концен-
трация операций блока на автоматических
линиях сокращает время обработки в 68 раз
(9,6 вместо 652 мин).
После выполнения черновых и получи-
стовых операций обработки основных и
второстепенных поверхностей литая кор-
пусная деталь несколько деформируется
вследствие снятия литой корки у многих
поверхностей и перераспределения внутрен-
них напряжений в детали. Последующая
чистовая обработка точных поверхностей
должна устранить эти деформации. Таки-
ми операциями являются чистовая расточ-
ка и хонингование цилиндров, расточка от-
верстий для коленчатого и кулачкового ва-
лов, обработка клапанных отверстий, верх-
ней плоскости, растачивание и подрезание
торца под картер сцепления.
В первом варианте все эти операции
выполняются на расточных, сверлильных
и хонинговальных станках универсального
типа; во втором варианте — на специальных
высокопроизводительных многошпиндель-
ных многоинструментных станках с приме-
нением автоматически действующих приспо^
соблений и высокоэффективных подъемно*
транспортных устройств.
494
Последней станочной операцией является растачивание от-
верстия и подрезка торца картера сцепления, собранного с бло-
ком цилиндров. Эта операция обеспечивает получение строгой
перпендикулярности торца картера сцепления к оси отверстия
коленчатого вала. В высокопроизводительном варианте эта опе-
рация выполняется на расточном полуавтомате.
Оба варианта обработки блока оснащены рольгангами, при-
чем первый вариант оснащен двойным рольгангом (рис. 185).
Двойной рольганг позволяет осуществлять возвратную подачу
блоков, необходимую на некоторых участках поточной линии
первого варианта. Для установки блоков в приспособления
в первом варианте процесса обработки приняты подвесные ка-
тучие балки; во втором — электротельферы на гибко подвешен-
ных монорельсах и приспособления, смыкающиеся с рольганга-
ми подводящими роликами. Из 62 единиц оборудования второго
варианта 29 оборудовано монорельсами, а 33 — приспособления-
ми с подводящими роликами (рис. 185 и 186). В определенных
местах предусмотрены запасные рольганги для хранения стра-
ховых межоперационных заделов.
Что касается конструкции приспособлений, то фактически
уже при выпуске пяти блоков в смену экономически выгодно
применять пневматические приспособления и отдельные специ-
альные станки с минимальным временем загрузки. Это позво-
ляет намного снизить трудоемкость обработки блока по пер-
вому варианту процесса.
Таким образом, на примере блока цилиндров показана воз-
можность обработки любой корпусной детали по указанной ти-
повой схеме, даже при необходимости обеспечения высокой точ-
ности обработки отдельных поверхностей.
Станкоемкость простейшего варианта процесса составляет
1649 мин, высокопроизводительного варианта — 95,6 мин, или
в 17,2 раза меньше. Трудоемкость обработки по первому вари-
анту равна 1784,5 мин, по второму — 89,5 мин, или в 20 раз
меньше.
В основе простейшего варианта процесса обработки лежит
принцип дифференциации операций, т. е. последовательное вы-
полнение многих элементарных операций одним инструментом
на одном станке.
В простейшем процессе 785 элементарных операций выпол-
няются последовательно в 72 станочных и ручных операциях со
средней трудоемкостью 2,28 мин (1785:785).
Те же 785 элементарных операций во втором варианте про-
цесса объединены в 55 станочных и ручных операций и выпол-
няются на высокопроизводительном автоматизированном обо-
рудовании со средней трудоемкостью 1,63 мин (89,5:55).
В среднем в одной операции второго варианта выполняется
14,3 элементарной операции.
495
Уменьшение трудоемкости одной элементарной операции
с 2,28 до 1,63 мин объясняется автоматизацией станков и при-
способлений и применением во многих операциях комбиниро-
ванного инструмента.
При обработке блока цилиндров не в поточной линии не-
большими партиями станкоемкость и трудоемкость обработки
были бы еще в 1,4—2,0 раза больше, что подтверждается завод-
скими данными о станкоемкостн и трудоемкости обработки та-
кой крупной корпусной детали, как головка агрегатного станка.
Необходимо отметить, что фактическая трудоемкость обра-
ботки блока цилиндров по первому и второму вариантам про-
цесса будет значительно больше трудоемкости, полученной по
технологической карте. Эта поправка всегда должна вводиться
при разработке конкретных процессов. При неизменной трудо-
емкости отдельных операций общая трудоемкость обработки
будет изменяться при изменении выпуска, так как для каждого
выпуска иными будут расстановка рабочих, их загрузка и по-
правка к расчетной норме. Фактическая трудоемкость;
для простейшего варианта
~	420x22	< осп
Гф=———^1850 мин.
для высокопроизводительного варианта
420x41
7^ф =—192—~90 мин.
или почти совпадает с расчетной.
На рис. 187 приведена кривая трудоемкости обработки круп-
ных корпусных деталей, построенная по двум процессам обра-
ботки блока цилиндров (см. рис. 184) по следующим исходным
данным.
Минимальный и максимальный суточный выпуск Qi = 10 шт.,
Q2 = 384 шт. Трудоемкость обработки Л = 1784,5 мин. Т2 =
= 89,5 мин. Общее количество элементарных операций к = 785.
Количество операций высокопроизводительного варианта о2 = 55.
Степень концентрации операций пг =	= 14,3. Сред-
няя трудоемкость элементарных операций
.	7\	1784,5 о OQ	. Т2 89,5	1
=	«-^§- = 2,28	/э2 == 1,63 мин.
Колебания трудоемкости 6 = 1,0— 1,25.
Кривые построены по уравнению (НО)
Две кривые (рис. 187) составляют границы поля и пределы
трудоемкостей обработки крупных корпусных деталей при раз-
личных выпусках. Точками 1 обозначена заводская трудоемкость
обработки подобной корпусной детали при выпусках
496
Qx = 160, 260 и 380 деталей в две смены. Как видно из рис. 187,
фактическая заводская трудоемкость укладывается в установ-
ленные пределы.
При полной обработке корпусной детали на автоматической
линии трудоемкость сократится еще в несколько раз.
мин

1800
7^1785
1600
цилиндров
1400
1200
1000
800
600
483
400
t3f1t63
[Таг*100
Рис. 187. График трудоемкости обработки крупной
корпусной детали при различных выпусках:
m — степень концентрации операций, t э~ трудоемкость
элементарной
трудоемкости
операции в мин. Фактические заводские
обработки: 1 — блока цилиндров, 2 — го-
ловки блока
387
254
13
180 \ 220 260 \300 340 38
197	288	3
Двухсменный быпуск
• 420 460 Ц.ШЛ1
4
3-
2- 200
1 -
°	0'20 60 li>0 по
10	10f
ЛЭг2,28-
t3
W36[if8 \
m
12
10'
-8
-6
-4
£
i
&
Трудоемкость обработки подобных, но более крупных корпус-
ных деталей (вес 600—1000 кг) в 1,25—1,75 раза больше тру-
доемкости, определяемой по кривой, изображенной на рис. 187.
Трудоемкость обработки плоских корпусных деталей типа
стола станка, головки блока, крышки и т. д. будет составлять
0,2 4-0,5 Тф, определяемой по кривым (рис. 187). Так, завод*
ская трудоемкость обработки головки блока цилиндров, имею-
щей габариты I = 768 мм, b = 221 мм, h = 60 мм и вес
G = 35,2 кг при выпуске 480 шт. в две смены, составляет \Ь$мин,
или Гф = 0,22 Тх.
Небольшая типовая деталь (рукав швейной машины)
Для построения примерного процесса обработки небольших
корпусных деталей рассмотрим процесс обработки рукава швей-
ной машины. Эта заготовка из серого чугуна имеет следующие
497
габариты: I = 298 мм, & = 91,5 мм, h = 190 мм и вес 3,75 кг (см.
рис. 143, 144).
Наиболее точные отверстия под вал, иглодержатель и стер-
жень нажимной лапки (поверхности 5, 49 и 50) диаметром
10—13 мм должны выполняться с допуском Ad = 0,0134-0,019 мм.
Непараллельность подошвы 52 относительно оси вала должна
быть не более 0,1 мм. Неперпендикулярность осей отверстий 49
и 50 к оси отверстия вала 5 не должна превышать 0,01 мм на
длине 100 мм. Смещение оси отверстия 50 к оси отверстия ва-
ла 5 не должно быть больше 0,05 мм.
Два варианта процесса обработки (простейший и высокопро-
изводительный) приведены в технологической карте (табл. 67).
Кроме того, в табл. 40 приведены три варианта процесса раз-
личной концентрации для выпуска 5000 деталей в смену: про-
цессы малой, средней и высокой концентрации операций обра-
ботки (всего 90 элементарных операций).
Заводской процесс малой концентрации предусматривает
99
всего 18 операций со степенью концентрации т3 ==	== 5,0;
процесс средней концентрации обеспечивает обработку детали
за 12 операций со степенью концентрации операций /п2=-у2"=7,5
и, наконец, процесс максимальной концентрации операций, обес-
печивающий полную обработку детали в четыре операции,
характеризуется средней степенью- концентрации операций
/П1 = -f- = 22,5.
Соответственно степени концентрации операций трудоемкость
обработки составляет: по I варианту — 22, по II — 7,3 и по III —
2,5 мин. Таким образом, вновь подтверждается основное поло-
жение, что трудоемкость обработки обратно пропорциональна
степени концентрации операций.
Как видно из технологической карты (см. табл. 67), про-
цесс обработки данной детали также вполне соответствует типо-
вой схеме обработки корпусных деталей. Постоянными устано-
вочными базами являются две плоскости, расположенные усту-
пом на концах наибольшего размера детали (поверхности 52
и 53) и два отверстия 57 и 63 на них. Для обеспечения надле-
жащего базирования детали размер уступа между базовыми
плоскостями должен быть выдержан с допуском Ah = 0,05 мм.
Черновыми установочными базами на первой и на второй
операциях приняты поверхности 3/, 32 и литые поверхности
(см. рис. 143). Местами для зажима детали на первой и второй
операциях являются поверхности шейки.
Вначале обрабатывают основные плоские и фасонные по-
верхности 52, 53, 54 и др., затем сверлят отверстия для посто-
янных баз 56, 63 и др. Далее обрабатывают основные отверстия
498
Технологическая карта двух вариантов обработки
1 вариант. Станки универсального типа										
Суточный выпуск 26 шт. Ритм работы линии г = 30,6 мин										
№ операции	наименование операции	припуск на сто- рону, допуск на обработку, мм	тип станка	характери- стика приспо- соблений	станкоем кость, мин	количество стан- ков, шт.	загрузка стан- ков, % 	1	трудоемкость, мин	число рабочих в смену	
1	Фрезерование поверхностей 8, 52, 53, 54, 55	2—3	Горизон- тально- фрезер- ный	Базовые по- верхности 31, 32 и «у». Зажим руч- ной	9	1	29,4	9	0,29	
2	Фрезерование поверхности 51	2—3	То же	То же	4	Станок оп. 1	13,0	4	0,13	
3	Сверление от- верстий 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 56, 57, 58, 59, 63		Верти- кально- свер- лильный типа 2118	»	10	1	32,7	10	0,32	
4	Развертывание отверстий 57, 56, 50, 49, 63		То же	»	5	Станок оп. 3	16,4	5	0,16	
5	Нарезание резьбы в от- верстиях 49, 58, 59, 63			»	3	То же	9,8	3	0,1	
6	Фрезерование поверхности 1	2-3	Горизон- тально- фрезер- ный	Базовые по- верхности 52, 53, 57 и 63, Зажим винтовой ручной	3	1	9,8	3	0,1	
7	Черновое и.чи- стовое фре- зерование по- верхности 61	2	То же	То же	4 1	Станок оп. 6	13,1	4	0,13	
499
Таблица 67
небольшой корпусной летали (рукав швейной машины)
[I вариант. Станки максимальной концентрации операции
Суточный выпуск 1500 шт. Ритм работы г = 0,55 мин
	№ операции	характеристика		станкоемкость, мин	количество стан- ков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкость, мин	число рабочих 1 в смену
		оборудования	приспособлений					
	1	Вертикально-про- тяжный двух- позиционный	Базовые поверх- ности 31, 32 и «у». Зажимы гидрав- лические (2 шт.)	0,5	1	91	0,5	0,87
	2	Малоагрегатный двусторонний барабанного ти- па 28-шпиндель- ный	Базовые поверх- ности 52, 53, 57, 63. Пневма- тические зажи- мы (10 шт.)	0,5	1	91	0,5	0,87
Цекование от-	Свер- То же 12	1	39,2 12 0,39
верстийР, 10,	лильный
11,41,21,27, станок
25: сверле- типа 2118
ние 7, 9, 12,
№
	о	9к i
О Со •"-’’О	Гхор	СО	ВО ОО CD	cd	•	cd	cd ' “	Я 2"	х	о	»	о	:з Ьо О	ю	-3	CD Е "О и	“ Со <1> 5 Ос =с S 5’ fo х	о Со Oj х	Со Н ' ' CD .	' • '	О Hd3XCQCoa3CCOCCo“-*CoWOOCQ OSXOCH^b’O^^QCndJQQ Я О CD CD ' "О X CD * * w • ST3T3 s -1	Ст, 5	Co Co P 54 ° 5=1 03 О	.. 2 Л)	Co cd H CD CO СОЯ ra cn ° ' * ' x^sx Я о ND CD л ~5^O\XgoOOScS я CD • XSX'.^n><JXS°CriCD °	О CD s	T2 * 2 G5 У1 r CboW-iQ^XXCQX^r^O O"c =’ o	s о GO X S Cg H	контроль обра- ботанных по- верхностей
		
То же	Свер- лильный станок типа 2125	
То же ।	To же	
оо		
Сганок он. 10	—*	
26,2	i 45,7	
ОО	X	
0,26	о Си	
оо
№ операции
500
поверхности	тально- верхности оп.
15, 16, 17, 24 фрезер- 52, 53, 57
ный и 63. Зажим
винтовой
ручной
е
ьо
S
о
СО
СО
а 2
= £
припуск на сто-
рону, допуск на
обработку, мм
03 S
станкоемкость,
мин
количество стан-
ков, шт.
загрузка стан
ков, %
трудоемкость,
мин
число рабочих
з смену
501
Продолжение табл. 67
II вариант. Станки максимальной концентрации операции
Суточный выпуск 1500 шт. Ритм работы г = 0,55 мин
	1 № операции	[	характеристика		станкоемкость, мин	количество стан- ков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену
		оборудования	приспособлений					
	3	Малоагрегатный, дву- сторонний, семипо- зиционный бара- банного типа 23- шпиндельный (по- верхность 24 обра- батывается на оп.2)	Базовые поверхно- сти 51, 52, 57, 63. Зажимы пневмати- ческие (10 шт.)	0,5	1	94	0,5	0,87
	4	Малоагрегаткый дву- сторонний барабан- ного типа 20-шпин- дельный	Базовые поверхно- сти 51, 52, 57, 63. Зажимы пневмати- ческие (8 шт.)	0,5	1	91	0,5	0,87
502
I вариант. Станки универсального типа
Суточный выпуск 26 шт. Ритм работы линии г = 30,6 мин
1 № операции	1	наименование операции	припуск на сто- рону, допуск на обработку, мм	тип станка	характери- стика приспо- соблений	станкоемкость, мин		количество стан- ков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену	
	13, 22, 23, 25, 26; нареза- ние резьбы 22, 23, 25, 28. 7, 12, 13									
13	Затупление острых уг- лов, зачистка		Верстак	Рольганг	—	—	—	1.5	0,05	
14	Промывка и обдувка сжа- тым возду- хом		Моечный бак	Рольганг	—	—	—	1,0	0,03	
15	Контроль всех размеров		Кон- трольный стол	—	—	—	—	—	—	
				Итого	81	5	52,9	83,5	2,7	
и подрезают их торцы, поверхности 5, 29, 31, 32, 37 и 38 и др.
Незначительная разница в диаметрах основных и второстепен-
ных отверстий во многих случаях позволяет совмещать обработ-
ку тех и других на одном станке.
Полная обработка детали в простейшем варианте процесса
осуществляется набором из пяти станков: двух горизонтально-
фрезерных, одного вертикально-фрезерного и двух сверлильных
станков (рис. 188, а). Обработка на сверлильных станках про-
изводится с применением быстросменных патронов и приспособ-
лений с ручными зажимами.
В высокопроизводительном варианте процесса также исполь-
зуется всего пять станков (рис. 188,6). Это высокопроизводи-
тельные многопозиционные полуавтоматы, построенные на вы-
сокой концентрации операций, оснащенные пневматическими
приспособлениями.
503
Продолжение табл. 67
	И вариант. Станки максимальной концентрации операции							
	Суточный выпуск 1500 шт. Ритм работы г — 0,55 мин							
	1 № операции	характеристика		станкоемкость, мин	количество стан- ков, шт.	загрузка стан- ков/%	трудоемкость, мин	число рабочих в смену
		оборудования	приспособлений					
								
	5	Верстак	Рольганг	—	—	—	о,3	0,42
	б	Моечная машина	—	0,2	1	31	0,2	0,35
	7	Контрольный стол	Рольгант	—	—	—	—	—
			Итого	2,2	5	79	2,5	4,25
Благодаря этому максимальный суточный выпуск деталей во
втором варианте составляет 1500 шт., тогда как в простейшем
варианте он может быть доведен только до 46 деталей при
полной загрузке станков поточной линии, или в 33,5 раза
меньше.
В высокопроизводительном варианте (смотреть схемы на-
ладки на рис. 144) для обработки плоскостей принят двухпози-
ционный вертикально-протяжный полуавтомат, протягивающий
на первой позиции сразу пять плоскостей: 8, 52, 53, 54 и 55.
Остальные операции выполняются на трех многопозиционных
полуавтоматах барабанного типа. Первый двусторонний шести-
позиционный полуавтомат барабанного типа, оснащенный де-
сятью самодействующими головками и десятью пневматически-
ми поиспособлениями, обрабатывает рукав швейной машины
504
сверху и снизу одновременно 28 различными инструментами:
фрезами, сверлами, развертками, метчиками.
Второй двусторонний семипозиционный полуавтомат бара-
банного типа, оснащенный 12 самодействующими агрегатными
головками и 10 пневматическими приспособлениями, обрабаты-
вает деталь с двух торцовых сторон одновременно 24 различ-
ными инструментами: фрезами, сверлами, развертками, цеков-
ками, метчиками.
Рис. 188. Планировка оборудования поточных линий
первого и второго вариантов процесса обработки не-
большой корпусной детали (рукав швейной машины):
1 — заготовки; 2 — сборник стружки; 3 — фрезерный ста-
нок; 4 — сверлильный станок; 5 — контрольный стол; 6 —
верстак; 7 — моечный бак; 8 — площадка для готовых де-
талей; 9 — стол мастера; 10 — рольганг; 11 — двухпозицион-
ный протяжный станок; 12 — многопозиционный агрегат-
ный полуавтомат; 13 — моечная машина; 14 — подвесные
конвейеры
Наконец, третий двусторонний шестипозиционный полуавто-
мат барабанного типа, оснащенный семью самодействующими
агрегатными головками, обрабатывает деталь с двух боковых
сторон.
Применение многоинструментных многопозиционных полу-
автоматов, объединяющих в одном станке в среднем по 22,5 эле-
ментарных операции, позволило сократить трудоемкость обра-
ботки рукава в 33 раза, доведя ее до 2,5 мин. Длительность
каждой операции доведена до 0,5 мин в результате сокращения
до минимума вспомогательного времени. Установка, крепление,
открепление и съем детали выполняются во время работы стан-
ка за несколько секунд благодаря применению пневматических
приспособлений. Подвесной конвейер, охватывающий поточную
линию, обеспечивает быструю подачу детали на станок и воз-
врат обработанной детали на конвейер.
505
т Простейший вариант процесса разработан для минимально
необходимого суточного выпуска Qi = 26 деталей при средней
загрузке станков поточной линии т] = 52,9%. Высокопроизводи-
тельный вариант разработан для суточного выпуска Q2 = 1500 де-
талей. При полной загрузке станков первого варианта до
т| = 88% суточный выпуск может быть увеличен до Qi = 46 де-
талям. Суточные выпуски Qi и Q2 определялись по формуле
*ср
где f — двухсменный фонд времени, мин-,
т] — средний коэффициент загрузки линии;
/ср — средняя трудоемкость основных операций, мин.
Фактическая трудоемкость обработки рукава, подсчитанная
в соответствии с расстановкой рабочих на поточной линии, бу-
дет значительно больше:
для
простейшего варианта процесса обработки
~	420x4
7ф1 = уу- = 128 мин,
54% больше расчетной,
высокопроизводительного варианта процесса обработки
~	420x5	о о
Т^ф2 узд	2,8 мин,
54%' больше расчетной,
или на
для
или на
На рис. 189 приведена кривая трудоемкостей для различных
выпусков, построенная по следующим уравнениям:
Г=8Т'/э^’ Л==/гах=1+?(т2-1).	=	- ^2)-
п __ Qx Qi
4 Qs-Q. '
Все обозначения те же, что в формулах (65), (107) и (109).
При построении этой кривой по указанным формулам были
использованы следующие исходные данные. Коэффициент, учи-
тывающий колебания трудоемкости, принят б = 1,2—1,6, так как
колебания расчетной и фактической трудоемкостей находятся
в этих пределах. Степень концентрации операций первого ва-
1	к 90	1 q
рианта принята т\ = 1, второго варианта — т2 = — = -у = 18.
Трудоемкость элементарной операции первого варианта
/э1 = .^1 = 0,92 мин,
второго варианта
,	21,5 п г-
/э2= —у = 0,5 мин.
Суточные выпуски первого и второго вариантов Qi = 26 и
Q2 = 1500. Заштрихованной частью, ограниченной двумя кри-
506
выми, обозначена трудоемкость небольших корпусных деталей
подобного типа.
Трудоемкость обработки этой же детали по процессу средней
концентрации операций равна 7,3 мин при 12 станках в поточ-
ной линии при суточном выпуске 1150 деталей будет лежать
выше верхней границы кривой, поэтому данный вариант нельзя
считать оптимальным.
Фактическая заводская трудоемкость обработки рукава по-
сле снятия 35% переработки норм будет
99
Л = 16,3 мин,
что соответствует примерно суточному выпуску с поточной ли-
нии 770 деталей.
При выпуске 770 деталей в две смены трудоемкость изготов-
ления рукава (по кривой рис. 189) должна быть не более
11,0 мин. Превышение фактической трудоемкости на 5,3 мин
90
80
\ '7*83$мин
Рис. 189. Трудоемкость обработки не-
большой корпусной детали при раз-
личных выпусках:
/э— трудоемкость элементарной операции;
m — степень концентрации операций; Т -
фактические трудоемкости небольших
корпусных деталей. Фактические завод-
ские трудоемкости: 1 — платформы швей-
против возможного максимума указывает на отсталость завод-
ского процесса и на необходимость его усовершенствования.
К группе небольших корпусных деталей относятся также де-
тали, указанные в табл. 31 (платформа швейной машины, кор-
пус регулирующего механизма и картер руля, а также блок
компрессора) (рис. 190).
Процессы обработки перечисленных деталей также вполне
соответствуют типовой схеме обработки небольшой корпусной
детали, рассмотренной выше. Для обработки этих деталей при-
507
менимы те же станки простейшего и высокопроизводительного
варианта. Постоянными установочными базами для этих дета-
лей также будут плоскости наибольшей протяженности и два
отверстия на них. Только в картере руля вместо двух неболь-
ших отверстий базовыми будут одно большое отверстие
(d = ПО мм) и второе небольшое (d = 10—15 мм). Порядок
выполнения операций будет соответствовать общему порядку
5-6
Рис. 190. Блок цилиндров ’ компрессора
выполнения операций типовой схемы обработки корпусных де-
талей. Заводская трудоемкость обработки этих деталей находит-
ся в пределах кривой, показанной на рис. 189. Так, трудоем-
кость обработки блока компрессора при суточном выпуске
440 шт. равна 13,0 мин, т. е. на 1,7 мин меньше трудоемкости,
определяемой нижним пределом кривой; это свидетельствует
о правильно построенном заводском процессе обработки этой
детали.
Алюминиевая заготовка корпуса регулирующего механизма
получается отливкой под давлением, вследствие чего механиче-
ская обработка значительно сокращается. Однако общий поря-
док обработки этой детали соответствует типовой схеме обра-
ботки корпусной детали. При суточном выпуске 1200 деталей
и применении многопозиционных полуавтоматов трудоемкость
обработки этой детали Т = 4,2 мин (см. нижнюю границу поля
трудоемкостей ^ рис. 189, деталь 4).
Заводская фактическая трудоемкость обработки картера руля
при суточном выпуске 350 деталей равна 17,0 мин, что соответ-
ствует нижней границе поля трудоемкостей (см. рис. 189, де-
508
таль 2) и свидетельствует о правильно построенном процессе
обработки этой детали.
Трудоемкость обработки платформы швейной машины по
высокопроизводительному варианту процесса, соответствующе-
му процессу обработки рукава, будет равна 2,5—3,0 мин при
суточном выпуске 1500 деталей, что укладывается в границы
кривой на рис. 189. Фактическая заводская трудоемкость обра-
ботки платформы составляет 19,3 мин при суточном выпуске
1000 деталей вместо 10 мин, как на кривой (см. рис. 189, де-
таль /); это свидетельствует об отсталости действующего про-
цесса обработки этой детали.
Описанный анализ трудоемкостей различных небольших кор-
пусных деталей показывает, что даже при различной их конфи-
гурации и различном суточном выпуске трудоемкость обработ-
ки деталей укладывается в границы кривой (см. рис. 189), при-
чем при больших выпусках и надлежащем оснащении процес-
сов трудоемкость колеблется от 1,5 до 4,5 мин.
В высокопроизводительном процессе 'обработки небольшой
корпусной детали отсутствует автоматическая линия. Это объяс-
няется тем, что для небольших корпусных деталей автоматиче-
ские линии менее эффективны, чем малоагрегатные многопози-
ционные станки карусельного и барабанного типов. Указанное
положение было обосновано в § 49 гл. VIII.
Малая типовая деталь (корпус поплавковой камеры карбюратора)
При обработке мелких корпусных деталей (поплавковая ка-
мера, корпус карбюратора и корпус гидроавтоматического на-
соса— рис. 191 и табл. 31) наиболее простыми будут процессы
обработки с постоянными установочными базами — плоскостью
и двумя точными отверстиями на ней. Два варианта такого про-
цесса обработки корпуса поплавковой камеры приведены
в табл. 68.
Заготовку детали из цинкового сплава отливают в пресс-
форму под давлением, вследствие чего большая часть поверх-
ностей не требует механической обработки. Чистовой обработке
подвергают верхнюю и нижнюю плоскости детали (поверхно-
сти 1 и 2), точные отверстия (поверхности 15 и 16), а также
сверлят и нарезают отверстия малых диаметров (3—6 мм).
В отличие от предыдущих процессов обработки корпусных
деталей отливка и очистка заготовки детали включены в поточ-
ную линию (рис. 192). Включение в поток процесса отливки не
вызывает затруднений. Небольшую электроплавильную печь и
электрованну размещают рядом с машиной для литья под дав-
лением. В первом варианте отливки остывают на верстаке, во
втором — на прессе и лотке. Литники возвращаются назад для
переплавки; очищенные детали поступают на механическую о(5*
509
работку. Вместо фрезерования или протягивания выполняют
только зачистку верхней и нижней плоскостей детали на верти-
кально-шлифовально-зачистном станке. Базой при обработке
служит зачищаемая плоскость. Следующей операцией является
сверление трех и развертывание двух отверстий по резьбе (по-
верхность 3), служащих постоянными установочными базами
для всей последующей обработки детали.
Рис. 191. Корпус поплавковой камеры:*
1—20 — обрабатываемые поверхности
При выполнении этой операции установочными базами яв-
ляются плоскость Л поверхности А и В (см. рис. 191). В пер-
вом варианте отверстия обрабатывают на сверлильном станке
универсального типа, а в высокопроизводительном процессе — на
пятипозиционном агрегатно-карусельном полуавтомате с одно-
временной обработкой всех отверстий в верхней плоскости и
с боковой стороны (поверхности 3, 12, 13 и 17).
Остальные отверстия обрабатывают на одношпиндельных
сверлильных станках в первом варианте (рис. 192, а) и на мно-
гопозиционных агрегатно-карусельных полуавтоматах — во вто-
ром варианте (рис. 192,6). На вращающемся горизонтальном
столе расположено пять одинаковых приспособлений с пневма-
тическими зажимами. Одна позиция является загрузочной,
остальные — рабочими. Вертикальные и горизонтальные само-
действующие сверлильные агрегатные головки, расположенные
против четырех рабочих позиций, одновременно обрабатывают
четыре детали, что сокращает трудоемкость обработки до тру-
510
Технологическая карта двух вариантов обработки ма
I вариант. Станки универсального типа
-Выпуск 74 шт. в две смены. Ритм г — 11 мин
1 № операции	1	н аименование операций	при- пуск на сто- рону	тип станка	характеристика приспособлений i		станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоемкость. мин	число рабочих в смену	
		допуск на об- работ- ку, мм								
1	Отливка под давлением	—	Электро- плавильная печь, ма- шина для литья под давлением	Пресс- форма	1,5	1	13	1,5	1.13	
2	Обрезка лит- ников, за- чистка		Верстак	—	—	—	—	2,0	0,17	
3	Шлифование поверхно- стей /, 2	0,3 0,1	Шлифо- вально-за- чистной ти- па 3A332	Поверх- ность /, затем 2	1,0	1	8,7	1,0	0,08	
4к	Контроль от- ливки		Контроль- ный стол	—	—	—	—	—	—	
5	Сверление от- верстий 3, /2; цекова- ние /2, Зен- кова. не и разверти ва- нне 3\ на- резание резьбы 3	—-	Сверлиль- ный типа 2118	Базовые поверх- ности /, Л, В, Зажим винто- вой ручной	5,0	1	43,4	5,0	0,42	
6	Сверление, зенкование отверстия /5, развер- тывание от- верстия 17		То же	То же	2,5	Ста- нок оп. 5	22,0	2,5	0,21	
511
лой корпусной детали (корпус поплавковой камеры)
Таблица 68
	II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
	Выпуск 1350 шт. в две смены. Ритм г — 0,6 мин							
	| № операции	характеристика		станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков. %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену
		оборудования	приспособл ений					
	1	Машина для литья под давлением с электрованнами	Прессформа	0,6	1	100	0,6	0,6
	2	Кривошипный пресс 20 т	Обрезной штамп	0,5	1	84	0,5	0,7
	3	Шлифовально-зачи- стной полуавто- мат типа 3A332	Поверхности 2, 1	0,6	1	100	0,6	0,8
	4к	Контрольный с гол	—	—	—	—	—	—
	5	Малоагрегатный ка- русельного типа пятипозиционный 15-шпиндельный станок t	Базовые поверхно- сти /, А, В. Пнев- матические 5 шт.	0,5	1	84	0,5	0,7
								
512
1 вариант. Станки универсального типа										
Выпуск 74 шт. в две смены. Ритм г ~ 11 мин										
| № операции	наименование операций	при- пуск на сто- рону	тип станка	характеристика 1 приспособлений	станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену	
		допуск на об- работ- ку, мм								
7	Сверление, зенкование отверстий 14, 6,10; на- резание резьбы в от- верстии 14	—	Сверлиль- ный типа 2118	Базовые поверх- ности /, А, В. Зажим винтовой ручной	6,0	1	52	6,о	0,50	
8	Сверление от- верстий 8, 9, 10, 15, 16; цекование 10, зенкова- ние 9, 19; развертыва- ние 15, 16; нарезание резьбы в от- верстиях 8, 9, 19		То же	То же *	8,8	1 1	76,5	8,8	0,74	
9	Сверление от- верстий 7, 18, 20; зен- кование и нарезание резьбы в от- . верстиях 18, 20				3,5	1	30,4	3,5	0,29	
10	Сверление, зенкование, нарезание резьбы в от- верстии 5		»	»	4,0	Ста- нок оп. 9	34,8	4,0	0,33	
11	Зачистка зау- сенцев, за- тупление острых уг- лов		Верстак	Вруч- ную на- , пильни- ком		—	—	1,0	0,08	
513
Продолженче табл. 68
И вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск 1350 шт. в две смены. Ритм г = 0,6 мин
№ операции	|	характеристика		станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену
	оборудования	приспособлений					
							
6	Малоагрегатный ка- русельного типа пятипозиционный 37-шпиндельный	Базовые поверхно- сти /, 3. Пневма- тические 5 шт.	0,5	1	84	0,5	0,7
7	Малоагрегатный ка- русельный четы- рехпозиционный 14-шпиндельный	Базовые поверхно- сти /, 3. Пневма- тические 4 шт.	0,5	1	84	0,5	0,7
							
8	Верстак	Электроинструмент	—	—	—	0,4	0,5
17 Зак. 2446
514
I вариант. Станки универсального типа											
Выпуск 74 шт. в две смены. Ритм г ~ 11 мин											
№ операции	1	наименование операций	при- пуск на сто- рону допуск на об- работ- ку, мм	bi Я ев В S	характеристика приспособлений	станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену		
12	Мойка детали		Моечный бак	—	—	—	—	0,5	0,04		
13к	Контроль об- работки	—	Контроль- ный стол	—	—	—	—	—	—		
14	Пассивирова- ние		Ванна для пасси- вирования	—	—	—	—	3,5	0,29		
Итого	I ва- II ва- операций: риант риант 14	11 станочных	9	6 контрольных	2	2 прочих	3	3			Итого Станко- емкость * и трудоем- кость опе- раций об- работки		32,3 30,8	6	46,8	39,3 32,3		3,28	
доемкости одной элементарной операции. В первом варианте
механическая обработка происходит на пяти станках при су-
точном выпуске Qi = 74 деталей и средней загрузке станков
т]1 = 46,8%, во втором — на четырех станках при суточном вы-
пуске Q2 = 1350 деталей и средней загрузке станков т]2 = 82,0%,
причем на многопозиционных полуавтоматах одновременно ра-
ботает по 14—37 инструментов.
В отличие от предыдущих вариантов межоперационным
транспортным устройством служат плоские лотки, хотя может
быть применен также и рольганг с. укладкой деталей на
подставки.
Обработанная деталь должна пройти антикоррозионную об-
работку (пассивирование).
Эта операция также расположена в поточной линии, что
исключает необходимость транспортирования детали в гальва*
ническое отделение.	-	-	~ -
515
Продолжение табл. 68
10
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск 1350 шт. в две смены. Ритм г — 0,6 мин,
характеристика		станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоемкость, мин
оборудования	приспособлений				
Моечная машина
Контрольный стол
0,2	1	33	0,2 0,3
9
Полуавтоматиче-
ский агрегат для
пассивирования
0,6	1	84	0,6 0,8
Итого.............................4,0	8
Станкоемкость и трудоемкость опера- 2,3
ций обработки
5,8
Исключение черновой и частично чистовой обработки мно-
гих поверхностей значительно сокращает общую трудоемкость
обработки детали.
Трудоемкость механической обработки детали (без отливки,
очистки и пассивирования) равна 32,3 мин для первого вариан-
та и 2,7 мин — для второго. Поскольку в описанных ранее при-
мерах трудоемкость определяли без операций изготовления заго-
товки, и в данном случае заготовительные операции не учиты-
вают, хотя трудоемкость изготовления детали с включением этих
операций в технологической карте (см. табл. 68) приведена для
обоих вариантов.
Фактическая трудоемкость обработки, подсчитанная по рас-
становке рабочих на поточной линии, будет составлять:
Гф! = 36 мин — по первому варианту процесса обработки и
Гф2 = 3,12 мин — по второму варианту.
График трудоемкости обработки небольшой корпусной дета-
ли для различных выпусков приведен на рис. 193. Он построен
17*
Рис. 192. Планировка оборудования поточных линий первого и вто-
рого вариантов процесса обработки мелкой корпусной детали:
1 — чушки; 2 — сборник стружки; 3 — электрованна; 4 — литники; 5 — осты-
вающие детали; 6 — верстак; 7 — машина для литья под давлением; 8 —
шлифовально-зачистный станок; 9 — сверлильный станок; 10 — контроль-
ный стол; Т1 — широкий лоток; 12 — мойка; 13 — ванны для пассивирова-
ния; 14 — готовые детали; 15 — электроплавильная печь; 16 — кривошипный
пресс; 17 — уалоагрегатный сверлильный станок; 18 — лоток; 19 — селеновый
выпрямитель
517
по изложенной выше методике для условий, в которых количе-
ство элементарных операций 60, средняя длительность одной
элементарной операции tx = t2 = 0,54 мин, степень концентра-
ции операций т2=12, выпуск Qi = 74 и Q2= 1350 деталей.
Рис. 194. Картер главного тормозного цилиндра
Для мелких корпусных деталей целесообразно строить спа-
ренные и групповые поточные линии на 2—5 деталей. Это поз-
воляет создавать поточные линии для относительно малых
выпусков.
Мелкие корпусные детали типа, показанного на рис. 194,
с небольшим количеством операций можно обрабатывать и по
иной схеме процесса. Вначале получают основное отверстие и
торцы этого отверстия, а затем в намеченной ранее последова-
тельности от этой базы обрабатывают другие поверхности.
Вследствие небольшого количества операций мелкая корпусная
деталь нередко может быть обработана полностью на одном
малоагрегатном многопозиционном полуавтомате (при одной
либо при двухкратной установке детали в приспособление). По-
добный метод обработки мелких корпусных деталей является
наиболее эффективным.
518
При обработке мелких корпусных деталей в две-три опера-
ции главное значение приобретают многопозиционные полуавто-
маты, применяемые для обработки этих деталей; порядок
выполнения операций в этом случае имеет второстепенное зна-
чение.
§ 66. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
КЛАССА «КРУГЛЫЕ СТЕРЖНИ»
Детали класса «Круглые стержни», распространены наиболее
широко.
Несмотря на большое разнообразие внешних форм (валы,
оси и другие детали подобной формы, имеющие фланцы, экс-
центрики, фасонные выступы, кулачки, зубчатые венцы, шлице-
вые шейки и т. д.), крупные, средние и небольшие детали это-
го класса нужно обрабатывать по единой технологической схе-
ме. И только пустотелые валы с точными отверстиями и мелкие
детали этого класса имеют другую схему процесса их изготов-
ления. Главной особенностью обработки деталей этого класса
является обработка при вращении детали в центрах вокруг про-
дольной оси.
1. Базирование деталей
Основными базами при обработке деталей этого класса яв-
ляются центровые конусные отверстия, на которых выполняется
черновая и чистовая обработка всех поверхностей, а также до-
водка наиболее точных поверхностей. При фрезеровании, протя-
гивании и некоторых других операциях обработки фасонных
поверхностей с большими изгибающими усилиями резания , не-
редко, кроме центров, в качестве установочных баз используют
обработанные шейки, прилегающие к центровым отверстиям.
К классу «Круглые стержни» отнесены также коленчатые
валы, крестовины, валы с зубчатыми венцами и т. д., так как
базирование, способ установки, последовательность операций
и типы станков для обработки основных поверхностей всех этих
деталей являются идентичными. Иной процесс обработки имеют
детали этого класса с длинными и точными отверстиями, поэто-
му они не вошли в рассматриваемые ниже типовые схемы об-
работки.
Фиксирование деталей этого класса в центрах в осевом на-
правлении обеспечивают либо точным выполнением центровых
отверстий 1 (Ad = 0,2 4- 0,3 мм), как показано на рис. 195, а,
либо с упором в торец 2 (рис. 195, б) при пружинном центре 3.
Как видно из рис. 195, а, при обработке центровых отверстий
519
с точностью до 0,2—0,4 мм точность фиксирования детали в осе-
вом направлении Д/ = 0,17 4- 0,34 мм, так как
А / __	^2	__
2 tg а 2tg 30° *
Более надежным нужно считать осевое фиксирование детали
по точным центровым отверстиям, так как пружинный центр
со скользящей посадкой не обеспечивает должной жесткости
крепления. Задний центр, прижимающий обрабатываемую де-
таль к переднему центру,
выполняют неподвижным
либо вращающимся.
При обработке детали
одновременно нескольки-
ми инструментами при
высоких скоростях реза-
ния невращающийся
центр нагревает конец
детали и приводит к зна-
чительной бесполезной
работе трения. Современ- Рис. 195. Эскиз установки детали в
ные конструкции вра-	центрах
щающихся пневматиче-
ских или гидравлических центров, обеспечивая необходимую
точность обработки, значительно уменьшают износ центров.
При обработке деталей класса стержней длиной I 10 d
применяют дополнительные установочные базы (обработанные
шейки или специальные выточки), устанавливаемые в люнеты.
Люнеты предотвращают прогиб обрабатываемой детали, вызы-
ваемый режущими инструментами. Такие конструкции люнетов
обеспечивают базирование детали по необработанной поверхно-
сти при помощи винтов и специального установочного кольца.
Вращение детали, обрабатываемой в центрах, обеспечивается
хомутиками либо поводковыми самоцентрирующимися патрона-
ми. Учитывая, что современные многоинструментные токарные
полуавтоматы обеспечивают обработку деталей типа «Круглые
стержни» весом до 80 кг за несколько (1—3) минут, нельзя ре-
комендовать хомутики в качестве приводного звена, так как
время на надевание и съе^м хомутиков нередко составляет
10—15% от машинного времени и настолько же снижает про-
изводительность станка. Более совершенными следует считать
пневматические или самоцентрирующиеся поводковые патроны.
При обработке длинных деталей класса «Круглые стержни»
большим количеством инструментов одновременно возможно
значительное скручивание обрабатываемой детали, которое мо-
жет привести к неточной обработке и вибрации. Для предотвра-
щения этих явлений применяют станки с центральным приво-
дом вращения детали или с приводом с двух сторон.
520
2. Типовая схема процесса обработки деталей
Для крупных, средних и небольших деталей этого класса
начальными являются операции, определяющие постоянные ба-
зы для обработки: 1) подрезка двух торцов; 2) создание конус-
ных центровых отверстий на обоих торцах детали.
Для выполнения этих операций деталь зажимают двумя
самоцентрирующимися губками. Осевую фиксацию детали от-
носительно инструмента обеспечивают упором в один из торцов
ступенчатого вала или вал устанавливают по откидывающему
упору (если заготовка цилиндрическая).
При небольшом выпуске деталей и отсутствии центровочных
станков деталь центрируют на токарном или револьверном стан-
ках в две операции либо на фрезерном, затем на сверлильном
или центровочном станках. При больших выпусках используют
двухпозиционные или барабанные фрезерно-центровочные полу-
автоматы. Для обработки коленчатых валов, требующей также
угловой фиксации детали, применяют четырехпозиционные
полуавтоматы, выполняющие одновременно три операции: фре-
зерование торцов, центрование торцов и фрезерование бобышек
на щеках вала.
Экономически целесообразно применять фрезерно-центровоч-
ные станки даже при загрузке лишь на 20—25%.
Вся последующая обработка деталей этого класса ведется
главным образом при вращении детали в центрах, за исключе-
нием отдельных операций, выполняемых при неподвижном креп-
лении детали.
Примерная дальнейшая обработка деталей класса «Круглые
стержни» может быть следующей:
1.	Черновая токарная обработка первой, затем второй поло-
вины детали.
2	Чистовая токарная обработка первой, затем второй поло-
вины детали. На многопозиционных токарных полуавтоматах
нередко совмещают черновую и чистовую обработку валов. При
обработке пустотелого вала после черновой токарной обработки
выполняют сверление и черновое растачивание отверстия, а за-
тем чистовую токарную обработку наружных поверхностей.
3.	Черновое шлифование концевых шеек детали, служащих
дополнительными базами при фрезеровании, протягивании фа-
сонных поверхностей, при токарной обработке эксцентрично рас-
положенных шеек; при растачивании отверстия на одном из кон-
цов детали и т. д.; при обработке деталей, не имеющих пере-
численных фасонных поверхностей, выполнения указанных опе-
раций не требуется.
4.	Правка стержня при обработке удлиненных деталей, у ко-
торых длина I 10 d при d < 100 мщ,
521
5.	Черновая и чистовая обработка фасонных поверхностей:
нарезание зубьев, шлицев, фрезерование кулачков и т. д.; рас-
тачивание сквозных и концевых отверстий, токарная обработка
эксцентричных шеек и др.
6.	Выполнение второстепенных операций: сверление, развер-
тывание и нарезание резьбы мелких отверстий, нарезание резь-
бы на шейках, фрезерование шпоночных канавок, лысок и т. д.
7.	Правка деталей длиной I 10 d при d < 100 мм,
8.	Термическая обработка всей детали или закалка отдель-
ных поверхностей токами высокой частоты, если это требуется
условиями чертежа.
9.	Правка деталей длиной I 6d при d < 100 мм,
10.	Черновое и чистовое шлифование внутренних и наруж-
ных цилиндрических, конических поверхностей.
11.	Чистовое шлифование фасонных наружных поверхностей.
12.	Правка удлиненных деталей.
13.	Доводка особо точных поверхностей.
При обработке деталей класса стержней основным обОрудо*
ванием являются различные токарные и круглошлифовальные
Рис. 196. Схема многокамневого шлифования
станки, а для пустотелых стержней — также станки для сверле-
ния, растачивания, шлифования и хонингования глубоких отвер-
стий. Для обработки зубьев, фасонных поверхностей и для на-
резания резьбы используют универсальные станки (при неболь-
ших выпусках деталей) либо специальные высокопроизводитель-
ные полуавтоматы (при значительных выпусках). Так, для то-
чения и шлифования валов при небольших программах приме-
няют универсально-токарные и однокамневые круглошлифоваль-
ные станки; при большом выпуске валов — одношпиндельные и
многошпиндельные токарно-карусельные полуавтоматы и круг-
лошлифовальные полуавтоматы с тремя-девятью кругами типа,
показанного на рис. 196 и 197. Для сверления и растачивания
отверстий используют многошпиндельные расточные станки; для
нарезания зубьев — двух-восьмишпиндельные зубофрезерные и
зубопротяжные полуавтоматы и т. д.
Ниже будут рассмотрены примерные процессы обработки ти-
повых деталей класса «Круглые стержни» для минимального
и оптимального выпусков коленчатого вала, вала-шестерни, ве-
дущей шестеони и толкателя клапана.
17В Зак. 2446
522
Рис. 197. Схема многокамневого шлифования с наклоном осей
шлифовальных кругов к оси изделия
Крупная сложная типовая деталь (коленчатый вал)
В отличие от обычных у коленчатых валов (рис. 198) обра-
батывают не только коренные, но и эксцентрично расположен-
ные шейки. Конечно, процесс обработки коленчатых валов по
сравнению с гладкими значительно усложняется. Коленчатые
валы поршневых двигателей внутреннего сгорания изготовляют
с высокой точностью, а процесс их обработки охватывает все
виды операций, которые могут быть при обработке различных
ступенчатых валов.
Коленчатый вал, показанный на рис. 198, штампуют из стали
марки 45 и обрабатывают при твердости НВ 165 4- 220. Вес
штамповки — 50 кг, вес обработанного вала — 36 кг. Габариты
вала следующие: длина I = 958 мм, приведенное поперечное се-
чение вписывают в окружность диаметром 200 мм, диаметр ко-
ренных шеек dK = 66 мм, шатунных — dm = 62 мм.
Основными поверхностями обработки вала являются торцы
вала и центровые конусные отверстия (поверхности 1—4), ко-
ренные шейки (поверхности 5—//), шатунные шейки (поверх-
ности 27—32), фланец и отверстие во фланце (поверхности
21—24) и шейки под шестерню и шкив (поверхности 15 и 16).
Все остальные обрабатываемые поверхности являются второсте-
пенными, не определяющими процесса обработки.
Как видно из рис. 198, коренные и шатунные шейки обра-
батывают с допуском 0,02 мм, при овальности и конусности
шеек 0,01 мм. Чистоту поверхности коренных шеек определяют
10-м классом со средней квадратичной высотой неровностей
Яск == 0,1 4- 0,2 мкм.

698.4 ±0.5	59,7 ±0,2
958
Рис. 198. Коленчатый вал бензинового двигателя:
1—41 — обрабатываемые поверхности
524
Далее, фланец обрабатывают по диаметру (поверхности
23) с допуском 0,04 мм, отверстие во фланце — с допуском
0,032 мм.
Непараллельность осей коренных и шатунных шеек не дол-
жна превышать 0,01 мм на длине шейки.
Коренные и шатунные шейки закаливают токами высокой
частоты на твердость HRC 524-62 и глубину 3,0—4,5 мм.
При установке вала на крайние коренные шейки биение
фланца не должно превышать Ad 0,025 мм. Вал должен быть
сбалансирован с точностью 150 г/см.
Ниже описаны два варианта процесса обработки коленчато-
го вала для суточного выпуска 16 и 273 валов при двухсменной
работе поточных линий. Первый вариант процесса предусматри-
вает обработку только на универсальном, второй вариант — об-
работку на высокопроизводительном оборудовании.
Коленчатый вал поступает на механическую обработку из
кузницы нормализованным и выправленным.
Первыми являются операции по созданию постоянных баз
(центровые отверстия). К черновым базам в обоих вариантах
процесса относятся наиболее удаленные друг от друга коренные
шейки (поверхности 5 и 11) и торец средней шейки 8. Чтобы
обеспечить правильное базирование вала, при центровании при-
меняют самоцентрирующиеся губки. В первом варианте процесса
фрезерования торцов и образование центров выполняют в две
установки, во втором — две операции соединены в одну, вы-
полняемую на многопозиционном фрезерно-центровочном станке
барабанного типа с отдельной загрузочной позицией. В настоя-
щее время применяют четырехпозиционные станки, совмещаю-
щие фрезерование торцов, центрирование вала, а также фрезе-
рование площадок на щеках вала. На всех операциях установ-
ку и съем вала со станков выполняют при помощи электро-
тельфера.
Вся последующая обработка вала ведется в центрах, причем
центры вновь восстанавливают после обработки отверстий
24—40 на концах вала, и только при обработке шатунных шеек
используют дополнительные базы — крайние коренные шейки,
поскольку основные базы (центры) не могут обеспечить надеж-
ного крепления вала.
Для правильной угловой фиксации вала при обработке ша-
тунных шеек, расположенных под углом 120° друг к другу, соз-
даны дополнительные базы—точно отфрезерованные площадки
26 на щеках шатунных шеек.
Поскольку длина коленчатого вала в 14,5 раза больше наи-
большего диаметра шеек, обработку шеек необходимо вести
с дополнительной опорой на среднюю шейку с применением лю-
нета. Поэтому последующими операциями являются точение и
шлифование средней шейки (операции 3 и 5), а так как при об-
525
тачивании средней шейки 8 возможно искривление вала, то
после обтачивания введена операция правки.
Высокопроизводительный процесс обработки вала ведется
на многорезцовых станках 16—42 резцами одновременно. При
такой обработке возможен не только прогиб, но и скручивание
вала, поэтому на обточке коренных шеек применены специаль-
ные токарные полуавтоматы с центральным приводом. Во вто-
ром варианте, предусматривающем обработку шатунных шеек/S
тангенциальными резцами, одновременно применен специальный
токарный полуавтомат с двусторонним приводом.
После черновой обработки коренных и шатунных шеек и
правки вала выполняют второстепенные операции, затем за-
каливают коренные и шатунные шейки токами высокой частоты
и вновь правят вал. Поскольку крайние коренные и средние
шейки являются базами для обработки отверстий в концах
вала и базами при шлифовании шатунных шеек, их шлифуют
начисто.
Обработку отверстий на обоих концах вала и фрезерование
шпоночной канавки выполняют после чистового шлифования
коренных шеек, чтобы использовать основные базы (центровые
отверстия) в большем количестве операций обработки.
Черновое и чистовое шлифование шатунных шеек выполняют
на новых базах — крайних коренных шейках (поверхно-
сти 5—11) с угловой фиксацией вала по поверхностям 26.
Последними операциями являются балансировка вала, шли-
фование торца фланца и доводка (суперфиниширование) раз-
меров и чистоты коренных и шатунных поверхностей вала.
За период полной обработки вал проходит шестикратную
правку, двукратную промывку и четырехкратную проверку.
Порядок выполнения основных поверхностей должен соответ-
ствовать типовой схеме процесса обработки, а порядок выпол-
нения второстепенных операций может быть изменен и построен
в зависимости от наиболее удобного расположения оборудова-
ния и расстановки рабочих на поточной линии.
В качестве подъемно-транспортных устройств на поточной
линии в простейшем варианте процесса применены двойной
рольганг и четыре подвесные катучие балки, в высокопроизво-
дительном варианте — двойной рольганг и 34 электротельфера
на гибко подвешенных монорельсах, обслуживающие в боль-
шинстве случаев по два станка каждый. Коленчатые валы пере-
двигаются по рольгангу на специальных подставках. Двойной
рольганг позволяет передвигать отдельные подставки в обгон
и возвращать валы обратно против общего движения, к чему
иногда приходится прибегать при длительном простаивании
станка в наладке или ремонте.
Станкоемкость обработки по простейшему варианту процесс
са при суточном выпуске 16 валов равна 680 мин, а по высоко*
526
производительному варианту при выпуске 273 валов— 148,2 мин,
или в 4,6 раза меньше. Трудоемкость обработки вала по первому
варианту составляет 699 мин, по второму—131,1 мин, или
в 5,33 раза меньше. Фактические трудоемкости обработки вала
по первому и второму вариантам и Тф2, подсчитанные в со-
ответствии с расстановкой рабочих на поточной линии, будут
выше на 11,0%:
m	15X420	m 48X420	.
/ Ф1 ==--о---== 790 мин, Ты	= —— =	14/	мин.
о	1 о /
В то время как при обработке корпусных деталей высоко-
производительный вариант процесса сокращал трудоемкость об-
работки в десятки раз, в процессе обработки вала трудоемкость
процесса уменьшена лишь в 5,3 раза. Это объясняется невоз-
можностью осуществить высокую концентрацию операций об-
работки. Максимальное объединение элементарных операций,
достигнутое в высокопроизводительном варианте процесса, со-
ставляет всего 4,57 элементарных операций, тогда как в кор-
пусных деталях в одном станке объединялось несколько десят-
ков элементарных операций.
Следуя принятой методике, построим кривую трудоемкостей
данной и подобных деталей для различного суточного выпуска.
Необходимые данные для построения кривой определим сле-
дующим образом. Минимально необходимый и оптимальный су-
точные выпуски Qi и Q2 найдем по средней станкоемкостн опе-
раций /Ср1 и /Ср2 первого и второго вариантов и по среднему
коэффициенту загрузки станков rji = 56%, т]2 = 87%. Средняя
станкоемкость операций первого варианта процесса ZCpi =
= 29,5 мин, второго варианта — /Ср2 = 2,7 мин.
Минимально необходимое количество станков второго вари-
анта (38 единиц) увеличено на 45% вследствие большого коле-
бания станкоемкостей отдельных операций — от 1,8 до 10,0 мин
(рис. 199). Установка 45% дублеров позволяет довести ритм ра-
боты линии и условную среднюю длительность операций до
2,7 мин. При этих данных суточные выпуски Qi = 16 деталей
и Q2 = 273 детали.
При полной загрузке оборудования поточной линии первого
варианта до гц = 0,9 суточный выпуск Qi возрастет до 28 шт.
Для суточного выпуска 450 валов потребовалось бы 214% дуб-
леров, т. е. каждый станок поточной линии имел бы дублера,
а некоторые станки — даже по два. При таком количестве дуб-
леров целесообразно строить две параллельно работающие по-
точные линии.
Общее количество элементарных операций, подсчитанное по
простейшему способу обработки и чертежу (см. рис. 198), рав-
но 187. Степень концентрации второго варианта т2 = 4,57. Тру-
доемкость элементарных операций первого и второго ваоиантов
процесса: 41 = 3,74 мин, tQ2 = 3,2 мин.
2	$	10 li 18 22 26 30 й 38 it it '.
Операции
Рис. 199, Колебания станкоемкости при обработке коленчатого вала на
высокопроизводительном оборудовании

1000Я
800
£

т*
4
1
о
Рис. 200. График трудоемкости обработки крупных деталей
класса «Круглые стержни» при различных выпусках. Факти-
ческие заводские трудоемкости:
1 — коленчатого вала двигателя легковой машины ЗИЛ; 2 —
шпинделя токарного автомата; 3 — шпинделя токарного станка;
4 — коленчатого вала компрессора; 5 — коленчатого вала трак-
торного двигателя; 6 — кулачкового вала грузовой машины ЗИЛ;
7 — кулачкового вала двигателя ГАЗ; 8 — коленчатого вала дви-
гателя ГАЗ; Тк — кривая для сложных валов типа коленчатых;
Т п— кривая для термически обрабатываемых прямых ступен-
чатых
А 690
700
600
500
447
400
390
300
too-
168
<00
валов; т — степень концентрации операций; t3 — трудо-
емкость элементарных операций, мин
*.5
12
ZZSZZZZZZZ
6
8
$80
^>7
о	.	_________________._______________________________
’ 40 80 120 \160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 Q.ium,
16	145166
Двухсменный выпуск
528
Кривая трудоемкостей обработки данного и подобных валов
при различных суточных выпусках изображена на рис. 200.
Вследствие колебания расчетной и фактической трудоемкости и
неточности расчетов, как и в предыдущих примерах, трудоем-
кость обработки коленчатого вала для различных выпусков по-
казана в виде заштрихованного поля, ограниченного двумя кри-
выми. Коэффициент, учитывающий колебания трудоемкости,
принят 6 = 1,0—1,2.
На заштрихованном поле кривой (рис. 200) нанесены фак-
тические заводские трудоемкости других коленчатых валов: ко-
ленчатого вала при выпуске нескольких штук в сутки (2); ко-
ленчатого вала трактора при суточном выпуске 166 валов (5);
коленчатого вала машины ГАЗ при выпуске 600 валов в сут-
ки (<$); коленчатого вала компрессора при выпуске одного-двух
валов в сутки (/). Трудоемкости всех указанных валов укла-
дываются в границы кривых.
Трудоемкость обработки прямых ступенчатых валов, кулачко-
вых валов, шпинделей станков и других деталей, проходящих
термическую обработку и требующих шлифования шеек с до-
пусками чо 3-му классу, будет примерно вдвое меньше трудоем-
кости коленчатого вала: Тп = 0,3—0,5 Тк, как показано на
рис. 200 штриховыми линиями. Это подтверждается фактиче-
ской заводской трудоемкостью изготовления таких валов дан-
ной, группы на передовых заводах.
Трудоемкости обработки шпинделя автомата при выпуске
нескольких деталей в сутки (3), шпинделя токарного станка при
суточном выпуске около 40 шпинделей (4), кулачкового вала
двигателя ЗИЛ при суточном выпуске около 400—420 валов (6)
и кулачкового вала двигателя машины ГАЗ при суточном вы-
пуске свыше 600 валов (7) укладываются в поле трудоемкостей
кривых (рис. 200), построенных по уравнению
Здесь 0 — коэффициент, определяющий трудоемкость пря-
мых валов по кривой трудоемкости коленчатых валов;
0 = 0,34-0,5. Значения остальных буквенных показателей
взяты из уравнения кривой трудоемкостей для коленчатых
валов.
В указанную типовую схему обработки не входит ряд спе-
циальных деталей этого класса.
Для включения в типовые схемы обработки большего коли-
чества деталей необходимо создать более узкие типовые группы
деталей и разработать для них оптимальные процессы по изло-
женной методике.
529
Средняя и небольшая типовые детали (вал-шестерня и шестерня
коническая]
Ниже рассмотрены два варианта процессов обработки сту-
пенчатого вала с зубчатым венцом (см. рис. 78, табл. 69) и ве-
дущей шестерни вала (рис. 201). Шлифуемые шейки обрабаты-
вают с точностью до Ad = 0,015 мм и Ad = 0,019 мм. Обе дета-
ли изготовляют из штампованных заготовок (сталь марки
18ХГТ).
Оба варианта процессов обработки этих деталей идентич-
ны и вполне соответствуют типовой схеме процесса обработки
деталей класса «Круглые стержни».
Рис. 201. Вал-шестерня коническая:'
1—18 — обрабатываемые поверхности
Черновыми базами при обработке служат крайние шейки
деталей. В осевом направлении детали фиксируют выступами
16, 9. Для создания постоянных баз у обеих деталей торць^ сна-
чала подрезают, затем центруют.
После образования постоянных баз происходит черновая и
чистовая токарная обработка всех поверхностей. Затем сверлят
12 отверстий, выполняют черновое шлифование шеек, служащих
базами при нарезании зубьев, и черновое и чистовое нарезание
зубьев, далее — второстепенные операции, связанные с обработ-
кой зубьев, и термическая обработка деталей.
Термическая обработка (цементация, закалка и отпуск) про-
исходит в термическом цехе, поэтому в технологическую карту
она не включена, как и операция правки ведущей шестерни, вы-
полняемая в том же цехе. Так как длина рассматриваемых де-
талей /= (2,5—5,0) d, т. е. не превышает 10d, то эти детали
в процессе механической обработки не правят; токарная обра-
ботка их большим количеством инструментов^ осуществляется
приводом от передней бабки станка.
530
Технологическая карта двух вариантов обработки
I вариант. Станки универсального типа
Суточный выпуск 22 детали. Ритм г = 38,4 мин
| № операции	|	наименование операций	припуск на обра- ботку	тип станка	характеристика приспособлений	станкоемкость, мин	! количество станков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкость. мин	число рабочих в смену	
		допуск на обра- ботку, мм								
1	Фрезерование торцов 1	3—5 0,25	Горизон- тально- фрезер- ный Г 683	Базовые поверх- ности 2, 10, 16. Ручной винтовой зажим	4,0	1	65	25,0	0,69	
2	Центрование с двух сторон поверхнос- ти 1	—	Токар- ный I К62	Базовые поверх- ности 2, 10,16. Трехку- лачковый патрон	3,0					
3	Черновое об- тачивание по- верхностей 2, 3, 15, 16&17	3-5 0,25	То же	Центры, поводок	18,0					
4	Чистовое об- тачивание по- верхностей 2, 3, 15, 16 и 17	0,8—1,0	»	То же	16,0	1	41,7	16,0	0,4	
		0,20								
5	Черновое об- тачивание по- верхностей 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, радиусов, фа- сок	3—5 0,25	Токар- ный 1 К62	Центры, поводок	26,0	1	67,6	26,0	0,7	
6	Чистовое об- тачивание по- верхностей, 4,	0,8—1,0	То же	То же	22,0	1	57,3	22,0	0,6	
		0,20								
531
Таблица 69
детали класса «Круглые стержни» (вала — шестерни)
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Суточный выпуск 264 детали. Ритм г = 3,07 мин
	№ операции	характеристика		станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкость, мин	число рабочих ' в смену
		оборудования	приспособлений					
	1	Фрезерно-центровоч- ный ФЦ-1	Базовые поверхности 2, 10, 14. Пневматическое на 2 детали	2,0	1	65,2	1,0	0,32
	2	Шестишпиндельный токарно-карусель- ный полуавтомат непрерывного дей- ствия типа 1284	Базовые поверхности /, центры, патроны гидравлические — 6 шт.	2,5	1 *	81,5	1,2	0,39
	3	Шестишпиндельный токарно-карусель- ный полуавтомат непрерывного дей- ствия типа 1284	Базовые поверхности 1, центры, патроны гидравлические — 6 шт.	2,5	1	81,5	1,2	0,39
532
I вариант. Станки универсального типа										
Суточный выпуск 22 детали. Ритм г = 38,4 мин										
1 № операции	1	наименование операций	припуск на обра- ботку		! тип станка	характеристика приспособлений	станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкость, мин	число рабочих в смену	
		допуск на обра- ботку, мм								
6	5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, канавок, ра- диусов, фа- сок, затупле- ние' кромок									
7	Шлифование поверхностей 2, 10, 17	0,3 0,015	Кругло- шлифо- вальный 3151П	Центры, ПОВОДОК	4,0	Ста- нок, оп. 13	10	4,0	0,1	
8	Сверление 12 отверстий 0 10,2 мм		Свер- лильный 2135	Центры, зажим ручной	13,0	1	34	13,0	0,3	
9	Черновое фре- зерование 14 зубьев	•*	Зубофре- зерный Ф532	Центры, зажим винтовой ручной	14,2	1	87	1,5	0,04	
10	Чистовое фре- зерование 14 зубьев		То же	То же	19,2					
11	Шевингование зубьев		Не ше- вингует- ся, чисто фрезе- руется	—	—	—	—	—	—	
12	Зачистка зау- сенцев		Верстак	Вручную				5,5	0,14	
13	Промывка де- талей		Моечный бак							
533
Продолжение табл. 69
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
	Суточный выпуск 264 детали. Ритм г = 3,07 мин							
	№ операции	характеристика		станкоемкость, мин	количество станков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкость, мин	число рабочих 1 в смену
		оборудования	приспособлений					
								
	4	Круглошлифовальный 3151 П	Центры, поводковый патрон	3,2	1	104	3,2	1,02
	5	Сверлильный 2153	12-шпиндельная свер- лильная головка, пневматическое	1,6	1	52,2	1,6	0,51
	6	Двухшпиндельный зу- бофрезерный типа ЗИС	Центры; гидравли- ческое на 2 детали	7,2	3	78,2	1,0	0,32
	7	Го же	То же	8,6	3	94,5	1,0	0,32
	8	Одношпиндельный, шевинговальный	Центры	3,0	1	98	1,5	0,48
	9	Верстак	Электрозачистная ма- шина	0,3	1	9,0	0,3	0,10
	10	Моечная машина						
534
I вариант. Станки универсального типа										
Суточный выпуск 22 детали Ритм г = 38.4 мин										
1 № операции	наименование операций	прип уск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	1 тип станка !	характеристика приспособлений 		станкоемкость ( мин	количество станков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоем кость, мин	число рабочих в смену	
14к	Контроль пре- дыдущих опе- раций		Конт- рольный стол	1	—	—	—	—	—	
15	Термическая обработка				—	—	—	—	—	
16	Чистовое шли- фование ше- ек и торцов 2, 10. 11. 17	0,3 0,019	Кругло- шлифо- вальный 3151П	Центры, поволок	5,0	1	21	8,0	0,2	
17	Чистовое шли- фование по- верхностей 4 и 15		То же	Го же	3,0	Ста- нок оп. 16				
18	Зачистка, за- тупление ост- рых углов		Верстак	Вручную	—	—	— ,	4,0	0,1	
19	Промывка де- тали		Бак для промыв- ки		—	—	—	1,5	0,04	
20	Проверка вы- полнения всех размеров де- тали		Конт- рольный стол	—	—	—	—	—	.—	
Итого	I ва- II ва- операций: риант риант станочных	13	12 ручных	4	2 контрольных	2	2 прочих	1	1			I	Итого: станков . . . . 7 верстаков . . . 2 контрольных столов ... 1 приспособле- ний 	7		147,4	7	82,5	126,5	3,31	
535
П родолжение табл. Ь9
	II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
	Суточный выпуск 264 детали. Ритм г = 3,07 мин							
	№ операции	характеристика		। станкоемкость мин	количество станков, шт.	загрузка стан- ков, %	трудоемкость. 1 мин	, число рабочих в смену
		оборудования	приспособлен ий					
	11к	Контрольный стол	Для проверки зацеп- ления по эталонной шестерне	—	—	—	—	—
	12	Термический цех		—	—	—	—	—
	13	Круглошл ифовал ьный типа 3151П	Центры, поводковый патрон	3,2	1	104	3,2	1 ,02
	14	Круглошлифовальный типа 316 с камнем под углом	То же	2,5	1	91,5	2,5	0,8
	15	Верстак	Электрозачистная ма- шина	—	—	—	1,0	0,32
	16	Моечная машина	—	0,3	1	9,0	о,з	0,10
	17	Контрольный стол	Для проверки зацеп- ления по эталонндй шестерне	—	—	—	—	—
		Итого: станков	16 слесарного оборудования . .	. . 2 контрольных столов 	 2 приспособлений 		30		36,9	16	74,8	; 19	6,09
536
После термической обработки выполняют чистовое шлифо-
вание шеек и притирание зубьев в паре с ведомой шестерней.
В простейшем варианте обработки приняты токарно-винто-
резные, сверлильные, круглошлифовальные станки, в высоко-
производительном варианте — фрезерно-центровочные, шести-
шпиндельные, токарно-карусельные непрерывного действия и
круглошлифовальные полуавтоматы.
Одинаковые шестишпиндельные токарно-карусельные полу-
автоматы различаются только схемами наладки. Операция
3 вала-шестерни выполняется одновременно 44 резцами в три
перестановки детали, как
показано на рис. 202.
Операция 2 ведущей ше-
стерни совершается 45
резцами одновременно в
две перестановки детали,
как показано на рис. 203.
Применение высоко-
производительного обору-
дования и автоматически
действующих приспособ-
лений обеспечило сниже-
ние трудоемкости обра-
ботки этих деталей в 5,4
и 6,6 раза, тогда как ис-
пользование высокопро-
изводительного оборудо-
вания на обработке кор-
пусных деталей позволя-
ло снизить трудоемкость
обработки в 27—29 раз.
В рассматриваемых про-
Позиции П, И
для обработки вала
на шестишпиндельном
полуавтомате непре-
действия
Скема расположения
суппортов
Позиции [Д
Рис. 202. Наладка
с зубчатым венцом
токарно-карусельном
рывного
цессах такое снижение дают только токарные полуавтоматы,
где применена высокая концентрация операций; на большин-
стве остальных станков трудоемкость операций снижается толь-
ко в несколько раз. Таким образом, рассматриваемые процессы
вновь подтверждают, что высокая концентрация операций яв-
ляется основным фактором резкого снижения трудоемкости
обработки.
В связи с незначительным весом деталей подъемные устрой-
ства не применяют, поточные линии оснащены только роль-
гангами.
Минимальный выпуск деталей, достаточный для построения
поточной линии, определяется, как и в предыдущих примерах,
из условия минимальной средней загрузки станков и минималь-
ного набора станков на поточной линии. Для вала-шестерни
набор состоит из семи, для ведущей шестерни — из восьми стан-
537
ков при средней их загрузке гц = 50 4- 55%. Минимальный вы-
пуск для обеих деталей равен примерно Q = 22 детали, так как
ZCpi = 21,5 мин.
Рис. 203. Наладка для обработки конической ведущей шестерни на ше-
стишпиндельном токарно-карусельном полуавтомате непрерывного дей-
ствия
Оптимальный выпуск был определен исходя из средней за-
грузки станков т]2 = 75 ч- 80% и средней станкоемкости опера-
ций второго варианта; для вала шестерни
Q2 ==« 264 детали,
для ведущей шестерни
Q2 === 450 деталей.
На рис. 204 приведена обобщенная кривая трудоемкостей
обработки средних и небольших деталей класса «Круглые
стержни», построенная по уравнениям (106) — (НО) и процес-
сам двух деталей вала шестерни и ведущей шестерни.
При построении кривой по процессу обработки ведущей ше-
стерни были использованы следующие данные. Коэффициент,
учитывающий максимальное отклонение фактической трудоем-
кости, подсчитанной в соответствии с расстановкой рабочих на
поточной линии, от трудоемкости по таблице, принят
б == 1,0 4- 1,35. Общее количество элементарных операций в про-
цессе к = 82; среднее количество объединяемых в одной опера-
538
ции элементарных операций, или степень концентрации опера*
ций, т2 = 3,5. Трудоемкость элементарных операций /Э1 =
= 1,56 мин, /эг = 0,92 мин. Суточный выпуск равен Qi = 22,
Q2 = 450 деталей.
На поле трудоемкостей (см. рис. 204) нанесены также фак-
тические заводские трудоемкости обработки подобных деталей
из классификационной таблицы и др.: ведущего вала коробки
Т,кцй
190
180
170
160
150
140
130 п
%120
§110
^100
Рис. 204. График трудоемкости обработки
средней и небольшой детали класса «Круг-
лые стержни» при различных выпусках:
т — степень концентрации операций; t э — тру-
доемкость элементарной операции, мин. Факти-
ческие заводские трудоемкости: 1 — ведущего
вала коробки передач; 2 — шлицевого ступенча-
того вада; 3 — промежуточного вала с четырьмя
зубчатыми венцами; 4 — конической шестерни
заднего моста автомобиля; 5 — червяка руля;
6 — скользящей вилки; 7 — кулачкового вала
т.
4
3
2
I 80
<70
^60
К 50
 40
- 30
 20<
- 10
— о
7/Л
&
iff
ST
28
28,2
422°
20 \
Qt*28
ю	’
То loo
180	220
150
092
26Ц	300	390 3801	920	960 500\ 590 0,шт.
270 л	390	0,-510
Двухсменный выпуск

О
передач 1, шлицевого ступенчатого вала 2, промежуточного вала
с четырьмя зубчатыми венцами 3, ведущей шестерни заднего
моста, 4, скользящей вилки 6, кулачкового вала 7, червяка
руля 5.
Как видно из рис. 204, все эти трудоемкости уложились
в границы данных средних кривых, что подтверждает возмож-
ность приближенного определения трудоемкости обработки по-
добных деталей без разработки процесса по данной кривой или
по формулам, принятым для их составления.
Трудоемкости обработки деталей данного класса, не тре-
бующих термической обработки и не имеющих точно обрабо-
танных поверхностей, будут соответственно меньше, так как
не нужен ряд отделочных операций. Для более точного опреде-
ления трудоемкостей деталей этого класса необходима их раз-
бивка на типоразмеры и разработка для каждого типа двух
вариантов процесса обработки^
539
Малая типовая деталь (толкатель клапана бензинового двигателя)
В технологической карте (табл. 70) приведены два вариан-
та обработки толкателя клапана бензинового двигателя
(рис. 205). Деталь представляет собой стержень диаметром
d = 16 мм и длиной I — 62 мм. На конце стержня имеется го-
ловка d = 36 мм. Стержень и головку детали цементируют и за-
каливают до твердости HRC 54 -т- 62. Стержень обрабатывают
Рис. 205. Толкатель клапана бензинового двигателя:
1—12 — обрабатываемые поверхности
с точностью Ad = 0,017 мм. Сферическую головку полируют до
чистоты поверхности по 10-му классу.
Мелкие детали класса «Круглые стержни» обычно обраба-
тывают с зажимом в цанговых патронах. Установочной базой
является стержень и один из торцов или выступ на детали. При
небольшом выпуске подобные детали вытачивают из прутка на
токарном или револьверном станках; при значительном выпуске
токарную обработку, включая сверление отверстий и нарезание
резьбы, выполняют на одношпиндельных, а также на четырех-
или шестишпиндельных прутковых автоматах. Если полная об-
работка детали с одной установки невозможна, вторая сторона
детали обычно окончательно обрабатывается на револьверных
станках при незначительном и на многорезцовых полуавтома-
тах при большом выпуске. Далее выполняются второстепенные
операции: фрезерование лысок (поверхность 12), сверление мел-
ких отверстий и т. д. Затем детали проходят термическую об-
работку, после чего шлифуются стержень, головка и т. д.
По такой схеме обрабатываются мелкие детали этого класса,
показанные в табл. 31. Толкатель и клапан, отнесенные к этой
группе, имеют головки большого диаметра и небольшой тол-
щины при небольшом диаметре стержня. Так, диаметр головки
клапана d ~ 28,8 мм при высоте 3—4 мм и при диаметре стерж-
ня d — 7 мм. Диаметр головки толкателя d = 36 мм при высоте
головки 4 мм и при диаметре стержня d = 16 мм. При вытачи-
вании толкателя из прутка диаметром d = 36 мм на один тол-
катель расходовалось 661 а металла при весе толкателя 105 а
540
Технологическая карта двух вариантов обработки мелкой
I вариант. Станки универсального типа
Выпуск в две смены 138 деталей. Ритм работы линии г = 6,9 мин
1 № операции |	наименование операций	припуск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мин	1 количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
	Рубка заготовки 1 = 78 мин	0,2	В этом варианте такой операции нет						
	Высадка головки с индукционным нагревом в про- цессе высадки	0,2	То же						
1	Черновое и чи- стовое вытачи- вание детали из прутков поверх- ности /, 3 5, б, 9, 10 Обработка тарел- ки клапана по- верхности 2, 4, сверление, зен- кование, нареза- ние резьбы по- верхностей 7, 8	11 . 0,15 2,0 0,17	Токарно-ре- вольверный типа 1338	Базовая поверх- ность 10. Зажим цанговый винтовой ручной	8,3	2	141	8,3	1,33
2	Фрезерование поверхности 12	1 0,24	Г оризонталь- но-фрезер- ный 679	Базовые поверхно- сти 1, 11. Зажим винтовой ручной	1,0	1 1	25,6	1,0	0,16
	Черновое шли- фование стержня поверхности /	0,25 0,05	В этом варианте такой операции нет						
	Черновое шли- фование поверх- ности 11	0,25	То же						
3	Промывка дета- ли		Моечный бак	—	—	—	—	0,3	0,05
4к	Проверка преды- дущих операций, клеймение		Контрольный стол	Приспо- собление ручное для клеймени#	—	—	—	—	-
5	Термообработка с ввернутым бол- том		Цементация и закалка в термическом цехе						
541
Таблица 70
детали класса «Круглые стержни» (толкатель клапана)
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск в две смены 4300 деталей. Ритм работы г = 0,19 мун,
№ операции	характеристика		станкоем- кость, мин	кол ичество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
	оборудования	приспособлений					
1	Эксцентриковый пресс (60 т)	Отрезной штамп	0,05	1	15,8	0,05	0,25
2	Одноударный высадоч- ный пресс (см. рис. 91)	Высокочастотный ин- дуктор, штамп, загру- зочный магазин (см. рис. 91)	0,13	1	68,5	0,13	0,65
	В данном варианте указанной обработки нет	—	—	—	—	—	—
3	Многорезцовый авто- мат одношпиндельный	Базовые поверхности 7, 5; пневматический цанговый зажим	0,25	2	66	0,25	1,25
4	Малоагрегатный деся- типозиционный автомат карусельного типа	Базовые поверхно- сти 1, 3; пневматиче- ские 10 шт. на 2 детали каждое	0,37	2	97	0,19	0,75
5	Бесцентрово - шлифо- вальный	Автоматическая по- дача	0,18	1	95	0,09	0,45
б	Пл оскошлифовальный 3772	Базовые поверхности 7, 3; механизированный зажим ~	0,14	1	73,7	0,14	0,70
7	Моечная машина	—	0,05	1	26,3	0,05	0,25
Зк	Контрольный стол	Автоматизированное приспособление	—	—	—	0,03	0,15
9	Цементация и закалка в термическом цехе						
542
I вариант. Станки универсального типа										
Выпуск в две смены 138 деталей. Ритм работы линии г = 5,9 мин										
1 № операции j	наименование операций	припуск да обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	1 характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мин	количество станкюв, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- । чих в смену	
6	Получистовое шлифование стержня по- верхность 1	0,15-0,2 0,03	Бесцентрово- шлифоваль- ный	Настрой- ка на диа- метр 16 мм	0,6	I	10,2	0,6	0,1	
7	Чистовое шли- фование тарелки толкателя, по- верхность 11		Универсаль- но-заточный	Базовые поверхно- сти 7, 3. Зажим пружин- ный	1,6	1	41,0	1,6	0,26	
8	Затупление острых кромок, поверхность 10		Верстак	Вручную	—	—	—	0,5	0,08	
9	Шлифование торца стержня 5		Универсаль- но-заточный	Базовые поверхно- сти, 7, 77. Зажим винтовой ручной	0,6	Ста- нок оп. 7	10,2	0,6	0,1	
10	Чистовое шли- фование стержня, поверхность 1	0,15 0,017	Бесцентрово- шлифоваль- ный	Настрой- ка на диа- метр 16 мм	0,6	Ста- нок оп. 6	10,2	0,6	0,1	
И	Полирование та- релки 11		Универсаль- но-заточный	Базовые поверхно- сти 7, 5. Цанговый патрон	1,8	Ста- нок оп. 7	46,2	1,8	0,29	
12к	Проверка выпол- ненных опера- ций и твер- дости		Контрольный стол							
13	Фосфатирование стержня и тарел- ки		Цех металло- покрытий							
543
Продолжение табл, 70
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск в две смены 4300 деталей. Ритм работы г = 0,19 мин							
1 № операции	характеристика		станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
	оборудования	приспособлений					
10	Бесцентрово - шлифо- вальный автомат	Магазин с автомати- ческой подачей деталей	0,18	1	95	0,09	0,45
11	Четырехпозиционный шлифовальный полуав- томат	Базовые поверхности /, 3. Зажим пневмати- ческий	0,22	2	61	0,20	1,00
12	Верстак	Эл ектроинструмент	—	-	—	0,21	1,05
13	Пл оскошлифовал ьный с вращающимся столом	Базовые поверхности 1, И\ механизированное	0,08	1	42	0,08	0,4
14	Бесцентрово - шлифо- вальный автомат 4 И?	Магазин с автомати- ческой загрузкой станка	0,19	1	100	0,09	0,45
15	Специальный полиро- вочный полуавтомат	Базовые-* поверхно- сти 7, 5. Пневматиче- ский патрон	0,20	1	105	0,2	1,0
16к	Контрольный стол	—	—	—	—	-	
17	Полуавтомат для фос- фатирования	Специальные подве- ски для навешивания де- талей		-	-	-	—
544
I вариант. Станки универсального типа
Выпуск в две смены 138 деталей. Ритм работы линии г = 5,9 мин
1 № операции 1	наименование операций	припуск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков. %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
14	Доводка стерж- ня поверхности 1	0,1 0,017	Бесцентрово- шлифоваль- ный станок	Настрой- ка на диа- метр 16 мм	0,6	Ста- нок оп. 6	10,2	0,6	0,1 '	
15	Промывка и об- дувка сжатым воздухом		Моечный бак	—	—	—	—	о,з	0,05	
16 к	Проверка обра- ботки		Контрольный стол	—	—	—	—	—	—	
	Всего операций: станочных . . . контрольных. . прочих 		1 вариант 8 3 5	И вариант 15 3 2	—	15,1	5	51	16,2	2,62	
	Итого, « •	16	20							
и излишне загружались станки для токарной обработки. При-
менение индукционного нагрева в высадочном г .^томате позво-
лило за один ход пресса высаживать головку толкателя из прут-
ка диаметром 16,45 мм, расходуя из этого всего 150 г металла
при выпуске 40 толкателей в минуту, т. е. при десятикратном
увеличении производительности. В клапане соотношение между
диаметром и стержнем еще больше, поэтому головка толкателя
высаживается на обычных ковочных машинах. Однако вполне
возможна высадка головки клапана на трехударных автоматах,
совмещающих электронагрев и штамповку.
Соответственно такому изменению процесса изменилась и ме-
ханическая обработка толкателя. При массовом выпуске этих
деталей стало целесообразно встраивать в поточную линию так-
же оборудование для рубки заготовок и для высадки головки
толкателя.
Новый способ получения заготовки существенно изменил
процесс обработки толкателя, позволив использовать для ме-
ханической обработки высокопроизводительные десятипозици-
545
Продолжение табл. 10
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск в две смены 4300 деталей. Ритм работы г =0,19 мин
№ операции 1	характеристика		станкоем- кость. мин	количество станков, шт.	загрузка станков %	трудоем- кость, ман	число рабо- чих в смену
	оборудования	приспособлений					
18	Бесцентрово - шлифо- вальный полуавтомат	Настройка станка на диаметр 16 мм	0,19	1	100	0,09	0,45
19	Моечная машина	—	0,05	Ста- нок оп. 7	26,3	0,05	0,25
Юк	Контрольный стол	—	—	-	-	—	—
			2,28	16	75,2	1,94	9,5
онные полуавтоматы, оснащенные самодействующими головка-
ми и работающие двадцатью инструментами. В высокопроизво-*
дительном варианте для шлифования стержня применены авто-
матизированные бесцентрово-шлифовальные станки с магазин-
ной загрузкой, а также автоматизированные станки для шли-
фования головки.
В результате коренного изменения процесса трудоемкость
обработки толкателя сократилась с 13,8 до 1,94 мин, или в 7 раз,
при одновременной экономии 511 г металла на одну деталь.
В качестве межоперационного транспортного устройства на
поточной линии принят двойной рольганг, по которому толка-
тели передвигаются в специальных ящиках-подставках.
Минимальный суточный выпуск, целесообразный для по-
строения поточной линии, подсчитан исходя из пяти станков на
поточной линии, минимальной их средней загрузки ^1 = 51%'
и средней трудоемкости операций ZCpi = 3,0 мин:
810x0,51	1О0	„
Qj =	= 138 деталей.
18 Зак. 2446
546
Подсчитанный таким же образом оптимальный выпуск при
загрузке станков второго варианта до т]2 = 75% оказался
равным
,Л]2	810x0,75 л опп
Q2 =	= —Q-pj— = 4300 деталям.
Рациональный суточный выпуск для применения высокопро-
изводительного оборудования будет составлять примерно
Л
мин
16
к
I -
*20,0
2
О
7,
1
2600
юоо: woo
1380
200
/я
Двухсменный Выпуск
малой детали.
Рис. 206. График трудоемкости обработки
класса «Круглые стержни» при различных выпусках:
т — степень концентрации операций; t э — трудоемкость об-
работки элементарной операции, мин. Фактические заводские
трудоемкости: 1 — поршневого пальца; 2 — клапана; 3 — ша-
рового пальца;
педали;
1 — поршневого пальца; 2 — клапана;
4 — шкворня; 5 — рессорного пальца; 6 — оси
8 — стержней переключения коробки передач
Гр
0,12
tx
1зл
zzzzzzzzzzzzzzzzz&^. 10
о9ь
34OO\	4200' 6000 ц,шт.
3640	4800
2300 деталей. При суточном выпуске меньше 150 деталей целе*
сообразно строить групповые поточные линии для обработки
двух или нескольких подобных деталей.
По данным двух вариантов процесса построены кривые тру-
доемкости обработки подобных деталей для различных выпу-
сков (рис. 206). В основу построения кривых по формулам
(106) — (НО) были положены следующие основные данные:
8 =1,0-г- 1,5; №19; т2 = 1,8; /91 == 0,85 мин\
^э2 = ’Мг^==0Л2 мин.
На поле трудоемкостей, ограниченное кривыми (рис. 206),
нанесены фактические заводские трудоемкости обработки по-
добных деталей: поршневого пальца /, клапана 2, оси педали 6,
шкворня 4, шарового пальца 3, стержня переключения первой
и второй скоростей 8, стержня переключения третьей скорости 7
547
и пальца рессоры 5 (см. табл. 31). Все указанные трудоемкости
находятся в границах кривых на рис. 206, что позволяет и
в данном примере приближенно определить по ним трудоем-
кость обработки подобных деталей без проектирования процесса.
§ 67. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
КЛАССА «ПОЛЫЕ ЦИЛИНДРЫ»
Полые цилиндры — детали, имеющие форму тел вращения
с высотой h = (0,5-^-2,5)Z), где D — наибольший наружный диа-
метр детали. Различные детали этого класса (барабаны, порш-
ни, цилиндры, ступицы, втулки и др.) показаны в табл. 31.
Схема процесса обработки деталей этого класса является
общей для крупных, средних и небольших деталей; только мел-
кие детали ( втулки и вкладыши) обрабатывают по высокопро-
изводительному процессу, принципиально отличающемуся от
других.
1. Базирование деталей
Установочными черновыми базами всегда являются один то-
рец детали и наружная или внутренняя цилиндрическая поверх-
ность. Для деталей с фасонной наружной поверхностью иногда
базой служит эта поверхность. В качестве постоянных баз для
всей последующей обработки принимают обработанную цилинд-
рическую поверхность (наружная или внутренняя) и прилегаю-
щий к ней торец. Для угловой фиксации детали используют ли-
бо одно отверстие на торце или фланце, либо один из фасонных
выступов.
2. Типовая схема процесса обработки деталей
В типовую схему процесса обработки входят следующие опе-
рации:
1)	черновая токарная обработка наружных и внутренних
цилиндрических, конических и фасонных поверхностей и торцов
этих поверхностей с одной стороны при установке по торцу и
одной из цилиндрических поверхностей;
2)	черновая токарная обработка наружных и внутренних ци-
линдрических, конических и фасонных поверхностей второй сто-
роны при установке на обработанную цилиндрическую поверх-
ность и торец;
3)	получистовая и чистовая токарная обработка цилиндриче-
ских, конических и фасонных поверхностей с одной, затем со
второй стороны и прилегающих к ним торцов при установке на
обточенную цилиндрическую поверхность и один из прилегаю-
щих к ней торцов;
18*
548
4)	фрезерование плоскостей при установке на обработанную
цилиндрическую поверхность и один из обработанных торцов;
угловое положение фиксируется по черновой литой поверхности;
5)	второстепенные операции: фрезерование небольших по-
верхностей на выступах, сверление, цекование, развертывание,
нарезание резьбы в мелких отверстиях фланцев, наружных вы-
ступов и т. д.;
6)	отделка точных цилиндрических конических и фасонных
поверхностей, внутренних и наружных, при установке на цилинд-
рическую поверхность и торец.
Для токарной обработки деталей класса «Полые цилиндры»
при небольшом выпуске применяют токарно-карусельные станки
для крупных деталей, универсально-токарные и токарно-револь-
верные станки — для средних, небольших и мелких деталей.
В последнее время токарно-карусельные станки оснащают так-
же шлифовальными шпинделями, что позволяет одновременно
выполнять токарную обработку и шлифование точных отверстий.
При большом выпуске для всех групп деталей этого класса
применяют 4-, 6-, 8- и /2-шпиндельные токарно-карусельные по-
луавтоматы и автоматы, обрабатывающие детали диаметром до
500 мм. В случае необходимости многопозиционные токарные
автоматы можно оборудовать одной-двумя многошпиндельны-
ми сверлильными головками, шлифовальными шпинделями и
высокочастотным индуктором для закалки отдельных поверхно-
стей детали.
При обработке крупных и средних деталей и небольшом их
выпуске сверлильные операции- выполняют на радиально-свер-
лильных станках, при обработке небольших и мелких деталей —
на вертикально-сверлильных станках. При значительном выпу-
ске деталей сверление выполняют на многопозиционных агре-
гатно-сверлильных полуавтоматах или на сверлильных станках,
оснащенных многошпиндельными сверлильными головками. При
обработке крупных деталей применяют одно-, дву- и трехсто-
ронние агрегатные станки, при обработке средних и небольших
деталей — многопозиционные сверлильно-агрегатные полуавто-
маты карусельного и барабанного типа, составленные из 3—12
самодействующих головок.
Наружные цилиндрические поверхности шлифуют на кругло-
шлифовальных и бесцентрово-шлифовальных станках, внутрен-
ние’цилиндрические поверхности отделывают на внутрцшлифо-
вальцых и хонинговальных станках. Цилиндрические отверстия
мелких деталей иногда протягивают.
Для обработки небольших плоскостей в деталях этого клас-
са при небольшом выпуске применяют обычные фрезерные стан-
ки; при большом выпуске в многопозиционные агрегатные стан-
ки встраивают самодействующие фрезерные головки.
549
Так как крупные детали этого класса редко встречаются в
машинах массового выпуска и процессы обработки крупных и
средних деталей идентичны, ниже описаны оптимальные процес-
сы обработки только для двух групп деталей: средних (табл. 71)
и мелких (табл. 72).
Средняя типовая деталь (ступица колеса)
Характерной деталью этого класса является ступица колеса
(рис. 207).
Деталь отливают из ковкого чугуна твердостью НВ 163.
С высокой точностью (Ad = 0,04 мм) обрабатывают отверстия
Рис. 207. Ступица переднего колеса автомобиля;
1—18 — обрабатываемые поверхн ости
под подшипники (поверхности 5 и 11). При установке на по-
верхности 10 и 11 биение' поверхности 5 не должно быть более
Ad = 0,06 мм, торца 3— не более АЛ = 0,08 мм, торца 2 — не
более АЛ = 0,1 мм и торца 1 — не более АЛ = 0,15 мм. Отвер-
стия 16 обрабатывают с допуском Ad = 0,045 мм.
Основными обрабатываемыми поверхностями являются тор-
цовые поверхности 1, 2, 3, 9, 10 и цилиндрические поверхности
4, 5, 11—14, а также отверстие 16. Все остальные поверхности —
второстепенные.
Два варианта процесса приведены в технологической карте
(см. табл. 71). Главной особенностью процесса обработки дета-
лей этого класса является обработка при вращении деталей.
Черновыми установочными базами на операции 1 являются ци-
линдрическая наружная поверхность А и торец 8, на операции
2 — точно расточенное отверстие 5 и торец /. При последующей
550
Технологическая карта двух вариантов обработки средней детали
I вариант. Станки универсального типа Выпуск 12 шт. в две смены. Ритм Г—65,0 мин, т]=0,95										
№ операции |	наименование операций	припуск на обра- ботку допуск, мм	св bi И cd О с S	характери- стика при- способл ений	станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
1	Черновая и чи- стовая обработка цил индрических и торцовых по- верхностей, за- тупление ост- рых кромок (по- верхности /, 2, 3, 4,5, 6, 7)	2,5-4,0 0,04-0,3	Токарно- револь- верный типа 1К37	Базовые по- верхности А и 8; трехку- лачковый патрон с вин- товым зажи- мом	46	1	70	46	0,65	
2	Черновая и чи- стовая обработ- ка цилиндриче- ских и торцовых поверхностей, наружных	и втутренних (по- верхности 8, 9, 10, 11, 12,13, 14, 15, 18)	2,5-4,0 0,04-0,26	То же	Базовые по- верхности 1 и 5; трехку- л ачковый патрон с вин- товым зажи- мом	40	1	61	40	0,60	
3	Сверление и зенкование от- верстий 16, 17; развертывание отверстий 16	0,25-0,07	Радиаль- но-свер- лильны й типа 2Б53	Базовые по- верхности 8 и 11; зажим винтовой ручной	36	1	55,4	36	0,53	
4	Удаление стружки из от- верстия 17		Верстак	Вручную				2	0,03	
5	Нарезание резьбы в отвер- стии 17		Радиаль- но-свер- л ил ьный типа 2Б53	Базовые по- верхности 8 и 11, без крепления	10	Ста- нок, оп. 3	15,4	10	0,15	
6	Затупление кромок в отвер- стии 16 со сто- роны поверхно- сти 8	-	То же	Базовые по- верхности 1 и 4, без крепления	3,4	Ста- нок, оп. 3	5,2	3,4	0,05	
7	Зачистка за- усенцев, затуп- ление острых кромок	i	Верстак	Вручную				4	0,06	
551
Таблица 71
класса «Полые цилиндры» (ступица заднего колеса автомобиля)
II вариант. Высокопроизводительное оборудование								
	Выпуск 324 шт. в две смены. Ритм г=2,5 мин, q=0,95							
	№ операции	характеристика		| станкоем- кость, мин	1 количество ! станков, шт. ;	загрузка станков, %	1	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
		оборудования	приспособлений					
	1	Токарно-карусельный восьмишпиндел ьный полуавтомат с двумя 14-шпиндел ьными го- ловками	Базовые поверхности А и 8; 8 трехкулачко- вых патронов с механи- ческим зажимом	2,5	1	100	1,2	0,46
	2	Токарно-карусельный восьмишпиндел ьный полуавтомат с двумя восьмишпиндел ьными сверлильными голов- ками	Базовые поверхности / и 5;8 приспособлений с механическим зажи- мом	2,5	1	100	1,2	0,46
	ра:	Отверстия 17 сверлят и з ввертывают и зенкуют i(L	енкуют на станке on. 1; О' станке он. 4.	гверс ги,	I 16 св?1	пят на	станке с	>ii. 2,
	' 3	На склизах	Пневматическое по- воротное приспособле- ние				0,4	0,15
	4	Агрегатно-сверлил ь- ный 30-шпиндельный с поворотным столом	Базовые поверхности 8, 11, 16; 4 пневматиче- ских приспособления	0,6	1	24,0	0,6	0,23
		Не требуется, обеспечивается операцией 2 (сверление со стороны поверхности 8)		-	-	-	__	—
	5	Верстак	Электроинструмент	-	—		0,4	0,15
552
1 вариант. Станки универсального типа										
Выпуск 12 шт. в две смены. Ритм г=65,0 мин,, т]=0,95										
| № операции	наименование операции	припуск на обра- ботку допуск, мм	тип станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
8	Промывка и продувка сжа- тым воздухом	—	Моечный бак. Верстак					1,5	0,02	
9	Контроль об- работки	—	Конт- рол ьный стол	Зажим ручной						
Всего Операций: I вариант II вариант станочных	5	4 ручных	3	2 контроль-	1	1 ных			Стан- ков 3. Моечный бак 1	Приспособ- лений 6	135,4	3	68,7	142,9	2,09	
Итого	9	7										
обработке установочными базами служат точно обработанное
отверстие 11 и торец 8; угловая установка детали обеспечивает-
ся одним отверстием 16.
В первом варианте для токарной обработки приняты два то-
карно-револьверных станка, во втором варианте — два восьми-
шпиндельных токарно-карусельных полуавтомата, оборудован-
ных сверлильными головками. Схемы наладок этих станков при-
ведены на рис. 208. На операции 1 (рис. 208, а) обработка ве-
дется одновременно 20 резцами и двумя четырнадцатишпин-
дельными сверлильными головками, на операции 2 (рис. 208,6) —
22 резцами и одной восьмишпиндельной сверлильной головкой.
В простейшем варианте сверление и развертывание отвер-
стий 16, сверление отверстий 17 и нарезание в них резьбы про-
изводятся на радиально-сверлильном станке с ручными зажим-
ными приспособлениями, в высокопроизводительном варианте
сверление этих же отверстий совмещено с токарной обработкой
на станках операций 1 и 2. Развертывание же и зенкование от-
верстий 16 и нарезание резьбы в отверстиях 17 выполняется на
553
Продолжение табл. 71
	II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
	Выпуск 324 шт. в две смены. Ритм г=2,5 лсин, т]—0,95							
	№ операции	характеристика		станкоем- кость, мин.	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
		оборудования	приспособлений					
	6	Моечная машина	—	0,2	1	8,0	0,2	0,08
	7	Контрольный стол	Механизированное приспособл ение	—	—	-	-	—
		Станков 3. Моечная машина 1	Приспособлений 20	5,8	4	58	4,0	1,53
тридцатишпиндельном сверлильно-агрегатном полуавтомате с
четырехпозиционным поворотным столом.
В качестве межоперационного транспортного устройства при-
няты щелевидные наклонные склизы.
Несмотря на одинаковое количество оборудования в обеих
поточных линиях (рис. 209), пропускная способность линии пер-
вого варианта при трех рабочих и 69-процентной загрузке стан-
ков составляет только 7, а при полной загрузке — 10 ступиц
в смену, тогда как выпуск со второй линии при двух рабочих со-
ставляет 162 детали в смену, т. е. выпуск на рабочего во втором
варианте в 27 раз больше, чем в первом.
Трудоемкость обработки деталей по первому варианту рав-
на— 142,9 мин, по второму — 4 мин, или в 35,6 раза больше.
Фактическая трудоемкость, подсчитанная в соответствии с рас-
становкой рабочих на поточных линиях,
Гф1 =	= 207 мин-,
7’ф2 = ^г = 5>2 мин-
18В Зак. 2446
Рис. 208. Схемы наладок для обработки ступицы на
восьмишпиндельном токарно-карусельном полуавтомате
555
Трудоемкость обработки при разных выпусках приведена на
рис. 210. График построен по уравнениям (106) — (ПО) при
следующих исходных данных. Коэффициент, учитывающий ко-
лебания трудоемкости, принят 6= 1,04-1,4. Общее количество
Рис. 209. Планировка оборудования двух вариантов процесса обработки
ступицы колеса:
а) — первый вариант; б) — второй вариант: 1 — места для заготовок; 2 — то-
карно-револьверный станок; 3 — радиально-сверлильный станок; 4 — верстак;
5 — моечный бак; б — контрольный стол; 7 — место для готовых деталей;
8 — восьмишпиндельный токарно-карусельный полуавтомат; 9 — агрегатно-
сверлильный полуавтомат; 10 — поворотное приспособление; 11 — моечная ма-
шина; 12 — склизы
Глин
'180
170
160
150
140
130
120
110
W0
90
80
70
60-
& 50
к 40
30-
20
10-
О
177
ментарной
т
гпг-16,7(ср. д&п)
Й»
13
Рис. 210. График трудоемкости обработки средней и
большой сложной детали класса «Полые цилиндры»
различных выпусках:
т — степень концентрации операций; t э — трудоемкость
операции, мин
гп2^6,2(не6.дет.)
18В
200	300 340
„6	274
Л&дхсуенный выпуск
не-
при
эле-
/'/|
/г|
ю
8
6
4
2
I'M	111
И 400 ’..... 'soo а, шт.
364	492	'
I
1
556
Технологическая карта двух вариантов обработки малой детали класса
I вариант. Станки универсального типа										
Выпуск 66 деталей в две смены. Ритм работы линии г=12,1 мин										
№ операции 1	наименова- ние операций	припуск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	характери- стика при- способл ений	станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
1	Черновая и получисто- вая обработ- ка поверхно- стей 1,2,3,4	1,5-2,9 0,2	Токарный тип 1620	Базовые по- верхности 4, 2. Трехку- лачковый патрон	5,6	1	46,3	5,6	0,44	
2	Обезжирива- ние в содо- вом раство- ре, промывка в горячей воде, покры- тие поверх- ности 4 си- л икатной краской		Ванны с ра- створом кал ьциниро- ванной соды и горячей водой. Стол для окраски	Подвески, приспособле- ние для окраски				1,0	0,08	
3	Травление в растворе хл ористого цинка. Лу- жение оку- нанием, за- ливка баб- битом Б83	—	Ванна с ра- створом хло- ристого цин- КВ, тигель, центробеж- ная заливоч- ная машина	Подвески. Базовые по- верхности 4, 2* Зажим винтовой, ручной	2,0		16,5	2,0	0,16	
4	Зачистка торцов от заливов	—	Верстак	Вручную	—	—	—	0,7	0,05	
5	Растачивание отверстия 1 и снятие фа- сок 5	1,0-1,5 0,04	Токарный типа 1620	Базовые по- верхности 4, 2. Трехку- лачковый патрон	3,4	Ста- нок, оп. 1	28,0	3,4	0,27	
6	Чистовое об- тачивание поверхности 4 и подрезка торцов 2, 3	0,3-0,4 0,1	То же	Базовые по- верхности 1, 2. Разжимная оправка	2,1	Ста- нок, оп. 1	17,4	2,1	0,16	
55?
Таблица 72
«Полые ЦйлйндрЫ» (вкладЫшй коленчатого вала бейзйнового двигателя)
	II вариант. Высокопроизводительное оборудование									
	Выпуск 27 000 деталей' в две смены. Ритм работы линии г=0,0303 мин									
	№ операции |	наименова- ние операций	точность об- работки	характеристика		станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
				оборудо- вания	приспособ- лений					
		Биметаллическая лента шириной Ь—125—0,8 мм, толщиной ft=2,4—0,05 мм. Толщина стальной ленты Л=2,0—0,13 мм				—	—	-	—	—
	1	Вырубка за- готовки /=114,5 мм, 6=38,7 из рулона ленты	0,1	Пресс типа 211/2А. Подставка для рулона	Базовые по- верхности 4- Штамп. Автоматиче- ский подаю- щий меха- низм	0,03	1	99	0,014	0,45
	2	Формовка вкл адыша d=71.0	оДй	Кривошип- ный пресс 50 т	Базовые по- верхности 7, 2. Штамп. Автоматиче- ская загрузка	0,03 ,	1	99	0,014	0,45
	3	Подрезание торцов 2, 3 и снятие фасок 6	0,5 0,34	Двусторон- ний подрез- ной полуав- томат	Базовые по- верхности 1, 4. Двухпози- ционное на две пол о- винки	0,05	2	83	0,05	1,56
	4	Просечка от- верстия 7	о715	Кривошип- ный пресс 30	Базовые по- верхности 2, 4, Р; штамп без зажима, автоматиче- ская загрузка	0,03	1	99	0,03	0,9
	5	Зенкование фаски на от- верстии 7	—	Специальный сверл ил ьный полуавтомат	Базовые по- верхности 2, 4, 9. Без за- жима, авто- матическая подача 1	0,03 1	1	99	0,03	0,9
	6	Фрезерова- ние смазоч- ной канав- ки 10	0?25	Специал ьный фрезерный полуавтомат	Базовые по- верхности 2, 4,9. Автома- тическая за- грузка	0,09	3	99	0,09	2,81
558
I вариант. Станки универсального типа										
Выпуск 66 деталей в две смены. Ритм работы линии г=12,1 мин										
I № операции	наименование операций	припуск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	характери- стика при- способл ений	станкоем- кость, мин	кол ичество станков, шт.	загрузка станков, ( %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
7	Черновое и чистовое шлифование поверх- ности 4	0,18—0,24 0,625	Кругл ошл и- фовал ьный	Базовые по- верхности 1, 2. Зажим ручной	3,5	1	28,9 • *	3,5	0,27	1
8	Проверка выпол ненных операций	—	Верстак	-	-	-	-	-	-	
9	Разрезание на две пол о- винки по образующей	1,5 0,15	Г оризон- тал ьно-фре- зерный типа 68ЭМ	Базовые по- верхности 7, 2. Зажим винтовой ручной	2,5	1	20,6	2,5	0,20	
10	Фрезерова- ние масля- ной канав- ки 13	0,8-1,2	То же	Базовые по- верхности 4, 2. Трехку- лачковый патрон	1,8	Ста- нок, оп. 9	14,9	1,8	0,14	
11	Фрезерова- ние плоско- стей стыка, поверх- ность 9	0,3 0?03	»	Базовые поверх- ности 7, 2	1,5	Ста- нок, оп. 9	12,4	1,5	0,12	
12	Сверление отверстия 7	—	Вертикал ь- но-сверлиль- ный 2118	Базовые по- верхности 2, 4, 9. Зажим ручной	1,0	1	8,3	1,0	0,08	
13	Зачистка заусенцев		Верстак	Вручную	-		-	0,5	0,04	
14	Промывка	-	Моечный бак	-	-		-	0,2	0,02	
559
Продолжение табл. 72
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск 27 000 деталей в две смены. Ритм работы линии г=0,0303 мм
№ операции 1	наименование операций	точность обработки	характеристика		станкоем- кость, мин.	количество станков, шт	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
			оборудО- вания	приспособ- лений					
7	Просечка фиксирую- щего уса #	од	Кривошип- ный пресс 30 т	Базовые по- верхности 2, 4,9. Без зажима	0,03	1	99	0,03	0,9
8	Зачистка за- усенцев на торцах и в отверстии 10	-	Полировоч- ный полуав- томат	Базовые по- верхности 1, 4. Автомати- ческая за- грузка	0,06	2	99	0,06	1,8
9к	Проверка выполненных размеров	—	Контрольный стол	Контрольное приспособле- ние	—	-	-*	-	—
10	Меднение вкл адыша	Слой 2-3 мкм	Агрегат для меднения	Навески для деталей	0,03	1	99	0,03	0,9
11	Зачистка на- ружной по- верхности 4	—	Крацевал ь- ный полуав- томат	Базовые по- верхности 1, 4. Автомати- ческая за- грузка	0,03	1	99	0,03	0,9
12	Протя гива- ние стыков 9	0,3 0,024	Специал ьный' протяжный 6m	Базовые по- верхности 1, 2, 4. Пневма- тическое	0,09	3	99	0,09	2,81
13	Протягива- ние отвер- стия поверх- ности 1 и рельефов 11	-	Вертикал ь- но-протяж- ный 8	Базовые по- верхности 2, 4, 9. Без закрепления	0,09	3	99	0,09	2,81
14	Зачистка заусенцев	-	Верстак 1 vi	Специаль- ное приспо- । собление	—	-	—•	0,045	1,4
560
I вариант. Станки универсального типа
Выпуск 66 деталей в две смены. Ритм работы линии г=12,1 мм
1 № операции 1	наименование операций	припуск на обра- ботку	тип станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мин	кол ичество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
		допуск на обра- ботку, мм							
15	Проверка выполненных размеров	—	Контрольный стол	Специаль- ное приспо- собление	—	—		—	—
Итого операций: I вариант II вариант станочных	11	12 контрольных	2	2 прочих	2	2				Итого	23,4	4	48,3	25,8	2,03
15	16
элементарных операций №100, а их трудоемкость для первого
и второго вариантов будет составлять
,	142,9	1
/91 = ~Oq"	М3 мин\
4 О
/э2== "fiTT в 0,7 мин.
92	6,0
Степень концентрации операций
100
= —g— = 16,7,
2	6	’
а суточный выпуск Qi = 12 и (?2 = 324 детали.
Трудоемкость более сложных деталей этого класса с боль-
шим количеством обрабатываемых поверхностей и с рядом по-
верхностей, требующих доводки, в 1,5—2 раза выше. Для бо-
^ее точного определения трудоемкостей этих деталей необхо-
димо разработать примерный процесс обработки в двух вариан-
тах для одной типовой детали и построить кривую трудоемко-
стей для разных выпусков по уравнениям (106) — (ПО).
Более эффективен процесс обработки деталей типа ступиц
на автоматической линии, состоящей из агрегатных сверлильно-
расточных станков. Детали устанавливают неподвижно, наруж-
ные и внутренние цилиндрические поверхности обрабатывают
вращающимися инструментами.
56!
П родолжение табл. 72
	П вариант. Высокопроизводительное оборудование									
	Выпуск 27 0Э0 деталей в две смены. Ритм работы линии г=0,0303 мин									
	№ операции	наименование операций	точность обработки	характеристика		станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
				оборудо- вания	приспособ- лений					
	15	Промывка вкл адышей	-	Моечная машина с сумкой	Подвеска	0,03	1	99	0,03	0,9
	16	Проверка размеров	-	Контроль- ный стол	-	—	—	—	-	—
	Детали, предназначенные для запаса, подвергают антикоррозионной обра- ботке и упаковывают также на поточ- ной линии				Итого	0,62	21	97	0,633	19,49
Обработка деталей этого класса при неподвижном крепле-
нии позволяет устанавливать по две и несколько деталей на по-
зиции, благодаря чему достигается еще более высокая концент-
рация операций обработки и соответствующее снижение трудо-
емкости обработки. При обработке подобных деталей в непод-
вижном положении достигается более высокая точность соосно-
сти опорных цилиндрических поверхностей.
Небольшая сложная типовая деталь (цилиндр пускового двигателя)
Характерной небольшой, но сложной деталью класса «Полые
цилиндры» является цилиндр пускового двигателя (рис. 211).
Это сложная отливка из серого чугуна твердостью НВ 170-4-210.
Обработка цилиндра (поверхность 9) должна быть обеспечена
с точностью Ad = 0,03 мм при конусности и овальности ДА =
= 0,01 мм. Неплоскостность торца 1 должна быть ДА^0,05 мм,
торца 6 — ДА^0,1 мм\ неперпендикулярность торца 1 и оси
цилиндра 9 должна быть ДА ^0,05 мм на всей длине цилиндра.
Центрирующий выступ 2 обрабатывается с точностью Ad =
= 0,07 мм. Должна быть обеспечена герметичность рубашки при
давлении 0,4 Мн!м2 (4 кГ!см2).
Основными обрабатываемыми поверхностями являются тор-
цы 1, 3, 6, 10, 11 и 12 и цилиндрические поверхности 2 и 9. Ос-
тальные обрабатываемые поверхности будут второстепенными.
562
Процесс обработки данной детали соответствует технологи-
ческой схеме обработки деталей класса «Полые цилиндры».
Черновыми базами при обработке как в первом, так и во
втором вариантах приняты внутренняя цилиндрическая поверх-
Рис. 211. Цилиндр пускового двигателя:
1—19 — обрабатываемые поверхности
ность 9 и вспомогательный торец В. Чтобы обеспечить это ус-
ловие на первой операции обоих вариантов, подрезают торец 6>
который на следующей операции служит основной установочной
базой. На второй операции установочными базами являются об-
работанный торец 6 и наружные поверхности А и Б. Далее свер-
лят отверстия 8 и развертывают одно отверстие, служащее в
563
дальнейшем базой, обеспечивающей угловое фиксирование дета-
ли. Последующая обработка детали ведется на постоянных ба-
зах: на точно обработанной цилиндрической поверхности 2, тор-
це 1 и точно обработанном отверстии 8. И только дополнитель-
ная операция — подрезка торцов 1 и 6, обеспечивающая стро-
гую перпендикулярность этих торцов и оси цилиндра (поверх-
ность 9), — выполняется на новых базах; на отверстии 9 и тор-
це 3.
Трудоемкость обработки цилиндра двигателя по первому ва-
рианту процесса, равная 7\ = 118,1 мин, очень высокая вследст-
вие использования на всех операциях малопроизводительных
станков универсального типа. Во втором варианте процесса об-
работки применена высокая концентрация операций с помощью
многопозиционных многоинструментных станков.
Черновая и чистовая токарная обработка поверхностей
1—5 и 9, сверление четырех отверстий 14 и развертывание одно-
го из них выполняются на восьмишпиндельном токарно-кару-
сельном автомате 14 инструментами одновременно. Черновая и
чистовая обработка остальных поверхностей сосредоточена на
шестипозиционном агрегатном сверлильно-фрезерном полуав-
томате. На этом станке выполняются различные работы свер-
лильного типа, а также фрезерование различных поверхностей
(от 10 до 19) 14 инструментами одновременно. Все зажимные
приспособления автоматизированы. Они обеспечивают установ-
ку, крепление, открепление детали и съем детали за 10—15 сек.
Вследствие этого трудоемкость обработки пускового цилиндра
снижена до Т2 = 9,65 мин. Более высокая трудоемкость средней
детали этого класса объясняется дополнительными операциями
для этой детали: доводочные операции и гидравлическое испы-
тание детали (поверхности 9 второго варианта процесса). Для
более простой детали этого класса трудоемкость обработки бу-
дет в 1,5—2 раза меньше, т. е. для высокопроизводительного ва-
рианта она составит
^2=тг^гл =4,8-ь6,4 мин.
Поточная линия станков первого варианта составлена из се-
ми универсальных станков (рис. 212, а) для суточного выпуска
26 деталей при средней загрузке станков на 52,0%, второго ва-
рианта — из девяти высокопроизводительных полуавтоматов
(рис. 212, б) для суточного выпуска 492 деталей при средней
загрузке оборудования 81,0%. При полной загрузке станков по-
точной линии первого варианта суточный выпуск деталей может
быть увеличен до 40 деталей.
Односторонние поточные линии обоих вариантов процесса
оснащены двойными рольгангами, обеспечивающими передачу
деталей как по ходу процесса обработки, так и в обгон.
564
Фактическая трудоемкость Т$, подсчитанная в соответствии
с расстановкой рабочих на линии, будет
420 X 4
Гф! — —-------= 130 мин,
420 x6
Тф2 в 246	— 10,2 мин.
Трудоемкость обработки при других выпусках, определенная
по уравнениям (106) — (ПО), приведена на рис. 210. Кривая
построена на основании следующих данных: коэффициент, учи-
Проезд Проезд
«)
HlllKllllllllllllllllllllillllllllllllllliH IIIIIIIIIII1IIIIIIIIII
Рис. 212. Планировка оборудования двух вариантов (а и б) процесса обра-
ботки пускового цилиндра:
1 — сборник стружки; 2 — место для заготовок; 3 — токарный станок; 4 — ра-
диально-сверлильный станок; 5 — токарно-револьверный станок; 6 — горизонталь-
но-фрезерный станок; 7 — вертикально-расточный станок; 8 — хонинговальный
станок; 9 — верстак; 10 — гидростенд; 11 — моечный бак; 12 — контрольный стол;
13 — место для готовых деталей; 14 — токарный полуавтомат; 15 — восмишпин-
дельный токарно-карусельный полуавтомат; 16 — шестипозиционный агрегатный
полуавтомат; 17 — трехпозиционный гидростенд; 18 — моечная машина; 19 — роль-
ганг
тывающий колебания трудоемкости, 6=1,04-1,35, общее коли-
чество элементарных операций к == 62, /Э1 =	1,9 мин,
/э2==	= 0,97 мин, степень концентрации операций
62
ш = -[q~= 6,2 для суточного выпуска 364 деталей при загрузке
станков высокопроизводительного варианта т] = 79°/о. Трудоем-
кость обработки подобных деталей будет находиться в пределах
кривых, изображенных на рис. 210.
Малая типовая деталь (вкладыш)
Два варианта характерных процессов обработки этих дета-
лей приведены в табл. 72.
Вкладыш представляет собой половину втулки, разрезанной
по диаметральной плоскости. Приведенные на рис. 213 вклады-
565
ши изготовляют из стали 08 и 20. Внутреннюю их поверхность
заливают слоем баббита (например, Б83), который затем обра-
батывают вместе со стальной частью вкладыша.
Наружная и внутренняя цилиндрические поверхности вкла-
дыша должны быть обработаны с очень высокой точностью.
Так, в первом варианте (рис. 213, а) точность обработки по-
верхностей 1 и 4 составляет Ad = 0,025 мм, во втором варианте
(рис. 213,6) — Ad = 0,007 мм.
Рис. 213. Два типа вкладышей коленчатого вала:
1—10 — обрабатываемые поверхности
Простейший технологический процесс значительно отличает-
ся от высокопроизводительного варианта, хотя во второй части
оба процесса идентичны. От принятой технологии зависит и
конструкция вкладышей. Поскольку при обработке по первому
варианту вкладыш заливается баббитом, толщина стенки вкла-
дыша и слоя баббита вдвое больше вкладыша и слоя баббита,
получающихся при изготовлении высокопроизводительным про-
цессом из ленты. Вкладыш первого варианта процесса имеет
толщину стенки 4,59 мм и слой баббита 1,2—1,38 мм\ второго
варианта — толщину стенки 2,25 мм и слой баббита 0,23 мм.
Увеличенный слой баббита в первом варианте необходим во
избежание его утонения ниже допустимого минимума, так как
возможна эксцентричность при черновой и чистовой обработке
наружной стальной поверхности и внутренней баббитовой.
В высокопроизводительном варианте тонкий слой баббита
(0,35—0,4 мм) наносят на стальную ленту, которая при изготов-
лении вкладыша не обрабатывается.
Тонкий слой баббита обеспечивает повышение износостой-
кости вкладышей в эксплуатации вдвое при уменьшении расхо-
да баббита на 1,3 кг на один двигатель.
566
Первый вариант процесса обработки вполне соответствует
общей схеме типового процесса обработки деталей этого клас-
са. Установочными базами при обработке являются торец 2
(откидной упор) и наружный диаметр 4. На этой базе выпол-
няются черновая и получистовая обработка наружной и внут-
ренней цилиндрической поверхностей I, 4 и торцов 2 и 3. Затем
отверстие заливается баббитом. Измененная таким образом за-
готовка проходит чистовую обработку. Используя те же базы
2 и 4, производят черновое и чистовое растачивание отверстия /
с допуском Ad = 0,04 мм. Затем выполняют чистовое обтачива-
ние и шлифование наружной поверхности 4 при установке де-
тали по расточенному отверстию 1 и торцам 2 и 3.
После разрезания втулки на две половинки выполняют вто-
ростепенные операции; фрезерование масляной канавки 10,
сверление отверстия 7, снятие фаски и чистовое фрезерование
торцов. Оборудование, применяемое для этих операций, универ-
сальное, поэтому станкоемкость обработки вкладыша весьма
значительна — 23,4 мин.
Во втором варианте заготовкой для вкладыша является ста-
лебаббитовая лента, предопределяющая процесс его обработки.
Сталебаббитовая лента состоит из стальной ленты (сталь 08 или
10) толщиной 2,0—0,13 мм и слоя баббита Б83 толщиной 0,4 лиг.
Основными операциями являются вырубка заготовки, гибка
вкладыша и чистовая обработка отверстия 1.
К второстепенным относятся операции обработки поверхно-
стей 4—8 и 11. Для обеспечения антикоррозионности вкладыши
покрывают медью. Отделочными основными операциями явля-
ются протягивание торцов 9 и отверстия 1.
В простейшем варианте (рис. 214, а) применены четыре стан-
ка: два простых токарных, круглошлифовальный и горизонталь-
но-фрезерный, ванны и центробежно-заливочная машина для
суточного выпуска 66 вкладышей при средней загрузке станков
на 48,0%, При добавлении одного токарного станка и увеличе-
нии загрузки станков до 85% суточный выпуск вкладышей воз-
растет до 122 шт. Все станки первого варианта оснащены при-
способлениями с ручными зажимами.
Во втором варианте (рис. 214, б) принята 21 единица авто-
матизированного оборудования, оснащенного автоматическими
зажимными приспособлениями. При полной загрузке линии обе-
спечивает суточный выпуск 27 000 деталей.
Двусторонние поточные линии обоих вариантов процесса
(рис. 214, а и б) оснащены двойными рольгангами. Вкладыши
передвигаются по рольгангу в специальных мерных и невысо-
ких ящиках.
Применение высокопроизводительного оборудования, автома-
тизированных приспособлений и загрузочных устройств позво-
ляет снизить станкоемкость изготовления вкладыша до 0,62 мин
567
на штуку, или в 37,8 раза, а трудоемкость — до 0,633 мин, или
в 40 раз, по сравнению с первым вариантом. При незначитель-
ной затрате труда на изготовление вкладыша высокопроизводи-
тельный процесс обеспечивает более высокое качество вкладыша
и втрое меньший расход баббита.
е)

7<?	18	18	20
7?
Рис. 214. Планировка оборудования двух вариантов процесса обра-
ботки вкладышей коленчатого вала бензинового двигателя:
1 — место для заготовок; 2 — токарный станок; 3 — ванна с содовым рас-
твором; 4 — ванна с горячей водой; 5 — стел-шкаф для окраски; 6 — вер-
стак; 7 — круглошлифовальный станок; 8 — установка для лужения; 9 —
центробежная заливочная машина; 10 — горизонтально-фрезерный станок;
11 — сверлильный станок; 12 — моечный бак; 13 — контрольный стол; 14 —
готовые детали; 15 — установка для антикоррозионной обработки деталей;
16 — вырубной пресс-автомат; 17 — автоматизированный кривошипный
пресс; 18 — специальный фрезерный полуавтомат; 19 — двусторонний под-
резной полуавтомат; 20 — полировальный полуавтомат; 21 — полуавтомат
для меднения; 22 — крацевальный полуавтомат; 23 — протяжный полуав-
томат; 24 — вертикально-протяжный полуавтомат; 25 — моечная машина;
26 — упакованные детали; 27 — рулоны ленты; 28 — рольганг
Фактическая трудоемкость вкладышей, подсчитанная в со-
ответствии с расстановкой рабочих на линии, будет;
по первому варианту
~	420x3 qq t
7*1 = -qq~~ = 38 мин\
41 оо
по второму варианту
_	420 x 22	п -
' Ф2 13 500	MUH'
Трудоемкость обработки вкладышей для выпусков в преде-
лах 66—6000 шт. в две смены будет определяться кривой, по-
строенной по уравнениям (106) — (110),	,
7\ = В — tax,
х тх 9Х
где 6 = 1,0-1,5; к=21; т = 21/13=1,6; ^ = 23,4/21 = 1,21 мин,
/*>2 = 0,045 мин-, Qi = 66; Q2 = 6000 при минимально допусти-
мой.загрузке высокопроизводительного оборудования на 22%.
568
Подобным же методом изготовляют тонкостенные втулки.
Трудоемкость изготовления втулки из ленты будет равна при-
мерно 0,05 мин, из которых 50% занимает штамповка и 50% —
калибровка втулки.
Рассмотренный процесс обработки вкладышей существенно
отличается от типовой технологической схемы обработки дета-
лей этого класса из-за того, что заготовкой детали служит лен-
та, а не индивидуальная заготовка.
К мелким деталям класса «Полые цилиндры» относятся так-
же детал-и арматуры (штуцеры, угольники, тройники и др.).
Оптимальный процесс их обработки описан в § 48 (см. рис. 145).
§ 68. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
КЛАССА «ДИСКИ»
Детали класса «Диски» имеют форму тел вращения с соотно-
шением Л^0,5Д где h — высота и D — наибольший диаметр.
В отличие от деталей класса «Полые цилиндры» детали этого
класса больших и малых размеров применяют в машинах серий-
ного и массового выпуска. К этому классу отнесены также ше-
стерни типа дисков, поскольку технологический процесс их об-
работки (за исключением операций нарезания зубьев) не отли-
чается от процесса обработки прочих деталей данного класса.
Заготовками для деталей этого класса являются отливки из
чугуна, стали и цветных металлов, а также штамповки. Иногда
заготовки вытачивают из прутков или труб.. В последнее время
широко применяют заготовки, получаемые в результате холод-
ной штамповки из листа.
Схема процесса обработки деталей класса «Диски» соответ-
ствует схеме процесса обработки полых цилиндров, но с той раз-
ницей, что в деталях этого класса, имеющих небольшую высоту,
главными обрабатываемыми поверхностями являются торцы, ци-
линдрические и конические поверхности.
Основная обработка деталей этого класса происходит при
вращении деталей. В неподвижном положении обрабатывают-
ся главным образом второстепенные поверхности (сверление и
протягивание отверстий, фрезерование фасонных поверхностей
и т. д.).
Детали всех четырех групп этого класса имеют одинаковую
схему процесса механической обработки. Вместе с тем количе-
ство отделочных операций различных деталей и способы их вы-
полнения значительно отличаются и зависят от требуемой точ-
ности и чистоты обрабатываемых поверхностей, а также от ви-
да заготовки детали.
В деталях типа дисков, изготовляемых холодной штамповкой
из л»иста, механически обрабатывают только небольшую часть
поверхностей. При сохранении общего порядка выполнения one-
569
раций механической обработки количество последних сокращает-
ся на 80—90%. Детали этого класса, штампованные из листа,
указаны в табл. 31 в группе небольших деталей.
1. Базирование деталей
Установочными черновыми базами для этих деталей всех
размеров всегда являются один торец и наружный диаметр де-
тали.
Постоянными базами для всей последующей механической
обработки являются обработанный торец и наружная или внут-
ренняя цилиндрическая поверхность, обработанная на опера-
ции 1. Для установки детали в определенном угловом положе-
нии пользуются выступающими бобышками или одним отверсти-
ем, полученным при выполнении первых операций.
2. Типовая схема процесса обработки деталей
В типовую схему процесса обработки крупных и средних де-
талей класса «Диски» входят следующие операции:
1)	"черновая и чистовая обработка торца и отверстия и чер-
новая обработка свободной части наружной цилиндрической по-
верхности при установке детали на торец и при центрирующем
зажиме по внешней цилиндрической или конической поверх-
ности;
2)	черновая и чистовая токарная обработка второго торца
и черновая и чистовая обработка наружной цилиндрической по-
верхности при базировании детали по внутренней обработанной
начисто цилиндрической поверхности и по обработанному торцу;
крепление детали разжимающими кулачками или разжимной
оправкой;
3)	второстепенные операции: сверление и развертывание
мелких отверстий и нарезание в них резьбы, фрезерование мел-
ких поверхностей, протягивание шпоночных канавок и т. д.;
4)	черновое и чистовое нарезание зубьев для шестерен при
базировании на отверстие и торец;
5)	мелкие операции, связанные с нарезанием зубьев (за-
кругление, срезание зубьев, сверление смазочных отверстий че-
рез впадину зуба, затупление острых кромок и т. д.);
6)	термическая обработка деталей (если она необходима);
-	7) отделка точных поверхностей шлифованием и шевингова-
нием: шлифование отверстий и торцов при базировании ло на-
ружной цилиндрической или фасонной поверхности (по зубьям).
Для деталей, не требующих обработки фасонных поверхностей
и термической обработки, эти операции исключаются, но схема
в целом сохраняется.
•I Процесс обработки небольших и мелких деталей этого клас-
са иногда отличается от указанного тем, что чистовую обработ-
570
ку отверстия (при диаметре не более 70—80 мм) выделяют в
отдельную операцию протягивания, а черновая обработка от-
верстия и торца выполняется на сверлильном станке, а не на
станках токарного типа.
Наряду с описанной схемой в практике машиностроения при-
меняют ряд других процессов, в большей или меньшей степени
отличающихся от описанной схемы. Для создания наиболее
эффективных типовых процессов и соответствующего этим про-
цессам оборудования целесообразно рекомендовать единую схе-
му процесса обработки для деталей этого класса.
Такие оптимальные процессы обработки, соответствующие
описанной типовой схеме,, приведены ниже для трех деталей
класса «Диски» разных размерных групп.
Процесс обработки поршневых колед, также относящихся
к данному классу, не полностью соответствует указанной схеме.
Крупная типовая деталь (маховик)
Характерной деталью класса «Диски» (табл. 73) может слу-
жить маховик, показанный на рис. 215.
Рис. 215. Маховик:
1—35 — обрабатываемые поверхности
Маховик отливается из серого чугуна твердостью НВ
180 229 и имеет точно обработанный торец 2, посадочное от-
верстие 22 и прилегающий к нему торец, а также два посадоч-
ных отверстия 25, обрабатываемых с допуском Ad = 0,035 мм.
571
После обработки маховика на поверхность 20 надевается
зубчатый венец, и маховик балансируется с точностью до \QQz/cm.
Основными поверхностями обработки маховика являются
торцы 1—5, 16, 18, 19 и цилиндрические поверхности — наруж-
ная 6 и 20, внутренние 7, 8, 22,
Второстепенными будут все остальные поверхности: выточ-
ки 9—15 и 23, фаски 14, 21, 34 и 35, а также сверление отверстий
24—28, 30 и 31, цекование торцов 17 и др.
Два варианта процесса обработки маховика приведены в
технологической карте (см. табл. 73).
Для простейшего процесса приняты универсальные станки.
Токзрная обработка ведется на двух токарно-карусельных стан-
ках в две установки. На первой операции деталь базируется на
торцовую поверхность 16 и зажимается в трехкулачковом пат-
роне по поверхности 20. На этой операции происходит черновая
и чистовая обработка всех поверхностей, доступных для обра-
ботки с одной стороны. На второй операции деталь базируется
на обработанные поверхности 2, 7 и зажимается тремя кулачка-
ми по внутренней поверхности 7. На второй операции произво-
дится черновая и чистовая обработка торцовых поверхностей и
отверстия со второй стороны.
После токарных операций выполняются второстепенные опе-
рации — сверление, снятие фасок и развертывание мелких от-
верстий и т. д. Базами при установке следовало бы взять внут-
реннюю поверхность и один из торцов, но так как точно обра-
батывается только выточка 22, то ее можно использовать лишь
при обработке с одной стороны (со стороны поверхности /).
Для обработки второй стороны (со стороны поверхностей 16—
18) данной базой воспользоваться труднее. Для единой базы
можно было бы точно расточить отверстие 8 и использовать его
как базу для всех операций. Но этого можно не делать,, по-
скольку два отверстия 24 на третьей операции обрабатываются
точно. Эти Два отверстия и использованы для базирования на
всех последующих операциях совместно с торцами 2 или 17.
Только балансировка ведется от посадочных поверхностей 19,
22 маховика. Сверлильные операции выполняются на радиаль-
но-сверлильном станке. На линии обработки маховика имеется
одна сборочная операция, включающая электронагрев и наде-
вание зубчатого венца на маховик.
Отделочная операция — доводка торцов — совершается по-
сле обработки второстепенных поверхностей. Последней опера-
цией является балансировка маховика, выполняемая после на-
девания зубчатого венца. Порядок операций является единым
для обоих вариантов процесса.
Для черновой и чистовой токарной обработки маховика по
второму варианту процесса приняты два высокопроизводитель-
ных восьмишпиндельных токарно-карусельных . полуавтомата;
572
Технологическая карта двух вариантов обработки крупной
I вариант. Станки универсального типа										
Выпуск 12 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 76 мин										
№ операции '	наименова- ние операций	припуск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
1	Черновая и чистовая обработка поверхностей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15	3,0-4,0 0,25	Токарно- карусельный тип 153	Базовые по- верхности 16, 20. Трехкулач- ковый патрон	76	1	100	76	0,95	
2	Черновая и чистовая обработка второй сто- роны поверх- ностей 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23	3,0—4,0 0,12	То же	Базовые поверхности 2, 7. Трех- кул ач ковый патрон	65	1	86	65	0,81	
3	Сверление и разверты- вание отверстий 24, 25	0,035	Радиал ьно- сверл ил ьный типа 2Б53	Базовые поверхности 1, 18, 22. Скал ьчатый кондуктор	13	1,	17,1	13	0,17	
4	Зенкование фасок 34, 35	-	То же	Базовые поверхности 16, 20. Без крепл ения	2,0	Ста- нок, оп. 3	2,6	2,0	0,03	
5	Сверление отверстий 27, 28. Нарезание резьбы 29	—	-	Базовые поверхности 17, 24. Зажим винтовой ручной	3,7	Ста- нок, оп. 3	4,9	3,7	0,05	
6	Сверление отверстия 30	—	-	Базовые поверхности 2, 24. Накладной кондуктор	2,0	Ста- нок, оп. 3	2,6	2,0	0,03	
7	Сверление двух отвер- стий 31	—	—	Базовые поверхности 2, 24. Без крепления	3,3	Ста- нок, оп. 3	4,4	3,3	0,01	
573
Таблица 73
детали класса «Диски» (маховик бензинового двигателя)
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск 324 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 2,5 мин.
№ операции 1	характеристика		станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
	оборудования	приспособлений					
1	Токарно-карусел ьный восьмишпиндельный по- л уавтомат	Базовые поверхности 16, 20. Восемь трехку- лачковых патронов с механизированным за- жимом	2,5	1	too	1,25	0,48
2	Токарно-карусел ьный восьмишпиндельный по- луавтомате двумя мно- гошпиндельными го- ловками	Базовые поверхности 2, 7, А. Восемь трехку- лачковых патронов с механизированным за- жимом. Две 12-шпин- дельные сверлильные головки	2,5	1	100	1,25	0,48
3	Электродрель, уста- новленная на гибком плече	Базовые поверхности 16, 20. Поворотное без крепления	—	—	—	0,5	0,19
4	Малоагрегатный ка- русельного типа четы- рехпозиционный ше- стишпиндел ьный	Базовые поверхности 2, 24. Пневматическое	1,3	1	52	1,3	0,47
		1					
574
I вариант. Станки универсального типа										
Выпуск 12 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 76 мин										
1 № операции	наименова- ние операций	припуск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	характери- стика при- способл ений	станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
8	Доводка поверхности 2	Чистота поверх- ности 7в	Токарно- карусельный	Базовые поверхности 17, 24- Зажим ручной	9,0	Ста- нок, оп. 2	12	9,0	0,11	
9	Промывка	-	Моечный бак	—	-	-	-	1,5	0,0.	
Юк	Проверка обрабатывае- мых поверх- ностей. Кл еймение на поверх- ности 6	-	Контрол ьный стол	Приспособ- ление для клеймения	-		-	1,5	0,02	
11	Посадка на маховик зуб- чатого венца с нагревом до 300°	—	Эл ектрона- гревател ьный спепиал ьный агрегат	Вручную	г	1	7,6	5	0,С6	
12	Балансировка со снятием дисбал анса 33	Точность 100 г1см	Бал ансиро- вочный ста- нок со свер- лильным шпинделем	Базовые поверхности 19, 22. Без крепления	3,0	1	4,0	3,0	0,04	
13к	Окончатель- ная проверка обработки		Контроль- ный стол	—	-	-	-	-	—	
Всего операций: станочных контрольных прочих		1 вариант 13 10 2 1	II вариант 10 8 2		182	5	48	185	2,3	
575
Продолжение табл. 73
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск 324 шт. в две смены. Ритм работы линии г — 2,5 мин
№ операции I	характеристика		станкоем- кость, мин	количество 1 станков шт.	загрузка станков. %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
	оборудования	приспособл ений					
5	Специальный дово- дочный двухшпиндель- ный (суперфиниш)	Базовые поверхности 17, 24. Без крепления	1,3	1	52	1,3	0,47
6	Моечная машина	—	0,3	1	12	0,3	0,11
7к	Контрольный стол	Механизиров энное присгТособл ение	-	-	—	0,3	0,11
8	Эл ектронагревател fa- ный специальный агре- гат (220 в, 30 кет)	Вручную	0,8	1	32	0,8	0,31
9	Балансировочный ста- нок со сверлильным шпинделем	Базовые поверхности 19, 22	2,3	1	92	2,3	0,88
Юк	Контрольный стол	—	—	-	-	-	
			11,0	7	63,5	9,3	3,5
576
один — для обработки всех поверхностей со стороны торца /,
второй— со сторны торцов 16—18. Полуавтомат оборудован
двумя 12-шпиндельными головками для сверления и разверты-
вания 12 отверстий (поверхности 24—25). Выполнение этих опе-
раций совмещено с токарной обработкой. Все остальные опера-
ции совершаются на малоагрегатном сверлильном четырехпози-
ционном полуавтомате. Для доводки торца применен специаль-
ный двухшпиндельный полуавтомат (процесс суперфиниширова-
ния).
Для создания поточной линии по простейшему варианту взя-
то пять станков, по одному на каждый вид обработки, а для
токарной, наиболее трудоемкой обработки — два станка. При
минимально допустимой загрузке этих станков, равной 48%,
минимально необходимый двухсменный выпуск деталей
Соответственно для второго варианта примем также по од-
ному станку для всех операций, причем наиболее сложные стан-
ки должны быть загружены максимально. Для второго вариан-
та оптимальный двухсменный выпуск
хч Fi) 840x0,63
О9 =	~—^324 детали.
*ср2
Как видно из второго варианта процесса, добавлением двух
токарных полуавтоматов на первые две операции и одного ба-
лансировочного станка и увеличением средней загрузки станков
до 85% можно увеличить ритм работы линии до 1,3 мин, а су-,
точный выпуск Q2 довести до 620 маховиков.
Таким образом, в результате увеличения числа станков на
40% выпуск поточной линии возрастает на 91%, при этом сни-
зится трудоемкость изготовления детали за счет более равно-
мерной и полной загрузки рабочих.
Станки первого варианта оснащены приспособлениями с
ручными зажимами, станки второго варианта — автоматически-
ми приспособлениями. В качестве межоперационного транспор-
та применен рольганг.
Из сравнения двух вариантов процесса следует, что пять
универсальных станков обеспечивают выпуск 12 маховиков в
две смены, или 1,6 маховика на станок, а 10 станков высоко-
производительного варианта — 620 маховиков, или 62 маховика
на станок, т. е. в 38,5 раз больше. Из сопоставления этих цифр
видно огромное преимущество применения оборудования, осно-
ванного на высокой концентрации операций.
Трудоемкость обработки маховика по простейшему варианту
процесса составляет 185 мин, по второму варианту — 9,3 мин,
577
или в 20 раз меньше. Фактическая трудоемкость, подсчитанная
в соответствии с расстановкой рабочих на линии,
~	420x3 О1п
Гф1 = —ft— = 210 мин\
~	420x4
7\2 =	— 10,3 мин.
Колебания трудоемкости будут равны 20%, т. е. д=1,0-Н,3.
Трудоемкость обработки маховика и подобных деталей для
разных выпусков приведена на рис. 216. Она построена по урав-
нениям (106) — (НО) и следующим данным: общее количество
7, мин
•4
g
180
160
НО
120
100
80
60
йО
20
0
2 — тормозного
558
9,6
6,8
тг- /2,9
То 60 100 190 180
190
- 300 3W .
218	366
11,7___
tn'=T^
900
Двухсменный выпуск-
изготовления крупной
Рис. 216. График трудоемкости
литой детали класса «Диски» при различных выпусках:
т — степень концентрации операций; ^—трудоемкость
элементарной операции, мин. Фактические заводские тру-
доемкости: 1 — тормозного барабана грузового автомобиля;
барабана легковой машины
13,0
10,3
9
7
5
\3
500
1
600 ф,ииГи
элементарных операций к = 87; степень концентрации второго ва-
рианта процесса т2==-^- === 12,4; трудоемкость элементарных
операций первого и второго вариантов
/Э1 =«-~У~ =« 2,13 мин.
ЬЗЗ
В указанные пределы укладываются также фактические за-*
водские трудоемкости обработки тормозных барабанов 1 и 2<
Пользуясь принятой методикой и более строгим группирова-
нием деталей этого класса, можно построить более точную дна*
грамму трудоемкостей для различных выпусков.
19 Зак. 2446
578
Технологическая карта двух вариантов обработки средней детали
I вариант. Станки универсального типа										
Суточный выпуск 26 деталей. Ритм работы пинии г=30,3 мин										
№ операции |	наименова- ние операций	припуск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- | кость, мин	число рабо- чих в смену	
1	Черновое и чистовое об- тачивание поверхностей 1, 2, 3	2,5-4,0 0,3	Токарно-ре- вольверный типа 1К37	Базовые по- верхности 5, 10; трехку- лачковый патрон, за- жим винто- вой ручной	22,0.	1	72,5	22,0	0,69	
2	Черновое и чистовое об- тачивание поверхностей 4,5, 6	2,5-4,0 0,07	То же	Базовые по- верхности 9, 10. Трехкулач- ковый патрон	25,0	1	82,5	25,0	0,78	
3	Сверление 12 отверстий 7	d 2	Радиально- сверлильный типа 2Б53	Базовые по- верхности 3, 4, 5. Зажим винтовой ручной	8,5	1	28	8,5	0,27	
4	Цекование торцов на 12 поверхностях отверстий 8	4,25	То же	Базовые по- верхности 4, 5 и одно от- верстие 7. За жим винто- - вой ручной	5,5	Ста- нок, оп 3	21,4	5,5	0,17	
5	Черновое и чистовое об- тачивание конуса 9	2,5-4,0 0,3	Токарный типа 162	Базовые по- верхности 4, 5 и отвер- стие 7. За- жим винто- вой ручной	11	1	36,3	11	0,34	
6	Черновое и чистовое об- тачивание конуса 10, ра- диуса 12, фас- ки 13	2,5-4,0 0,3	То же	Базовые по- верхности 4, 5 и отвер- стие 7. За- жим винто- вой ручной	13	Ста- нок, оп. 5	42,9	13	0,40	
7	Шлифование торца 5	0,5 0,15	Плоскошл и- фовал ьный типа 373	Базовые по- верхности 4, 9. Прижим магнитный	8	1	26,4	8	0,25	
579
Таблица 74
класса «Диски» (ведомая шестерня заднего моста автомобиля)
	II вариант Высокопроизводительное оборудование							
	Суточный выпуск 290 деталей Ритм работы линии г=2,8 мин							
	X S X со <и и о 'Л	характеристика		! станкоем- кость, мин 1	кол ичество станков, шт.	загрузка станков, % ।	трудоем- кость, ми’	1 число рабо- чих в смену
		оборудования	приспособлений					
	1	Токарно-карусеч ьный восьмишпиндел ьный по луавтомат для обработ- ки деталей диаметром до 400 мм	Базовые поверхности 9, 10’, кулачковые пат- тоны 8 шт., зажим ме- ханический 12-шпиндел ьная свер- лильная головка	2,а	1 1	100	1,2	0,41
	2	Токарно-карусел ьный восьмишпиндел ьный полуавтомат для обра- ботки деталей диамет- ром до 400 мм	Базовые поверхно- сти 4,5 и одно отвер- стие 7. Зажимные ме- ханизированные патро- ны 8 шт. 12-шпиндел ьная свер- лильная головка	2,5	1	90,0	1,2	0,41
	1	Карусельный плоско- шлифовальный двух- камневый для непре- рывного шлифования типа 3772	Базовые поверхности 4, 9; автоматизирован- ное	приспособление 5 шт.	0,8	1	28,6	0,8	0,10
580
I вариант. Станки универсального типа
Суточный выпуск 26 деталей. Ритм работы линии г=зо,3 мин
J № операции 1	наименрра- нйе оПёрций	припуск на обра- ботку допуск на °$Тм'	тип станка	характери- стика При- способлений	СТанКОем- КОСТЬ, мин	р о ь М и	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	ч«е®ю рабо- чих в смену
8	Промывка детали	—	Моечный бак			-	-	0,6	0,01
9к	Контрол ь предыдущей обработки	—	Контрольный Стбл	—	-	—	-	—	—
10	Черновое фрезерование 40 спираль- ных зубьев, поверх- ность 11	Модуль торце- вой 8	Зубэфрезер- пый полуав- томат для спирального зуба типа ЗИЛ 2160	Вазовые по- верхности 4, 5 и отвер- стие 7. За- жим винто- вой ручной	15 .	1	49,5	2,0	0,05
11	Фрезерова- ние фасок на зубьях по- верхностей 15 и 16	—•	Вертикал ьно- сверлильный типа 2118	Базовые по- верхности 4 5 и отвер- стие 7 пово- ротное с де- лением на зуб	7	1	23,2	7	0,22
12	Чистовое фрезерова- ние 40 спи- ральных зу- бьев, поверх- ность 11	По техни- ческим усл овиям	Зубофрезер- ныЙ Полуав- томат типа ЗИЛ 2160	Базовые по- верхности 4. 5 и отвер- стие 7. За- жим ручкой	8	1	26,4	2,0	0,05
13	Затупление острых уг- лов, промыв- ка	—	^ерстак, моёчныЙ бак	Вручную	—	—	1	4,0 1	0,13
14к	Проверка Зубьев на контакт и боковой за- зор	—	Зубокрнт- рОльныЙ ста- нок	Базовые по- верхности 4, 5. По эталону	—	1	—	—	—
15	Цементация, закалка шес- терен		Термический цех	—	—	—	—	—	—
16	Шлифование отверстия 4	0,# (Ш	Внутришли- фовальный Типа ЗА2&)	Базирование по трем зубьям	8	L	26,4	8	0,25
			Итого. . .		(3*	10	48	116,0	3,6
581
Продолжение тпабл. 74
	II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
	Суточный выпуск 290 деталей. Ритм работы пинии г=2,8 мин							
	№ операции	5 характеристика		станкоем- кость, мин	количество ставков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
		оборудования	приспособлений					
	4	Моечная машина	—	0,3	1	10,7	0,3	0,27
	5к	Контрольный стол	—	—	—	—	—	—
	6	Зубофрезерный полу- автомат для спираль- ных зубьев типа ЗИЛ 2160	Базовые поверхно- сти 4, 5, отверстие 7. Зажим пневматический	14,5	6	86,3		0,48
	7	Специальный фрезер- ный полуавтомат	Базовые поверхно- сти 4, 5} отверстие 7. Пневматическое с деле* нием на один зуб	1.6	1	57,1	1,5	0,51
	8	Зубофрезерный полу- автомат типа ЗИЛ 2160	Базовые поверхно- сти 4, 5, отверстие 7. Пневматическое	7,5	3	89,3	1,4	0,48
	9	Моечная	машина, верстак	Эл ектроинструмент	0,3	1	10,7	0,3 0,7	0,34
	Юк	Зубоконтрол ьный станок	Базовые поверхно- сти 4, 5, по эталону ведущей шестерни	—*	1	—	—	—
	И	Термический цех		-	—	—	-	—
	12	Внутришлифовальный типа ЗА250.	Базирование по трем зубьям. Пневматиче- ский патрон	2,6	1	93,0	2,6	0,89 I	
	Итого...			32,9	17	73,6	Н,4	3,89
582
Средняя типовая деталь (коническая шестерня]
В качестве типовой средней детали класса «Диски» принята
коническая шестерня (табл. 74) (рис. 217). Конические и ци-
линдрические шестерни подобной формы широко применяют в
самых различных машинах рассматриваемых типов. Шестерню
изготовляют из стали марок 18ХГТ или 12ХН24А и др.
С высокой точностью обрабатывают отверстия (поверх-
ность 4) Arf = 0,05 мм\ торец 5 — неплоскостность Д/z 0,1 мм
на всей ширине торца по всей окружности и конические зубья.
$233
Рис. 217. Ведомая шестерня заднего мостаэ
1—16 ~ обрабатываемые поверхности
Основными поверхностями являются наружный конус (по-
верхность 9), внутреннее отверстие (поверхность 4), внутренние
цилиндрическая и коническая поверхности /, 2, торцы 3, 5, ко-
нус 10 и спиральные зубья (поверхность 14). Все остальные по-
верхности являются второстепенными.
Подобно маховику, коническая шестерня базируется по на-
ружной поверхности и торцам 5, 9; наружная ее поверхность
10 — коническая, с углом наклона 8°32'.
В первом варианте процесса в качестве базы принят торец 5,
во втором — торец 9.
На последующих операциях обработки установочной базой
является обработанное отверстие (поверхность 4) и торец 3.
Для фиксирования детали по углу используют одно из отвер-
стий (поверхность 7). И только при чистовой обработке отвер-
стий 4 термически обработанной шестерни установочными ба-
зами являются впадины трех зубьев, поскольку для плавного за-
цепления зубьев необходимо правильное их положение относи-
тельно оси отверстия 4 и торца 5, являющихся установочными
базами при сборке редуктора.
583
Необходимо отметить, что, несмотря на конусность наруж-
ной поверхности 9 и наклон торца 10, они все же приняты чер-
новыми установочными базами, так же как при обработке ма-
ховика принято считать базой цилиндрическую поверхность и
перпендикулярные к ней торцы.
Особенностью обработки диска с коническими поверхностя-
ми является применение зажимных губок, имеющих коническую
форму, соответствующую форме конусообразного диска.
В простейшем варианте процесса для обработки конической
шестерни принят набор из 10 универсальных станков (два то-
карно-револьверных, токарный, радиально- и вертикально-свер-
лильный, плоскошлифовальный, внутришлифовальный и три
станка для нарезания и проверки криволинейного зуба).
Во втором варианте для токарной обработки приняты два
высокопроизводительных восьмишпиндельных полуавтомата,
выполняющих черновое и чистовое обтачивание всех поверхно-
стей детали, а также сверление и цекование торцов 12 отверстий.
На рис. 218, а и б приведены схемы наладок этих полуавто-
матов. Рабочие инструменты (12 резцов и 12 сверл) размещены
на семи рабочих позициях первого полуавтомата, 23 рабочих
инструмента (11 резцов й 12 цековок) — на семи рабочих пози-
циях второго станка. Для шлифования торца и отверстия ис-
пользуют два шлифовальных полуавтомата. Во втором варианте
процесса такие подсобные операции, как зачистка заусенцев и
мойка детали, механизированы. Для нарезания, снятия фасок
и контроля зубьев шестерен для обоих вариантов процесса при-
няты одинаковые зубообрабатывающие станки. Общее их коли-
чество в поточной линии второго варианта 10, или 59% всех
станков, что свидетельствует о несовершенстве зуборезного обо-
рудования по сравнению с токарным.
Операции спаривания и притирки зубьев {17, 18, 19 и 20 —•
первый вариант и 13, 14, 15 и 16 — второй вариант) выполняют
в паре с ведущей шестерней на станках поточной линии ведущей
шестерни, поэтому для операций спаривания, притирки и про-
верки зубьев в технологической карте отсутствуют станки, стан-
коемкости и трудоемкости этих операций.
В связи с одновременным выполнением операций спаривания
и притирки ведущей и ведомой шестерен поточные линии этих
деталей расположены рядом. Станки для спаривания встроены
в поточную линию ведущей шестерни так, что обеспечивается
поточность работы и удобная передача обеих деталей на опе-
рации спаривания, без нарушения общего ритма работы обеих
линий.
Для межоперационного транспортирования той и другой де-
тали на поточных линиях обоих вариантов процесса принят
двойной рольганг. Плоские шестерни укладывают на рольганге
Схема расположения суппортов
Операция /
Рис. 218. Схема наладок для обработки ведомой конической шестерни на
восьмишпиндельном токарно-карусельном полуавтомате
585
стопками без подставок, ведущие шестерни — на специальные
подставки.
Трудоемкость обработки шестерни по простейшему варианту
7\ = 116,6 мин, по второму варианту Т2=11,4 мин, или в 10 раз
меньше. Фактическая трудоемкость, подсчитанная в соответст-
вии
с расстановкой рабочих на поточной линии, будет
420 x 5 = 160 мин; Тф2 =	И,5 мин.
1
Таким образом, колебания трудо-
емкости д = 1,0-т- 1,3.
71 Ф1
T,
мин
§
6

£
/77х
Gx
4-
3
2
1-
0*
0
13
VW
ПО
WO
80-
m^6
60
35.7
40
20
Рис. 219. График трудоемкости обработки
средней детали класса «Диски» при различ-
ных выпусках:
т — степень концентрации операций;
доемкость
25
1,8
mf1,0
«Э-ТРУ-
элементарной операции, мин

22*
166
14,0
20
, 30
4ДО 480 Q mm.
, । *
где
60 100	160 \ 200 24%
- 1'04	178	250	326
Двухсменный выпуск
Минимально необходимый суточный выпуск, целесообразный
для построения индивидуальной поточной линии, будет
Fi) 810x0,48x9
Q ==	==--- ------= 26 деталей в две смены,
fcpi
Оптимальный суточный выпуск Q2 для высокопроизводи-
тельного варианта будет равен
q ___	__ 810X1,0 __поп деталей
42 —	—	28	— J деталей.
Трудоемкость обработки для различных выпусков данной и
подобных деталей приведена на рис. 219. Кривая трудоемко-
стей построена по уравнениям (106) — (НО);
Г =8Л_/
х тх эх
8= 1,0-4-1,3; №54;
54 а ,	104x6	. ол
т2 = -д— = 6; гэ1 = —54— ==* 1,94 мин\
-ЦД- = 1,27 мин-, Qz = 26; Q2 — 290 деталей.
У
^э2 —
19В Зак. 2446
586
Небольшая типовая деталь (шестерня полуоси)
На рис. 220 показана коническая шестерня полуоси, отнесен-
ная к классу «Диски». Шестерню изготовляют из цементуемой
стали 18ХГТ. Точными поверхностями являются посадочные ме-
ста шестерни: наружный диаметр (поверхность 6), обрабаты-
ваемый с точностью Ad = 0,04 мм, я прилегающий торец 7, а
также конические зубья 9 и эвольвентные шлицы 14.
Рис. 220. Коническая шестерня полуоси:
1—14 — обрабатываемые поверхности
Черновыми установочными базами, как и при обработке бо-
лее крупных деталей этого класса, являются наружная цилинд-
рическая и коническая поверхности и один из торцов. Для про-
стейшего варианта такими базами служат поверхности 8 и 9.
затем 6 и 7, для высокопроизводительного варианта — 6, 7.
При всей последующей обработке установочными базами явля-
ются отверстие 14 и один из двух торцов 2 или 4.
Таким образом, схема обработки остается неизменной. В ти-
повую схему данного процесса обработки внесено только одно
изменение, связанное с необходимостью выделить обработку
шлицев в отдельную операцию. Эта операция выполняется пос-
ле обработки отверстия на протяжных станках. Весь остальной
порядок обработки остался таким же, каким он был для круп-
ной и средней детали этого класса.
Для простейшего варианта процесса набор из восьми стан-
ков универсального типа: токарно-револьверного, двух токар-
ных, протяжного, сверлильного, круглошлифовального и двух
станков для чернового и чистового нарезания зубьев.
587
Для второго варианта используют 12 высокопроизводитель-
ных станков: двусторонний агрегатный барабанного типа для
обработки торцов и отверстия, горизонтально-протяжный, два
шестишпиндельных токарно-карусельных полуавтомата для
черновой и чистовой токарной обработки, четыре круглошлифо-
вальных, вертикально-сверлильный, моечная машина и два зу-
бопротяжных- станка.
В отличие от предыдущего процесса для нарезания прямых
конических зубьев применяют два высокопроизводительных зу-
бопротяжных полуавтомата. Один такой полуавтомат заменяет
шесть-семь обычных зубофрезерных и зубострогальных станков,
выпуская 40 деталей в час. Зубопротяжный станок вполне под-
ходит по станкоемкости к другим типам высокопроизводитель-
ных полуавтоматов. Схема непрерывного протягивания круговой
протяжкой дана на рис. 221.
Как и в предыдущих процессах, в первом варианте примени-
мы приспособления с винтовыми ручными зажимами, во втором
варианте — автоматические. В качестве межоперационного
транспортного устройства в поточных линиях обоих вариантов
процесса приняты двойные рольганги с укладкой деталей на
подставки.
Трудоемкость обработки конической шестерни полуоси по
двум вариантам процесса колеблется от 58,9 до 7,2 мин, т. е.
сокращается в 8,3 раза. При средней загрузке станков около
40% минимально необходимый суточный выпуск
~ Friti 810X0,40X8 лл
Q1 = -Л_ = -...58>9 - = 44 детали.
При установлении минимальной загрузки учитывают полную
загрузку токарно-револьверного станка. При добавлении второ-
го токарно-револьверного станка возможно увеличение выпуска
деталей до Qi = 110 шт. при средней загрузке оборудования на
90%.
Для построения поточной линии по второму варианту про-
цесса также необходим набор из восьми высокопроизводитель-
ных станков. Максимальный выпуск такой линии определится
полной загрузкой основного токарно-карусельного полуавтома-
та. Однако более эффективной будет поточная линия при уста-
новке в нее четырех дублеров (50% от набора станков поточ-
ной линии) и уменьшении ритма выпуска до г — 0,9 мин, по ко-
торому и определяют оптимальный суточный выпуск:
Q2 = -у- ===	- == 900 деталей.
Фактическая трудоемкость обработки, подсчитанная в соот-
ветствии с расстановкой рабочих на линии, будет:
для первого варианта
Гф1 == 59 мин.
1913
A
Рис. 221. Схема работы круговой протяжки при нарезании зубьев кони-
ческой шестерни
589
для. второго варианта
г 420x12	11 о
/ ф2 = —4ЭД =11,2 мин,
или соответственно на 55% больше расчетной. *
Изменение трудоемкости и зависимости от суточного выпу-
ска деталей показано на рис. 222.


Т,
мин
70
so
50
30
5
17,5
20
17,
10
2;3;4
hx.
3
2
I 
О-
1,0
122
>50 15Q 250	.	500
Уб 165 275 390 т
Двухсменный выпуск
построении диаграммы по формулам (106) — (НО) бы
Рис. 222. График трудоемкости обработки не-
большой детали класса «Диски» при различ-
ных выпусках:
т — степень концентрации операций; t э— тру-
доемкость элементарной операции, мин; 1—5 —>
фактические трудоемкости подобных деталей
3,0
'^/^/7/7///^
132^0,72	\____
750
1000 9, шт.


т
При
ло принято, что 6=1,0* 1,6. Согласно колебаниям фактической
и расчетной трудоемкости количество элементарных операций
№33,
33 о о
m2 = -iQ- = 3,3.
Трудоемкости элементарной операции
/Э1 « -gg— =- 1,78 мин, === -jy- = 0,72 мин.
На рис. 222 нанесены также фактические заводские трудо-
емкости обработки деталей подобного типа: фланца кардана /,
шестерни полуоси 2, шестерни третьей скорости 3, шестерни пя-
той скорости 4 и шестерни постоянного зацепления 5. Трудоем-
кости этих деталей укладываются в поле допуска, ограниченное
двумя кривыми.
Примерный процесс обработки мелких типовых деталей клас-
са «Диски» (фланец, сателлит) будет идентичен данному про-
цессу, так как размеры деталей приближаются к размерам
группы небольших деталей. Технологический процесс обработ-
ки поршневого кольца будет значительно отличаться от рас-
смотренных процессов. Для группы этих деталей нужно состав-
лять другую типовую схему процесса обработки.
590
§ 69. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
КЛАССА «НЕКРУГЛЫЕ СТЕРЖНИ»
Детали класса «Некруглые стержни» весьма широко рас-
пространены в машиностроении. Характерными деталями этого
класса являются шатуны кривошипных механизмов двигателей
внутреннего сгорания, компрессоров и иных машин, рычаги, ко-
ромысла и др. Особенностью деталей этого класса является
относительно большая длина при некруглом поперечном сечении.
Обычно у деталей этого класса обрабатывается только не-
которая часть поверхностей, главным образом отверстия и их
торцы. Главной особенностью процесса является обработка при
неподвижном положении детали. Заготовками служат штам-
повки, иногда отливки из ковкого и серого чугуна.
1. Базирование деталей
Наибольшей трудоемкостью обработки отличаются детали
с точными параллельными отверстиями. Черновыми установоч-
ными базами при обработке деталей класса «Некруглые стерж-
ни» почти всегда являются торцы основных отверстий детали
и наружные контуры бобышек основных отверстий. К постоян-
ным установочным базам относятся обработанные основные от-
верстия и их торцы;
2. Типовая схема процесса обработки деталей
В типовую схему технологического процесса обработки этих
деталей входят следующие операции: 1) черновая обработка
торнов, основных отверстий, располагаемых главным образом
на концах стержня; иногда один торец заменяют ступенчатым
круглым пальцем; 2) черновая и чистовая обработка отверстий
на концах стержня; 3) второстепенные операции; 4) доводка
точных отверстий и их торцов, если это требуется по чертежу.
Детали этого класса очень редко подвергают термической
обработке. Для повышения усталостной прочности ответственных
деталей этого класса (например, шатуны) иногда их поверхно-
сти упрочняют, применяя дробеметный наклеп.
Для простейших процессов обработки используют главным
образом фрезерные и сверлильные станки универсального типа.
Для высокопроизводительных процессов начали широко приме-
нять многопозиционные сверлильно-фрезерные агрегатные стан-
ки и автоматические линии.
В качестве примерных разработаны процессы для механиче-
ской обработки шатуна бензинового двигателя (табл. 75), коро-
мысла (табл. 76).
591
Крупная типовая деталь (балка передней оси)
Типичной крупной деталью этого класса является балка пе-
редней оси грузового автомобиля (рис. 223), штампуемая из
стали 35. При общей длине детали 1750 мм наибольший размер
поперечного сечения составляет 120 мм. Сечение стержня балки
двутавровое.
Основными обрабатываемыми поверхностями являются тор-
цы бобышек 2 и 3, наклоненные на 8° к продольной оси детали,
Рис. 223. Балка передней оси грузового автомобиля:
1—12 — обрабатываемые поверхности
точно обрабатываемые отверстия 4 и 8 в этих бобышках, а так-
же две площадки 1 и отверстие 10. Все прочие обрабатываемые
поверхности можно считать второстепенными.
Отверстия 4, 8 и 10 обрабатывают с точностью Ad = 0,033 л/л/
и Ad = 0,035 мм. Неперпендикулярность торцов 2 и 3 к оси от-
верстий должна быть не более Ай = 0,1 мм по индикатору; пло-
щадки должны лежать в одной плоскости смещенными не более
АЛ = 0,3 мм.
Процесс обработки строится по намеченной выше схеме.
В первом варианте балка передней оси обрабатывается на че-
тырех станках универсального типа: одном вертикально-фрезер-
ном и трех радиально-сверлильных станках (рис. 224, а). Во вто-
ром варианте установлено 14 станков. Фрезерование торцов 2
и 3 на бобышках В совмещено с фрезерованием площадок / на
продольно-фрезерном четырехшпиндельном полуавтомате, а свер-
ление отверстий 4 и 5 — на 12-шпиндельном станке.
Развертывание отверстий 4 вынесено в отдельную операцию;
совмещение этой операции со сверлением невозможно из-за гро-
моздкости детали. Цекование торцов отверстий 6 выполняется
на восьмишпиндельном сверлильном полуавтомате, отверстия 4
592
Технологическая карта двух вариантов обработки небольшой детали
I вариант. Станки универсального типа										
Выпуск 62 шт. в две смены. Ритм работы линии г — 13,0 мин										
I № операции 1	наименова- ние опера- ции	припуск на обра- ботку	тип станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- | чих в смену	
		допуск на обработ- ку, мм								
1	Черновая об- работка тор- цов-поверх- ностей 1, 2, 3, 4	1,0 0,1	Г оризон- тал ьно-фре- зерный типа 6Н83	Базовые по- верхности 1, 2, А, Б, за- тем 3, 4. За- жим винто- вой ручной	5,0	1	38,5	5,0	0,36	
2	Сверление отверстия в малой го- ловке — по- верхность 5	0,25	Радиал ьно- сверл ил ьный типа 2Б53	Базовые по- верхности 1, 2, А, Б. За- жим винто- вой руч- ной	2,5	1	19,3	2,5	0,18	
3	Снятие фа- сок на тор- цах отвер- стия 5 по- верхно- стей 6, 7		То же	Базовые по- верхности 1, 2, 5, А; без крепления	0,6	Ста- нов, оп. 2	4,6	0,6	0,04	
4	Чистовая обработка отверстия поверхно- сти 5	0,6 0,023	»	Базовые по- верхности 1, 2, А, Б. За- жим винто- вой ручной	1,4	Ста- нок, оп. 2	10,8	1,4	0,1	
5	Черновая и аистовая об- работка уста- новочных баз 8 и 8а, поверхности стыка 9, пол у- отверстий 10	1,0-1,5 0,05	Г оризон- тал ьно-фре- зерный типа 6Н83 (обработка поверхно- сти 10 на опе- рации 18)	Базовые по- верхности /, 2, 5, А. За- жим винто- вой ручной	4,5 '	Ста- нок, оп. 1	34,6	4,5	0,33	
6	Обработка мест под го- ловки бол- тов поверх- ностей 11, 12	1,0-1,5 0,15	Г оризон- етал ьно-фре- зерный ти- па 6Н83	Базовые по- верхности 1, 2, 5, 8,8а. Зажим вин- товой руч- ной	4,0	1	30,8	4,0	0,29	
7	Проверка предыдущей обработки		Контрол ьный стол	-	—	—	—	—	-	
8	Сверление от- верстий под болты по- верхности 14	0,25 1	Радиал ьно- сверл ил ьный типа 2Б53 1	Базовые по- верхности /, 2,5, 8, 8а. Зажим вин- товой ручной	5,0	1	38,5	5,0	0,36	
593
Таблица 75
класса «Некруглые стержни» (шатун бензинового двигателя)
П вариант. Высокопроизводительное оборудование							
Выпуск 1620 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 0,5 мин							
| № операции 1	характеристика		1 станкоем- 1 кость, мин	количество станков, ш т.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	1 число рабо- чих в смену
	оборудования	приспособл ения					
1	Плоскошл ифовал ьный типа 3776	Базовые поверхности 3, 4, затем 1, 2, А и Б. Пневматическое	0,26	1	52,0	0,26	0,49
2	Сверлильный	ти- па 2150 с четырехшпин- дельной головкой,трех- позиционным столом	Базовые поверхно- сти 1,2, А, Б. Пневматические — 3 шт. для двух дета- лей каждое	0,46	1	92,0	0,40	0.76 [_____
3	Вертикально-свер- л ил ьный типа 2125	Базовые поверхно- сти 1,2,5, А; без креп- ления	о,ю	1	20,0	0,10	0,19
4	Вертикал ьно-протяж- ный двухпозиционный	Базовые поверхно- сти 1, 2, 5', две устано- вочные площадки	0,17	1	24,0	0,17	0,32
5	То же	Базовые поверхно- сти /, 2,5, А. Пневматические — 2 шт.	0,38	1	76,0	0,38	0,72
6	Вертикал ьно-протяж- ный двухпозиционный	Базовые поверхно- сти 1, 2, 5, 8t 8а. Пнев- матические — 2 шт.	0,25	1	50,0	0,25	0,47
7	Контрольный стол	-		—	1 ' —	—	-
1 8	Двусторонний агре- гатный барабанного ти- па, 16-шпиндел ьный	Базовые поверхно- сти 1, 2, 5, 8, 8а. Пневматические — 4 шт. для двух деталей каждое	0,43	1	86,0	0,4 3	0,81
594
I вариант. Станки универсального типа
Выпуск 62 шт. в две смены. Ритм работы линии г —13,0 мин
№ оа«рации 1	наименова- ние опера- ции	припуск на oofik- ботйу	тип станка	характери- стика при- способлений	стаек ©ем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену.
		допуск на обработ- ку, мм							
9	. Сверление отверстий 15, снятие фа- ски 16	0,10	Вертикаль- но-Сверлиль- ный ти- йа 2118	Базовое по- верхности 1, 5, 8, 8а. Зажим вин- товой Руч- ной	2,0	Ста- нок, оп. 26	15,4	2,0	0,15
10	Фрезерова- ние паза 17	0,2	Горизон- талЬно-фре- зерный типа 6Н83	То же	1,5	Ста- нок, оп. 1	11,5	1,5	0,11
11	Фрезерова- ние паза 13	0,15	То же	»	1,5	Ста-' нок, оп. 6	11,5	1,5	0,11
12	Зачистка заусенцев в отверстии5		Верстак		. —	-	-	1,5	0,11
13	Шлифование поверхности стыка 9		Плоскошли- фовальный с вращаю- щимся сто- лом	Базовые по- верхности 1, 2, 5, 8, 8а. Зажим вин- товой руч- ной	1,6	1	12,3	1,6	0,12
14	Зачистка заусенцев		Верстак	Вручную	—	—	—	0,6	0,04
	 1а	Черновая и чистовая обработка боковых сто- рон 1, 2, 3, 4, 5	1,5-2,0 0,15	Горизон- тально-фре- зерный типа оН83	Базовые по- верхности 3, 4, 5, затем /, А, 7, 6. Зажим винто- вой ручной	3,0	Ста- нок, оп. о	К 23,1	р ы ш 3,0	к а 0,22
2а	Черновая об- работка по- луокружно- сти поверх- ности 8	0,15	Выполняется на опера- ции 18	—	—	—	—	—	—
За	Сверление, рассверл ива- ние, снятие фасок отвер- стия 9, цеко- вание тор- цов 6, 7	0,15	Радиально- сверл ильный типа 2&оЗ	Вузовце по- в^тст| 1, жим винто- вой ручной	6,5	Ста- нок, оп. 2	50,0	6,5	0,48
595
Продолжение табл. 75
	II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
	Выпуск 1620 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 0,5 мин							
	№ операции	характерно тика		станкеем- кость, мин	количество станков, шт.	затруэка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
		оборудования	приспособления					
	9	Малоагрегатный ка- русельного типа, ше- стипозиционный	Базовые поверхно- сти /, 2, 5, 8, 8й. Пневматические — 6 шт. на две детали каждое	0,50	1	100	0,50	0,94
	10	Верстак	Электроинструмент	—	—	—•	0,43	0,81
	11	Па оскошлифовал ьный двухкамневый с вра- щающимся столом	Базовые поверхно- сти 1, 2, 5, 8, 8а. Пневматическое на 18 деталей	0,15	1	30,0	0,15	0,28
	12	Верстак	Электроинструмент с металлической щеткой	—	1	1	0,15	0,28
	шатуна							
	1а	Вертикал ьно-протяж- ный двухпозиционный	Базовые поверхно- сти 3,4,5, затем 1, 6, 7, 8. Пневматические — 2 шт.	0,30	1	60,0	0,30	0,57
	2а	Вертикал ьно-протяж- ный двухпозиццонный	Базовые поверхно- сти 1, 3, 4, 5» Пневма- тическое на 2 детали	0,15	1	30,0	0,15	0,28
	За	Двусторонний агре- гатно-сверлильный ба- рабанного типа	Базовые поверхно- сти 1, 3, 4, 5. Пневма- тическое—4 шт. на две детали каждое	0,43	1	86,0	0,43	0,81
596
1 вариант. Станки универсального типа										
Выпуск 62 шт. в две смены. Ритм работы пинии г = 13,0 мин										
к ж 1 g	наименова- ние операции	припуск на обра- ботку д опуск на обработ- ку, мм	тип стайка	характери- стика при- способлений	сганкоем- кость. мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	I число раоо- 1 чих в смену	
4а	Фрезерова- ние паза 10		Г оризоп- тально-ф ре- зго Ч гин 6Н8.-< *	Базовые по- верхности 1, 3, 4, 6, 7. Зажим вин- товой руч- ной	1/'	Ста- нок, оп. 6	11,5	1,6	0,11	
5а	Чистовое шлифование, поверхность стыка 5	0,3—0,2	Плоскрцри- фовачьный с ВращаЮ- ЩИМСЯ сто- лом	Базовые по- верхности /, 3, 4, 6, 7. Зажим вин- товой руч- ной	1,6	Ста- нок, Ой. 13	12,3	1,6	0,12	
6а	Зачистка заусенцев	—	Верстак	Вручную	—		—	0,6	0,04	
7а	Проверка обработки	—	Контрольный стоп	—	—	—	—	. —	—	
			Итого		12,6					
15	Зенке рова- ние и раз- вертывание отверстий 14, 9, клейме- ние шатуна	0,4-0,5 0,027	Радиан ьно- сверличьный типа 2ББЗ	Базовые по- верхности /, 2, 5, 8, 8а. Зажим вин- товой руч- ной	5,0	Ш а т Ста- нок, оп. 8	у н а е 38,5	1 сб 0 5,0	ре 0,36	
16	Промывка	—	Моечный бак	—	—	—		0,6	0,04	
17	Сборка шату- на с крышкой		. Верстак	Ручной коловорот	-	-	—	4,0	0,29	
18	Черновая обработка отверстия 10 в сборе	1,0—2,0 0,25	Вертикально- сверлильный типа Л94	Базовые по- верхности 1 2, 8, 8а, 5\ зажим вин- .товой руч- ной	5,0	1	38,5	5,0	0,36	
19	Под учистовое зенкерование отверстия 10, снятие фа- сок 18, 19	0,5—0,6 0,1	То же.	То же	6,5	Ста- нок, оп. 18	50,0	6,5	0,48	
597
Продолжение табл. 75
п	вариант Высокопроизводительное оборудование
Выпуск	1620 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 0,5 мин
№ операции 1	характеристика		станкоем- кость, м&н	количество станков, шт.	загрузка станков. %	трудоем- 1 кость, мая	число рабо- чих в смену
	оборудования	ярмслособленля					
4а	Г оризонтал ьно-фре- зерный полуавтомат	Вазовые поверхно- сти 1, 3, 4, 69 7. Пнев- матическое на две де- тали	0,30	1	60,0	0,30	0,57
5а	Пл оскошлифовальный с вращающимся столом	Базовые поверхно- сти 1,3, 4, ь,7* Пнев- матическое на 18 дета- лей	0,15	Ста- нок, оп. 11	30,0	0,15	0,28
6а	Верстак	Электроинструмент с металлической щеткой	—	—	—	0,13	0,25
7а	Контрольный стол	—	-	—	—	—	—
		Итого	1,33			1,46	2,76
13	с крышкой Агрегатно-сверлиль- ный карусельного ти- па 12-шпиндельный i	Базовые поверхно- сти /, 2,5, 8, 8а. Пнев- матические 3 шт. на поворотном столе, на три детали каждое	0,50	1	100	0,50	0,95
14	Моечная машина	Навешивание на от- верстие 5 и Q	0,20	1	'40	0,10	0,19
15	Верстак, электрогай- коверт Выполнено на опера- циях 5 и 2	Базовые поверхно- сти 1, 2, 8, 8а, 5, Пнев- матическое	—	—	—	1,1	2,08
16	Двусторонний агре- гатный барабанного ти- па 12-шпиндельный	Базовые поверхно- сти 1, 2, 8, 8а и 5. Пневматические — 4 шт. на две детали каждое	0,60	2	to	0,50	0,У6
598
I вариант. Станки универсального типа									
Выпуск 62 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 13,0 мин									
№ операции	наименова- ние операции	припуск на обра- ботку допуск на обработ- ку. мм	станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость, мая 		количество ' станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
20	Чистовое шл ифование поверхно- стей 1. 2, 3, 4	0,1-0,2 0,08	Пл оскошли- фовальный с вращаю- щимся сто- л ом	Базовые по- верхности /, 2, 5, Sa,5. Зажим руч- ной винто- вой	1,6	Ста- нок, оп. 13	12,3	1,6	0,12
21	Пол учисто- вое растачи- вание отвер- стия 10	0,4—0,5 0,15	Вертикаль- но-расточ- ный	То же	3,2	1	24,6	3,2	0,23
22	Чистовое растачивание отверстия 10	0,22-0,25 0,02	Вертикаль- но-расточ- ный	Базовые по- верхности Z, 2, 8, 8а, 5. Зажим руч- ной винто- вой	3,2	Ста- нок, оп. 21	24,6	3,2	0,23
23	Доводка—хо- нингование отверстия 10	0,05-0,06 0,018	Внутришл и- фовальный	Базовые по- верхности 1, 2, 5 10. Зажим вин- товой руч- ной	3,6	1	27,6	3,6	0,26
24	Промывка шатуна	*	Моечный бак	—	—	—	—	0,6	0,04
25	Запрессовка втулки в ма- лую головку шатуна, про- глаживание втулки дор- ном		Ручной пресс	Вручную	1,3	1	10,0	1,3	0,10
26	Снятие фа- сок, доводка отверстий втулок в от- верстии 5	0,22—0,25 0,015	Вертикал ь- н о-сверл ил ь- ный (развер- тывание)	Базовые по- верхности 1 2, 8,,8а, 5. Зажим вин- товой руч- ной	3,5	1	27,0	3,5	0,26
27	Взвешивание и доводка по весу боль- шой и малой головок ша- туна	зо г 1	Специальные весы и ра- диально- сверлильный станок	Базовые по- верхности 2, 8, 8а, 5', двухпози- ционный за- жим вин- товой руч- ной	2,8	Ста- нок, оп. 6	21,5	2,8	0,20
599
Продолжение табл. 75
II вариант. Высокопроизводительное оборудование
Выпуск 1620 шт. в две смены. Ритм работы линии г == 0,5 мин
№ операции I	характеристика		станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка i станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
	оборудования	приспособления					
17	Пл оскошл ифовал ьный с вращающимся столом	Базовые поверхно- сти I, 2, 8, 8а, 5. Пневматическое на 18 деталей	0,43	1	86	0,43	0,81
18	Г оризонтально-рас- точный двусторонний двухшпиндельный	Базовые поверхно- сти 1, 2, 8} 8а, 5. Пнев- матические — 2 шт.	0,80	2	80	0,40	0,76
19	Вертикально-расточ- ный	односторонний двухшпиндельный	Базовые поверхно- сти 1, 2, 8, 8а, 5. Пневматические — 2 шт.	0,80	2	80	0,40	0,76
20	Вертикал ьно-хонин- говальный одношпин- дельный	Базовые поверхно- сти 1, 2, 5, 10. Пневма- тическое поворотное на три детали	0,90	2	90	0,45	0,85
2!	Моечная машина	—	0,20	1	40	0,10	0,19
22	Гидравлический двух- позиционный пресс	Базовые поверхно- сти 1,2,5; без зажима	0,52	1	104	0,52	0,98
23	Двусторонний алмаз- норасточный четырех- шпиндельный. Электро- привод для зенкова- ния	Базовые поверхно- сти 1, 2, 8, 8а, 5. Пневматические—2 шт.	0,90	2	90	0,45 •	0,85
24 1	Специальные весы, двухшпиндельный фре- зерный специальный 4	Базовые поверхно- сти 1, 2, 8, 8а, 5. Пневматическое двухпозиционное	0,45	1	90	0,45 1	0,85
600
I вариант. Станки универсального типа
- Выпуск 62 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 13,0 мин
' № операции 1	наименова- ние операции	припуск на обра- ботку допуск на обработ- ку, мм	тип станка
28	Очистка по- верхности, притупле- ние острых кроток	—	Верстак
29	Промывка шатуна	-	Моечный бак
30	Правка шатуна	0,03	Верстак
31	Проверка об- работки по чертежу и техниче- ским усло- виям		Контрольный стол
Итого: станочных опе- раций 	 ручных 	 контрольных. . .		I вариант 25 9 3	II вариант 26 6 3
		" 1	35
характери- стика при- способлений	станкоем- кость. мин	кол ичество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	.	1 i число рабо- чих в смену
Вручную	—	—	—	2,0	0,14
—	—	—	—	0,6	0,04
Специальное приспособле- ние	— 	—	—	1,8	0,13
Контрольное приспособ- ление	—	—	—	—	—
	77,9 |	10	59,8 |	90,2	6,6
станков . .......................... 10
верстаков ............................. 6
весов.................................. 1
контрольных столов..................... 3
моечных баков ......................... 3
прошивают на гидравлическом прессе. Остальные операции вы-
полняются на сверлильных станках универсального типа, осна-
щенных пневматическими приспособлениями. Вследствие этого
станкоемкость обработки высокопроизводительного варианта
только в 3 раза меньше станкоемкости обработки по первому ва^
рианту, что объясняется недостаточной концентрацией операций
обработки.
Межоперационным транспортным устройством являются угол-
ковые склизы, установленные на уровне 800 мм от пола.^ Балки
на них лежат поперек и вручную передвигаются с одной операции
на другую. При выполнении всех операций второго варианта
процесса на станках автоматической линии трудоемкость обра-
ботки будет снижена до 7—,10 мин.
Трудоемкость обработки деталей в обоих вариантах процес-
са находится примерно в таком же соотношении, как и станкоем-
601
Продолжение табл. 75
	II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
	Выпуск 1620 шт. в две смены. Ритм работы линии г = 0,5 мин							
	№ операции 1	характеристика		станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
		оборудования	приспособления					
	25	Верстак	Электроинструментом и вручную	—	—	—	0,53	1,10
	26	Моечная машина	—	0,20	1	40	0,10	0,19
	27	Верстак	Специальное индика- торное приспособление	—	—	—	0,80	1,51
	28	Контрольный стол	То же	—	—	—	—	—
	станков 		  30 верстаков 	 б контрольных столов	  3			10,53	30	69,7	11,51	21,85
кость, т. е. Т\ = 75,3 мин, Г2 = 26,7 мин. Фактическая трудоем-
кость, подсчитанная по числу рабочих на поточной линии
(рис. 224),
„	420X 2	~	420X13 оо к
Гф1	= 77 мин, Гф2 =—— — 32,5 мин,
^11	4	Юо
или соответственно на 2 и на 23% выше, чем проектная трудоем-
кость.
Минимально необходимый суточный выпуск Qi, целесообраз-
ный для построения поточной линии, можно определить исходя
из объединения всех второстепенных операций в две операции,
т. е. обрабатывая детали на четырех станках при средней за-
грузке оборудования 52% и станкоемкостн 79,8 мин
хч рт\п 820x0,52x4 оо
Qi = -уг--------------- —^д'8 ^-^22 детали.
\ При увеличении загрузки станков до 80% выпуск с этой ли-
нии увеличится до Qi = 35 деталей.
602
Оптимальный выпуск Q2 определяется из средней станкоем-
кости операции:
*ср=— = —и-----1>93 мин-
При такой станкоемкости в поточной линии, состоящей из 14
станков, должно быть црставлено 5 дублеров.
Рис. 224. Планировка оборудования двух вариантов процесса обработки
балки передней оси:
1 — заготовки; 2 — вертикально-фрезерный станок; 3 — радиально-сверлильный
станок; 4 — верстак; 5 — контрольный стол; 6 — готовые детали; 7 — склиз; 8 —
сборник стружки; 9 — четырехшпиндельный продольно-фрезерный полуавтомат;
10 — двенадцатишпиндельный трехколонный сверлильный полуавтомат; 11 — свер-
лильный станок; 12 — гидропресс; 13 — стеллажи для готовых деталей; 14 — ли-
ния поточной сборки
При средней загрузке станков, равной 80%’, оптимальный
суточный выпуск
Q =-pL=	820x0,80—_336 деталей>
Гер	1
Приближенную трудоемкость обработки при различных вы-
пусках, так же как и в предыдущих случаях, определяют по
уравнениям (106) — (ПО).
Среди крупных деталей класса «Некруглые стержни» в
табл. 31 приведен также лонжерон рамы четырехтонного грузо-
вого автомобиля. Длина этой детали — 6380 мм. Ее изготовляют
из 6-миллиметрового стального листа марки 20 в две операции
методом штамповки на листоштамповочном прессе мощностью
2750 т. Первой операцией является просечка контура и 175 от-
верстий диаметром 8—30 мм. На второй операции формуют ко-
робчатое сечение лонжерона (швеллерного типа) переменной вы-
соты по длине лонжерона,
603
За смену бригада из четырех человек штампует около 200
лонжеронов. При затрате на переналадку пресса 4 ч и при пере-
наладке пресса через каждые 4000 лонжеронов трудоемкость их
изготовления будет
~	(420—12) 4 о а
7^л	2QQ ~ мин,
или в 3, 4 раза меньше трудоемкости изготовления балки перед-
ней оси на высокопроизводительном оборудовании. Из этого
сопоставления трудоемкости двух крупных деталей можно выя-
вить большие преимущества метода холодной штамповки перед
другими способами изготовления больших деталей данного
класса.
Небольшая типовая деталь (шатун)
Другой типичной деталью этого класса являются шатуны
поршневых двигателей, компрессоров и других машин (рис. 225).
Кроме обычной обработки деталей этого класса, при обработке
Обработать б сбора
Рис. 225. Шатун бензинового двигателяз
1—19!— обрабатываемые поверхности
отверстий в головках шатуна необходимо выполнить ряд дово-
дочных операций, значительно повышающих трудоемкость изго-
товления деталей. Вообще трудоемкость обработки шатуна яв-
ляется верхним пределом трудоемкостей обработки других де-
талей класса «Некруглые стержни» аналогичных размеров при
одинаковых условиях производства.
В технологической карте (табл. 75) приведены два варианта
процесса обработки этой детали. Рассматриваемый шатун яв-
ляется штамповкой из стали 40 твердостью НВ 210 4-240. Обра-
батываемыми поверхностями являются большая и малая голов-
ка шатуна, их торцы и поверхности, связанные с головками. Дву-
тавровый стержень шатуна не обрабатывают. Отверстия боль-
шой и малой головки обрабатывают с допуском Ad —0,018 мм,
отверстия под болты — с допуском Ad —0,027 мм. Расстояние
между осями отверстий головок должно быть выдержано с до-
604
пуском A /.= 0,1 aim при длине 217 мм. высота большой головки
Ай = 0,08 мм.
При существующем уровне технологии обработки следует
считать более приемлемой раздельную штамповку шатуна и
крышки большой головки. Раздельная штамповка более проста,
при ней расходуется меньше металла и упрощается процесс ме-
ханической обработки детали.
Процесс обработки шатуна соответствует общей схеме техно-
ло!ического процесса обработки деталей этого класса.
На первой операции обрабатываются торцы головок Л 2, за-
тем 3 и < Базами служат необрабатываемые торцы и поверхно*
сти А и Б. Иногда все четыре торца фрезеруются одновременно
или попарно, в этом случае базами являются боковые наружные
поверхности головок и стержень (поверхности 4, Б и 8). На вто-
рой операции начерно и начисто обрабатывается отверстие ма-
лой головки шатуна, затем — боковые поверхности 8 большой го-
ловки шатуна. Торцы 1, 2 или 3, 4, отверстие 5 и поверх-
ность 8 являются постоянными базами для всей последующей
обработки детали. После обработки отверстий и торцов в голов-
ках шатуна выполняют второстепенные операции 6, 7, 13, 15, 16
и 17, а также зачищают острые кромки.
В соответствии с указанным порядком обрабатывают крышки
шатуна. В дальнейшем шатун обрабатывают вместе с крышкой:
начисто обрабатывают отверстия под болты и шатун собирают
с крышкой. В сборе шатун обрабатывают при установке на по-
стоянные базы: торцы 1, 2 или 3 и 4, отверстие 5 и поверхно-
сти 8. Вначале выполняют получистовое растачивание отверстия
большой головки 10, чистовую обработку торцов 1, 2, 3 и 4, аза-
тем — чистовую обработку и доводку отверстий большой голов-
ки шатуна (операции 21, 22, 23) и доводку малой головки (опе-
рация 26) после запрессовки втулок. К последним относятся опе-
рации по зачистке, правке, доводке, по весу и мойке шатуна.
Как и во всех описанных примерах, для первого варианта
процесса принято 10 станков универсального типа: два фрезер-
ных, четыре сверлильных, плоскошлифовальный, внутришлифо-
вальный, расточный и ручной пресс. Второй вариант процесса
оснащен 30 высокопроизводительными полуавтоматами: двух-
рамными протяжными, многопозиционными сверлильно-агрегат-
ными, многошпиндельными расточными, плоскошлифовальными
и хонинговальными полуавтоматами. Все зажимные приспособ-
ления автоматизированы.
Прямые двусторонние поточные линии обоих вариантов про*
цесса оборудованы двойными рольгангами. Шатуны и крышки
передвигаются по рольгангу на подставках.
Трудоемкость обработки шатуна равна: по первому вариан-
ту Л = 90,2 мин, по второму — Гг = 11,5 мин. или в 7,9 раза
меньше.
(Ю5
Фактическая трудоемкость обработки шатуна, подсчитанная
по числу рабочих на поточных линиях,
г 420x8	шоп	-г	420x26 ,Ог
Тj,; » —g-j—	««»108,0	мин. Тф2 ю	—gio—	« 13,5	мин.
т. е. на 20 и на 18% больше расчетной.
Минимально необходимый выпуск Q] деталей, целесообраз-
ный для построения поточной линии, определится по средней
станкоемкости операции Обработку шатуна можно свести
к 10 станочным операциям и минимальному набору станков для
выполнения этих операции. При этих условиях средняя станко-
емкость операции будет <ср1 = ~	~ мин> а мини"
мально необходимый суточный выпуск при средней загрузке
станков на 60% будет
~ Гъ 810x0,6 м
Qj — -т-- = —=-g— = 62 детали.
Ге pi	'
При т] « 85% суточный выпуск деталей с линии увеличится
до 90 шт.
Воспользуемся оптимальной стан коем костью основных опе-
раций поточной линии, которая будет равна 0,35 мин, для опре-
деления оптимального суточного выпуска:
= 21 =	- 1620 деталей.
гср9 и,ОЭ
Указанному выпуску будет соответствовать средняя загруз-
ка станков линии на 70,6%. Однако высокопроизводительный
процесс целесообразно применять и при минимальной средней
загрузке станков г| = 35%, т. е. при суточном выпуске Q2=810
шатунов.
Трудоемкость обработки шатуна при различном выпуске бы*
ла определена по формулам (106) — (110)5
Для рассматриваемых двух вариантов процесса б—1,0-Ь
ч- 1,22, так как
Общее количество элементарных операций к = 64.
Степень концентрации операций по второму варианту про-
цесса
64 о л
3,4,
средняя трудоемкость элементарных операций
/	^,2	1 Л1
С, ==	===== 1,41 MUH,
/э2 = ~'|v~ “° 0>36 мин.
606
На рис. 226 изображен график трудоемкости шатунов при
различном выпуске, построенный по приведенным выше данным
и уравнениям (106) — (НО). На графике приведены также фак-
тические трудоемкости 14 разных деталей класса «Некруглые
стержни», совпадающие с полем кривой.
Тмин
Суточный выпуск
Рис. 226. График трудоемкости обработки деталей класса «Некруглые
стержни» при различных выпусках:
I — кривая, построенная по процессам обработки сложных небольших де-
талей; II — кривая, построенная по процессу обработки шатуна и подоб-*
ных шатуну деталей. Фактические заводские трудоемкости обработки:
1 — балки передней оси трехтонного грузовика; 2 — шатуна компрессора;
3 — коллектора всасывающего и выхлопного; 4 — рычага переключения;
5 — направляющей толкателя; 6 — тормозной колодки; 7 — рычага поворот-*
ного кулака; 8 — сошки руля; 9 — рычага; 10 — серьги передней рессоры;
11 — серьги задней рессоры; 12—14 — вилок переключения
Малая типовая деталь [коромысло толкателя)
В качестве типового для мелких деталей этого класса принят
процесс обработки (габл. 76) коромысла толкателя (рис. 227).
Это сравнительно сложная мелкая деталь. Коромысло изготов*
Рис. 227. Коромысло толкателяз
1—14 — обрабатываемые поверх-
ности
В соответствии с общей схемой
ляют из штампованной
заготовки. Количество об*
рабатываемых поверхно*
стей у данной детали не*
сколько больше, чем у
обычных рычагов. Основ*
ное отверстие 1 обраба*
тывается с точностью до
Ad = 0,027 мм, левый ко*
нец коромысла имеет
форму дуги (поверхность
12), в отверстии 9 имеет-
ся остроугольная канавка
11, отверстия 1 и 9 соеди-
няются канавкой 13, тре-
бующей механической об-
работки.
процесса обработки деталей
этого класса черновыми установочными базами во втором ва-
рианте приняты торец рыча1а 14 и опамнованные поверхности
607
А, Б и В. Последующая обработка детали производится при ба-
зировании на обработанное отверстие 1, торец 2 и концевую по-
верхность 14. В первом варианте базой на первой операции,
кроме торцовой поверхности 10, принят также торец 4 основного
отверстия 1 и наружная поверхность втулки А. Вся последую-
щая обработка по первому варианту выполняется при базиро-
вании на отверстие 1, торец 2 и на концевые поверхности
10 и 14.
Обработка по первому варианту процесса выполняется на
четырех станках универсального типа за шесть станочных опе-
раций с многократной перестановкой и перезакреплением дета-
ли, что приводит к высокой станкоемкости изготовления детали
(14,7 мин). Высокопроизводительный процесс основан на при-
менении лишь двух многопозиционных карусельно-агрегатных
полуавтоматов, в которых на одном станке совмещены различ-
ные виды обработки (рис. 228, а и б).
Так, на шестипозиционном полуавтомате второй операции
совмещены работы сверлильного типа, фрезерование и проши-
вание. Это вполне соответствует твердо установившейся тенден-
ции в развитии технологии массового производства, когда про-
цесс обработки разрабатывают, не исходя из определенных ти-
пов станков, а проектируют и изготовляют специальные много-
позиционные полуавтоматы для оптимального, наилучшего про-
цесса обработки данной детали. Благодаря применению само-
действующих головок и стандартных узлов сроки и стоимость
изготовления этих станков небольшие. Их можно перестраивать
для обработки других подобных деталей при замене зажимных
приспособлений и инструментальных насадок. Для этого тре-
буется только иная установка самодействующих головок. При-
менение многопозиционных карусельно-агрегатных полуавтома-
тов позволило выполнить всю обработку коромысла в две уста-
новки за 1 мин (вместо 14 мин и шести операций).
В высокопроизводительный процесс обработки включена
также моечная машина. Ввиду малого количества станков по-
точная линия для данного процесса не проектируется.
Максимально возможный суточный выпуск Q2 этих полуав-
томатов составляет 1620 деталей в две смены при загрузке стан-
ков на 99%, тогда как максимально возможный суточный вы-
пуск по первому варианту составляет
~	810x0,98
Qi = —g-g— == 140 деталей.
Трудоемкость обработки первого варианта процесса =
= 16,7 мин, второго — Т2 = 1,5 мин, или в 11,1 раз меньше.
Минимально необходимый суточный выпуск Qi деталей, це-
лесообразный для построения поточной линии, определяют исхо-
дя из набора четырех станков универсального типа, т<ч£. мини-
608
Технологическая карта двух вариантов обработки малой
I вариант. Станки универсального типа										
Выпуск в две смены 90 шт. Ритм работы линии г — 9,1 мин										
1 № операции |	наименование операций	припуск на обра- ботку допуск на обра- ботку, мм	тип станка	характери- стика при- способлений	станкоем- кость. мин	количество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
1	Сверление отвер- стия /, зенкова- ние и цекование поверхностей /, 2, 4. Растачи- вание и зенкеро- вание поверх- ностей 1, 3, 5, Развертывание отверстия 7	1,5-2,0 0,027	Вертикально- сверлильный типа 2135	Вазовые по- верхности А, 4, 10, затем А, 2,10. Зажим винто- вой ручной	5,6	 1	61,5	5,6	0,58	
2	Сверл ение отвер- стий 8, 9. Цекова- ние и зенкование поверхностей 6, 7, 10	0,25	Вертикально- сверл ильный типа 2118	Базовые по- верхности /, 2,14. Зажим винтовой ручной	3,5	1	38,5	3,5	0,36	
3	Фрезерование прорези 13	3,0 0,25	Г оризон- тально-фре- зерный типа М680	Базовые по- верхности /, 2, 14. Зажим ручной	1,8	1	19,8	1,8	0,19	
4	Прошивание поверхности 11	2,0 0,25	Кривошипный пресс мощ- ностью 10 т	—	1,0	1	11,0	1,0	0,1	
5	Фрезерование поверхности 12, 14	1,5-2,0 0,25	Горизон- тально-фре- зерный типа Мб80	Базовые по- верхности 1, 2. 10. За- жим ручной	1,9	Оп. 3	20,8	1,9	0,2	
6	Нарезание резь- бы в отверстии 9	—	То же	Базовые по- верхности 1, 2, 14. За- жим ручной	0,9	Оп. 2	10	0,9	0,09	
7	Промывка детали	—	Мочный бак	—	-	—		0,5	0,05	
8	Зачистка заусен- цев и острых углов	—	Верстак	Вручную	—		—	0,5	0,16	
9	Проверка вы- полненных опе- раций	—	Контроль- ный стол	—		—	-	—	—	
			Итого »••«••••••		14,7	4	40,4	16,7	1,73	
609
Таблица 76
детали класса «Некруглые стержни» (коромысло толкателя)
II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
Выпуск в две смены 1620 шт. Ритм работы линии г = 0,5 мин							
№ операции	характеристика		стнкоем- кость мин	кол ичество станков, шт-	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабочих в смену
	оборудования	приспособл ений					
1	Малоагрегатный ста- нок карусельного типа шестипозиционный 10-шпиндел ьный	Базовые поверхности 14, А, Б. В. Пневмати- ческие — 6 шт. на две детали каждое	0,5	1	100	0,5	0,85
2	Малоагрегатный ста- нок карусельного типа шести позиционный восьмишпиндел ьный	Базовые поверхности /, 2, И. Пневматические — 6 шт.	0,5	1	100	0,5	0,85
3	Моечная машина		0,1	1	20	0,1	0,17
4	Верстак	Эл ектроинструмент	—	—	—	0,4	0,68
5к	Контрольный стол		—	—	—	—	
			1,1	3	73	1,5	2,55 ।
20 Зак. 2446
Позиция, Позиция 7	.	Позиция В
Операция Z
Рис. 228. Схемы наладок шестипозиционных малоагрегат*
ных полуавтоматов карусельного типа для обработки ко-
ромысла толкателя бензинового двигателя
611
мяльного количества, обеспечивающего полную обработку ко-
ромысла при загрузке станков на 40%. Суточный выпуск
Q, _	_ 810ХМ0ХА _ 90 деталей.
Фактическая трудоемкость обработки коромысла
Тф1	18,6 яан, Тф2 = 8|о~ = 1,6 мин,
или на 11,2 и 6,5% больше расчетной.
Минимально необходимый суточный выпуск, целесообразный
для применения высокопроизводительного оборудования, будет
найден из условия минимально допустимой загрузки этого обо-
рудования примерно на 35%:
q2 = 810x035x2 = 570 деталей>
Приближенная трудоемкость при различном выпуске дета-
лей будет определяться уравнениями (106) — (НО):
где	= 5
8 = 1,0-1,2; к =18; /и2 = -^- = 4,5;	=	= 0,93 мин\
/э2 = 0,38 мин.
График трудоемкости для различного выпуска деталей при-
веден па рис. 226.
Фактические заводские трудоемкости обработки ряда дета-
лей этого класса различных рамеров для различных выпус-
ков приведены в табл. 77. Процессы обработки перечисленных
деталей оснащены автоматизированными приспособлениями
и частично специализированными станками.
Нанесенные на график (см. рис. 226) фактические трудоем-
кости обработки крупных деталей расположены выше верхней
границы кривой II, построенной по процессу обработки коро-
мысла. Фактические заводские трудоемкости укладываются
в поле двух кривых, построенных по процессам обработки ша-
туна и коромысла при различных выпусках по уравнениям
(106) — (НО), в которых количество элементарных операций
принято также равным 18.
Степень концентрации операций будет соответствовать высо-
копроизводительному процессу шатуна т2 = 2,4, а трудоемкость
элементарных операций /Э1 и t32 будет примерно соответствовать
трудоемкости элементарных операций в процессе обработки ко-
ромысла, т. е. /Э1 == 0,93 мин, tz2 = 0,38 мин при выпусках
Qi — 90, Q2 = 810. Коэффициент, определяющий колебания тру-
доемкости, di = б2 = 1,6 для выпуска Qi и Q2, а для среднего
значения выпуска 6Ср = 1,3.
612
Таблица 77
Фактические трудоемкости различных деталей класса
«Некруглые стержни»
к к £	Наименование детали ч	Габариты, мм	Суточный выпуск, шт.	Трудо- емкость, мин
1	Крупные детали Балка передней оси автомобиля весом Зт 		1480X140x200	300	34,0
2	Средние детали Шатун компрессора		7,1 кг	4—8	212,0*
3	Коллектор всасывающий и выхлоп- ной 		720x176x95	400	10,3
4	Рычаг переключения		550X45	380	5,5
5	Небольшие детали Направляющая толкателей ....	300 X 70X40	780	6,6**
6	Тормозная колодка 		290X140X25 -	1200	5,5
7	Рычаг поворотного кулака ....	250 X 84x35	600	5,7
8	Сошка руля		263Х 24x70	300	3,8
9	Рычаг		290X 70	300	7,6
10	Серьга передней рессоры 		—	600	5,7
11	Серьга задней рессоры 		—	600	6,8
12	Мелкие детали Вилка переключения первая . . .	150X100X105	400	5,1
13	Вилка переключения вторая ....	150X100X105	400	4,4
14	Вилка переключения четвертая . .	150X100X105	400	8,2
*) Снято 30% переработки норм.
**) С учетом переработки норм.
Кривые (см. рис. 226), построенные по формуле
= (111)
и вышеприведенным данным, охватывают фактические завод-
ские трудоемкости всех деталей (табл. 77), за исключением де-
тали 8. Трудоемкость деталей 5 и 6 находится примерно у верх-
ней границы кривой II. Трудоемкости обработки указанных де-
талей могут быть значительно снижены при обработке на мно-
гопозиционных полуавтоматах, примененных во втором вариан-
те процесса обработки коромысла.
Преобразуя формулу (111), можно получить единое выра-
жение для приближенного определения трудоемкости любой де-
613
тали класса «Некруглые стержни» для различных выпусков вве-
дением второго коэффициента с.
После подстановки этог® коэффициента формула (111) при-
мет вид
3^1.6)-^-^.	012)
Для деталей типа балки передней оси с = 2,3 ч- 2,8; для де-
талей типа шатунов с = 2,8—3,5.
Как видно из рис. 226 и табл. 77, только трудоемкость круп-
ных деталей (балки передней оси) не укладывается в границы
кривых. Учитывая недостаточную точность решения задачи,
можно считать приемлемой общую формулу (112) для прибли-
женного определения трудоемкости рационального процесса об-
работки деталей этого класса при любом заданном выпуске.
§ 70. ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ КРЕПЕЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ (БОЛТ И ГАЙКА)
Мелкие крепежные детали (рис. 229) составляют около
40—50%. общего количества деталей любой машины. Поэтому
очевидна особая важность выбора рационального процесса их
изготовления (табл. 78).
Из 800 наименований деталей двигателя и шасси автомоби-
ля, изготовляемых в механосборочном цехе, примерно 400 наи
менований составляют мелкие и крепежные детали. Цех круп
ного автомобильного завода,
вые автомобили, а также
автобусы, изготовляет около
1500 наименований мелких
крепежных деталей, расхо-
дуя ежедневно около 55 т
холоднотянутой стали, или
около 17 000 т в год. Кроме
того, завод получает почти
7з потребного количества
крепежных деталей со спе-
выпускающего грузовые и легко-
Рис. 229. Болт (а) и гайка (6):
циальных метизных пред- 1-7 - обрабатываемые поверхности '
приятий.
Простые по внешней форме крепежные детали изготовляют
при весьма разнообразных процессах. Так, нормальные болты
выполняют, во-первых, из круглого горячекатаного или холод-
нотянутого и шестигранного прутка или из бунтового металла;
во-вторых, болты изготовляют на токарных, токарно-револьвер-
ных, одношпиндельных и многошпиндельных автоматах или на
болтовысадочных, высадочно-обрезных автоматах или на «болт-
мекерах»; в-третьих, шестигранник можно получать либо фре-
зерованием, либо протягиванием; наконец, в-четвертых, полу-
чить резьбу можно нарезанием круглой плашкой, гребенкой,
резьбонарезной головкой, накатыванием (плоскими плашками,
614
Технологическая карта двух ва
—-	I вариант. Станки универсального типа									
	Выпуск 120 болтов и гаек в две смены. Ритм работы линии г = 4,53 мин									
№ операции |	наименование операций	припуск на обра- ботку	тип станка	характери- стика при- способлений	станко- емкость, мин	кол ичество станков, шт.	загрузка станков, %	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену	
		допуск на Обра- ботку, мм								
1 2 3	Вытачивание из круглого прутка 0 25 мм с на- резанием резьбы; все поверхности, кроме поверх- ности 2 Фрезерование шестигранной головки 2 Проверка обра- ботки	6,0 0,2 2,0 Тд	Бс Токарно- револьвер- ный типа 1238 Горизон- тально-фре- зерный типа М680 Контрольный стол	> л т Базовые по- верхности 2, 3. Цанго- вый'зажим Базовые по- верхности 1,6. Зажим вин- товой ручной Резьбовые кол ьца	3,2 1,75	1 1	70,5 38,6	3,2 1,75	0,67 0,36	
1 2 3 4	Итого .... Вытачивание из прутка 0 25 мм Фрезерование Шестигранника Нарезание резьбы Проверка обра- ботки	3 *072 2,0 0,2 3-й класс	Гайка		4,95 1,3 1,75 0,4	2 1	28,7 38,6 8,8	4,95 1,3 1,75 0,4	1,03 0,27 0,36 0,08	
			Токарно- револьвер- ный типа 1238 Горизон- тально-фре- зерный типа Мб 80 Верти- кал ьно- сверл иль- ный типа 2118 Контрольный стол	Базовые по- верхности 2, 3. Цанговый зажим Базовые по- верхности 2, /• Зажим ручной То же Резьбовые пробки						
	Итого . . . ..		4		3,45	1		3,45	0,71	
				Всего ...	8,4	3	61,7	8,4	1,74	
роликами) или шлифованием. Таким образом, обычный болт
имеет 17 различных процессов изготовления, применяемых в ма*
шиностроении.
В технологической карте (см. табл. 78) приведены два ва*
рианта процесса изготовления болта и гайки — простые мало-
производительные процессы на токарно-револьверных станках
из круглого прутка и высокопроизводительные процессы для
615
риантов обработки болтов и гаек
Таблица 78
	II вариант. Высокопроизводительное оборудование							
	Выпуск в две смены 32 500 болтов при ритме г — 0,025 ми			н и 45 000 гаек при ритме г = 0,018 мин				
	№ операции 1	характеристика		станкоем- кость, мин	количество станков, шт.	I загрузка станков, % 	.1	трудоем- кость, мин	число рабо- чих в смену
		оборудования’	приспособлений					
		Болт (I вариант)						
	1	Болтовысадочный станок, совмещающий высад- ку, обрезку шестигранника и нарезку резьбы		0,025	1	100	0,01	0,33
			Итого 		0,025	1	—	0,01	0,33
		Бол т (I	вариант)					
	1 2	Двухударный выса- дочный автомат Формовка и обрезка головки болта	Базовые поверхности /, 3. Автоматический подающий механизм	0,025	1	100	0,01	0,33
		Накатной автомат	Базовые поверхности 1,6 без зажима	0,025	1	100	0,01	0,33
			Итого .......	0,05	2	100	0,02	0,66
		Г a i	I к а					
	1	Гайковысадочный ав- томат	Автоматический по- дающий механизм	0,025	1	100	0,01	0,33
	2	Гайконарезной авто- мат	Базовые поверхности I . 3. Без зажима	0,025	1	100	0,01	0,33
	Итого 				0,05	2	100	| 0,02	0,66
1 1			Всего 		0,125	5	100	0,05	1,65
болта и гайки' на высадочных автоматах из бунтового металла
(рис. 230—232).
Из табл. 78 видно, что трудоемкость изготовления болта по
первому варианту составляет 4,95 мин, в то время как по второ-
му варианту — 0,01 и 0,02 мин, т. е. в 495 или 247 раз меньше.
Соответственно трудоемкость изготовления гайки будет состав-*
лять: по первому варианту—3,45 мин, по второму — 0,02 мин.
616
или в 172 раза меньше. Однако и в настоящее время обычные
болты изготовляют нередко на токарных станках при трудоем-
кости до 19,0 мин.
Кроме высокой производительности и незначительной тру-
доемкости, процесс изготовления крепежных и мелких деталей
методом высадки имеет ряд других преимуществ:
1.	Качество высаженной детали (болт, гайка и др.) значи-
тельно выше качества детали, полученной точением, вследствие
617
уплотнения металла при высадке и отсутствия перерезанных
продольных волокон.
2.	Значительно меньше расходуется металла при высадке.
На изготовление обычного болта диаметром 12,7 мм и длиной
45 мм расходуется 155 г шестигранного прутка, из которых 85 г,
или 55%, идет в стружку. При изготовлении болта на высадоч-
ном автомате расходуется 76 г металла, или на. 70% меньше.
Рис. 232. Схема наладки для высадки
х	и обрезки болта:
1—4 — переходы
Изготовляя за смену 18 000 таких болтов, болтовысадочный ав-
томат ежедневно экономит 1322 кг. стали.
На изготовление гайки из шестигранного прутка, используе-
мого для указанного болта, расходуется 27 г металла. Из них
50%, или 13,5 г, перерабатывается в стружку. При изготовлении
гайки методом высадки из бунтового металла расходуется 19. г
металла. При сменной производительности 25 000 гаек эконо-
мится за смену около 200 кг металла.
3.	Каждый болто- или гайковысадочный станок заменяет
в среднем 17—25 четырехшпиндельных прутковых токарных ав-
томатов. При стоимости одного токарного автомата 4000 руб.
и высадочного— 15 000 руб. затраты на приобретение оборудо-
вания для выпуска 18 000—20 000 болтов или гаек в смену при
токарном варианте будут в среднем на 73 000 руб. больше.
4.	При выпуске одного и того же количества болтов и гаек
производственная площадь будет в 15 раз больше. Так, для вы-
пуска 20 000 болтов или гаек в смену потребуется для 22 токар-
ных автоматов 308 м2 площади и для одного высадочного авто-
мата с приспособлением для бунта — не более 20 м2.
5.	На переналадку высадочного и четырехшпиндельного
пруткового автоматов затрачивается примерно одно и то же
20В Зак. 2446
618
время — около 2—3 ч, т. е. тот и другой автоматы можно пере-
страивать для выпуска различных деталей до 12 наименований
в месяц, что свидетельствует о целесообразности их применения
даже при выпуске нескольких тысяч болтов или гаек в месяц.
Кроме болтов и гаек, методом высадки можно изготовлять
различные мелкие детали, фасонные шпильки, толкатели, фасон-
ные гайки, корпусы электросвечей бензиновых двигателей и т. д.
Совмещение индукционного нагрева и высадки в одном рабо-
чем цикле высадочного автомата позволяет получать методом
высадки более сложные формы деталей. Поэтому следует отка-
зываться от обработки крепежных деталей как на гокарных
и токарно-револьверных станках, так и на четырех- и шести-
шпиндельных прутковых автоматах, заменяя их высадочными
и накатными автоматами.
Для лучшего использования высадочных автоматов при не-
большом выпуске крепежных деталей целесообразно централи*
зовать их изготовление для ряда предприятий.
ГЛАВА XII
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПЛАНИРОВКИ ЦЕХОВ ПО-
ТОЧНО-АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
§ 71. МЕХАНОСБОРОЧНЫЕ ЦЕХИ
Первичными структурными элементами современного меха-
носборочного цеха являются поточно-автоматизированные ли-
нии обработки и сборки. Исходя из этого положения, механо-
сборочный цех поточного производства следует рассматривать
как совокупность поточных линий обработки, объединяемых по-
точной линией сборки в единый непрерывный процесс изготов-
ления машины или ее отдельных агрегатов, узлов.
Любая современная сложная машина состоит из отдельных
агрегатов и узлов. Так, в состав токарного станка входят пе-
редняя бабка, механизм подачи и др., в состав бензинового дви-
гателя— коробка передач, сцепление, масляный насос, привод
водяного насоса и т. д. Отдельные агрегаты монтируются на ма-
шину в собранном и испытанном виде. Они являются взаимоза-
меняемыми с любым другим таким же агрегатом.
В состав узла, агрегата и машины в целом входят не только
детали, изготовляемые в данном механосборочном цехе, но
и изделия, поступающие на сборочную линию извне из других
цехов от предприятий-смежников. К подобным изделиям отно-
сятся роликоподшипники, электроаппаратура, прокладки, дета-
ли из резины, войлока и кожи, арматура, крепежные детали,
пружины и др.
Непрерывность производственного процесса во многом обес-
печивается расстановкой оборудования линий обработки и ра-
бочих мест сборки изделия в последовательности выполнения
операций. С этой точки зрения необходимо стремиться к тому,
чтобы первая операция сборки, в которой участвует данная де-
таль, была смежной с последней операцией ее механической об-
работки. Но так как на одну сборочную линию иногда приходят-
ся десятки поточных линий обработки, то с целью соблюдения
непрерывности процесса линию сборки обычно размещают пер-
пендикулярно линиям механической обработки, причем поточ-
ные линии располагают в порядке последовательности сборки.
Чтобы обеспечить размещение всех поточных линий вдоль линии
сборки, в отдельных случаях может быть целесообразным удли-
нение линии сборки по сравнению с ее расчетной длиной.
При невозможности разместить все поточные линии обработ-
ки с одной стороны сборочной линии их располагают с двух сто-
рон с встречным движением деталей.
Однако при большом выпуске изделий и двустороннее разме-
щение линий обработки не всегда обеспечивает примыкание по*
20В*
620
следних операций обработки к первым операциям сборки этих
деталей. В этом случае поточные линии обработки отдельных
деталей, главным образом мелких, выносят на сторону, а обра-
ботанные детали подают на сборку подвесными конвейерами
либо безрельсовым транспортом. Подвесной конвейер наиболее
эффективен в поддержании непрерывности процесса.
Обеспечивая смежное расположение конечных операций об-
работки и соответствующих операций сборки, перпендикуляр-
ный вариант планировки поточного цеха предопределяет уда-
ленное размещение первых операций обработки деталей от ли-
нии сборки. Для предприятий автомобильной и тракторной про-
мышленности общее удаление первых операций от линии сборки,
т. е. общая длина поточных линий обработки, изменяется в пре-
делах 24—48 м. Несмотря на значительные колебания количе-
ства станков в отдельных поточных и автоматических линиях
(от 6—17 до 60—70), все поточно-автоматизированные линии
данного участка должны укладываться в общую длину потока.
Это необходимо для питания поточных линий заготовками с од-
ного проезда при помощи подвесного или колесного безрельсо-
вого транспорта. Подобное расположение линий обработки уда-
ляет от линии сборки все наиболее пыльные черновые операции
и обеспечивает сосредоточение наибольшего числа отходов
(стружки) у одного проезда. Это облегчает механизацию уда-
ления стружки от станков первых операций.
Размещение различного количества станков в общей длине
потока достигается различными способами построения поточных
линий. На рис. 165 показаны варианты построения участка ме-
ханосборочного цеха с поточными линиями при общей длине по-
тока 30 м. При выборе того или иного способа планировки обо-
рудования поточной линии необходимо исходить из следующих
соображений.
Допустим, что для установки одного станка на поточной ли-
нии, включая проход между станками, требуется площадка дли-
ной I м. Тогда на длине L м может быть размещено станков
л = 4--	(ИЗ)
При общем количестве N станков в процессе обработки дан-
ной детали эти станки можно расположить в р рядов, т. е.
р=4-	<114>
Ряды могут быть с одно- и двусторонним расположением
оборудования. Наиболее короткий путь деталь проходит в про-
цессе обработки при двустороннем размещении оборудования.
Очевидно, при проектировании поточных линий за основу сле-
дует принять двусторонний ряд.
621
При общем количестве станков и рабочих мест W == 2п все
оборудование будет -размещено в одном двустороннем ряду.
При общем числе станков и рабочих мест N > 2п необходимо
строить зигзагообразную поточную линию, подобную линии ко-
ленчатого вала (см. рис. 4). При построении зигзагообразной
поточной линии необходимо иметь в виду, что каждая нечетная
ветвь линии подводит деталь к сборке, а каждая четная ветвь,
наоборот, уводит деталь от сборки. А так как, по условию не-
прерывности процесса, последняя операция обработки должна
примыкать к линии сборки, то зигзагообразная поточная линия
всегда должна иметь* нечетное количество ветвей, т. е. одну, три,
пять и т. д.
Поскольку за основу было принято двустороннее расположе-
ние станков, общее количество двойных ветвей а зигзагообраз-
ной поточной линии будет
.	(115)
При нечетном количестве ветвей а все ветви зигзагообразной
поточной линии будут двусторонними. Если количество а ока-
жется четным, то последнюю двустороннюю ветвь необходимо
разбить на две односторонние ветви. В этом случае общее ко-
личество ветвей возрастет на единицу и будет равно следующе-
му нечетному числу, т.,е. а + 1.
На рис. 4 такой зигзагообразной линией является линия ко-
ленчатого вала, состоящая из трех двусторонних и двух одно-
сторонних ветвей. На рис. 165 приведены схемы расположения
поточных линий на длине потока L с количеством оборудования
и рабочих мест на линиях N = 0,5/г; и; 2п\ Зп; 4п\ 5п.
Непрерывность процесса производства будет нарушаться при
наличии в поточном цехе склада заготовок, промежуточных кла-
довых и кладовых готовых деталей. Попадание деталей в кладо-
вые и на склады приводит к дополнительным транспортным опе-
рациям и создает необходимость ведения складского учета.
В правильно построенном механосборочном цехе поточного про-
изводства кладовые для хранения деталей отсутствуют, заготов-
ки деталей поступают из заготовительных цехов или с общеза-
водских складов непосредственно к началу поточных и автома-
тических линий, где для них отводят небольшие площадки. За-
пас заготовок на поточной линии должен обеспечивать работу
поточной линии до получения следующей партии заготовок. Тор-
товые детали хранятся на стеллажах в конце поточных линий
и на рабочих местах сборочной линии. Недопустимо выносить
с поточных линий контрольные пункты; нежелательно выпол-
нять вне поточной линии любые операции, входящие в техноло-
гический процесс обработки, например даже такие, как окраска,
термическая обработка, гальванические покрытия и т. д. В этих
случаях, как правило, нарушается непрерывность процесса,
622
удлиняется цикл изготовления изделия, понижается производи-
тельность труда.
Готовые изделия, поступающие из других цехов, также сле-
дует подавать на рабочие места сборочной линии. Здесь необхо-
димы специальные стеллажи для их хранения. Количество гото-
вых изделий на рабочих местах сборочной линии должно обес-
печивать нормальную ее работу до получения очередной партии.
Чтобы обеспечить нормальную подачу деталей на сборку
с помощью безрельсового транспорта, необходимо предусматри-
вать возможность свободного подъезда автомобилей, автотяга-
чей, электрокар и т. д.
При высоком темпе выпуска деталей наиболее целесообраз-
на подача деталей, изготовляемых вдали от сборочной линии,
при помощи подвесных конвейеров толкающего типа, с подачей
деталей к месту их потребления. В этом случае не требуется
место для хранения запаса готовых деталей, ветви конвейера
являются складом, обеспечивается строгая ритмичность и не-
прерывность подачи. Во многих механосборочных цехах поточ-
ного производства имеются: индивидуальные поточные ли-
нии— для обработки трудоемких деталей, спаренные и группо-
вые поточные линии — для небольших деталей, технологически
замкнутые участки — для мелких деталей. Так, в механосбо-
рочном цехе, выпускающем более 100 бензиновых двигателей
в две смены и изготовляющем детали 155 наименований
на индивидуальных поточных линиях, обрабатывается 23,9%
деталей от общего количества наименований, на спарен-
ных— соответственно 16,8%, на групповых — 21,9%' и на техно-
логически замкнутых участках — 37,4% деталей.
Существенное значение имеет установление оптимальной ве-
личины поточного цеха, оцениваемой в первую очередь количе-
ством оборудования и числом рабочих. В практике вопрос
о величине цеха нередко решается совершенно случайно. Поэ-
тому поточные цехи на предприятиях машиностроения иногда
имеют несколько десятков станков и 100—150 рабочих, в других
случаях— 1000—1500 станков и 2000—3000 рабочих.
Опыт показывает, что расходы на содержание всего обслу-
живающего персонала и некоторые другие издержки цеха яв-
ляются минимальными в более крупных цехах. Однако нельзя
забывать, что чрезмерная величина цеха затрудняет управление
им, так как руководство цеха не успевает своевременно решать
все возникающие технические и организационные вопросы, и это
отрицательно сказывается на работе. Таким образом, для опре-
деления величины цеха, кроме числа рабочих и количества стан-
ков, следует исходить также из нормальной загрузки руководя-
щего персонала цеха, конечно, имея в виду надлежаще подго-
товленный персонал. В любом цехе, кроме определенных систе-
матически повторяющихся, требующих быстрого решения задач,
623
возникает ряд непредвиденных технических вопросов, вызывае-
мых, например, выходом из строя некоторой части рабочих мест,
некомплектностью снабжения, нарушениями технологических
режимов и другими причинами. Многие из этих вопросов ре-
шают в первую очередь наладчики и мастера с помощью или
без помощи вспомогательных служб цеха и затем, если это им
не удается, вмешивается начальник цеха. Общее количество во-
просов, разрешаемых цеховым персоналом, не должно превы-
шать возможностей этого персонала. Если на разрешение одно-
го вопроса начальнику цеха требуется, например, 10 мин, то
всех вопросов должно быть не более 40 в течение рабочего дня.
При большем количестве вопросы не будут своевременно и пра-
вильно разрешены.
Анализ работ цехов поточного производства показывает, что
оптимальным можно считать поточный цех с 500—700 едини-
цами оборудования и с 1000—1500 рабочих. Один мастер дол-
жен обслуживать от 15 до 30 станков при помощи 2—4 налад-
чиков. В составе поточного цеха может быть 5—8 отделений или
участков.
В механосборочных цехах поточного производства в настоя-
щее время имеется две системы технологического обслужива-
ния. На одних предприятиях технолог устанавливает процесс
обработки и схемы наладки, не касаясь трудоемкости процесса,
которую определяет нормировщик; на других заводах технолог,
создавая процесс обработки, определяет также его трудоем-
кость. Необходимо рекомендовать единственно правильную ор-
ганизацию технологической службы, предусматривающую
объединение в лице технолога как разработку процессов, так
и нормирование их.
§ 72. ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ЦЕХИ
1.	Литейные цехи
Современные литейные цехи обычно строят по поточному
принципу. Литейные процессы в них широко механизированы
и автоматизированы (см. рис. 95).
Металл плавят в вагранках и электрических печах. Формы
заливают на движущихся горизонтально-замкнутых конвейерах.
Залитая форма, проходя по возвратной ветви конвейера в тече-
ние 20—30 мин, охлаждается. В конце возвратной ветви кольце-
вого конвейера деталь освобождается от земли. Опоки выби-
вают при помощи механизированных или автоматизированных
решеток. Раскаленную отливку подвешивают на подвесной кон-
вейер, который через охладительную галерею подает отливку
в очистное отделение. Литье очищают также на поточных ли-
ниях, оснащенных рольгангами или столами и оборудованием,
размещаемым по ходу процесса очистки. Очистка литья завер-
624
шается мойкой, проверкой и окраской детали. Принятые детали
можно немедленно отправлять на обработку в механосборочный
цех с помощью безрельсового транспорта либо на подвесном
конвейере. Наиболее эффективным является подвесной конвейер
толкающего типа, обеспечивающий автоматическую разгрузку
деталей в начале линий их обработки. Часть деталей поступает
на склад готового литья. Здесь хранится страховой запас отли-
вок для обеспечения работ поточных линий механического цеха
на случай прекращения нормальной работы одного из звеньев
литейного поточного процесса. Стержни также изготовляют на
поточных линиях в обособленном помещении.
По такому же принципу строят литейные процессы для из-
готовления отливок из ковкого чугуна. Различие состоит только
в том, что эти отливки дополнительно проходят процесс отжига.
Литейные процессы под давлением менее сложны. Их можно
легко встраивать в поточные линии механической обработки
деталей.
2.	Кузнечные цехи
Даже на передовых предприятиях машиностроения кузнеч-
ные процессы построены без соответствующего использования
принципов поточности (см. рис. 10). В современных кузницах
в один комплекс объединяют только операции нагрева, штам-
повки и обрезки облоя. Термическую обработку, очистку и прав-
ку штамповок обычно выполняют в обособленных отделениях —
термическом и очистном, что нарушает непрерывность процесса
и создает большие заделы деталей в этих отделениях. При высо-
ком темпе выпуска это приводит к накоплению большего коли-
чества незаконченных обработкой штамповок, загромождаю-
щих проходы и все свободные площадки, к увеличению заделов
и неритмичности процесса при массовом выпуске деталей.
Между тем термическую обработку заготовок вполне можно
совместить с операциями штамповки, размещая термические пе-
чи рядом с ковочными агрегатами по ходу процесса. Внедрение
дробеметной очистки, заменяющей операцию травления, приме-
нение соляных ванн для термической обработки штамповок
обеспечивает возможность включать и эти операции (см. рис. 94)
в общий поток кузнечного процесса.
Применение новых высокопроизводительных механических
ковочных прессов и машин, совмещающих в одном рабочем цик-
ле индукционный нагрев и штамповку, позволяет отказаться от
операций очистки, а также обеспечивает ритмичную непрерыв-
ную выдачу штампованных заготовок.
К сожалению, в действующих цехах трудно перестроить про-
цесс штамповки, так как невозможно переставить кузнечное
оборудование, смонтированное на громоздких фундаментах. Не-
625
обходимость оставления на месте основного ковочного оборудо-
вания значительно сужает возможности внедрения поточности
в кузнице. Более просто поточный способ процессов штамповки
можно осуществить при проектировании новых кузнечных цехов.
3.	Прессовые цехи
В прессовых цехах машиностроительных предприятий толь-
ко очень незначительную часть процесса строят по поточному
принципу, главным образом линии сборочных и других непрес-
совых операций. Примером последних может служить изготов-
ление бензобаков, воздушных баллонов и других деталей в прес-
совых цехаХ автомобильного завода. Две половины бензобака
штампуют на прессах партиями, т. е. не по поточному принципу.
Все же последующие операции — приварка перегородок, сварка
двух половинок бензобака, приварка штуцеров, горловины, про-
пайка некоторых мест и т. д.— выполняют на поточной линии.
Прессы расставляют не по процессу штамповки одной или
нескольких деталей, а по группам оборудования с учетом обыч-
ной последовательности операций (рис. 233): вальцы, просеч-
ные прессы, вытяжные прессы одинарного и двойного действия,
различные обрезные 'прессы для просечки, гибки, отбортовки
и других работ. Мелкие прессы расставляют по типоразмерам.
Пример такой планировки приведен на рис. 233, а.
Особенностью процессов листовой штамповки является высо-
кая производительность листоштамповочных прессов. Средняя
сменная производительность крупных прессов — около 1000,
мелких — 7000—10 000 деталей. Поэтому для создания полного
потока (рис. 233, б) необходим выпуск около 2000 изделий в сут-
ки. Столько продукции выпускают только очень крупные авто-
мобильные заводы. Выпуск большей части прессовых цехов
в 4—12 раз меньше, поэтому за одним прессом закрепляют не
одну деталь, а детали 8—10 наименований, причем их изготов-
ляют партиями.
Переналадка прессов — довольно трудоемкая операция. Круп-
ные вытяжные прессы переналаживают 6—8 ч и даже больше.
Поэтому, чтобы избёжать резкого снижения производительно-
сти прессов, необходимо детали штамповать крупными партия-
ми — по 5000—10 000 шт.
При большой номенклатуре деталей прессового цеха и штам-
повке их крупными партиями необходимо иметь большие склад-
ские площади для хранения значительного количества полуоб-
работанных и готовых деталей. Кроме того, между отдельными
прессами скапливаются обрабатываемые детали, мешающие
нормальному протеканию процесса штамповки. Поэтому приме-
нение принципа потока, при котором каждая деталь передается
с одной операции на другую, а отштампованная — на склад го-
Склад материала
Заготовительное отделение
Проезд__ _______________ _
~[Тддпдльныи тоннель~длядд~аления ддЬезкод~
Рис. 233. Общепринятая планировка оборудования прессового цеха_
Склад eornodbi* деталей
627
товой продукции, резко повысит производительность труда и ка-
чество изготовляемых деталей. Принцип полного потока осу-
ществлен на отдельных участках штамповки крупных деталей
Московского и Горьковского автомобильных заводов.
Поточность штамповки лучше обеспечивается при планиров-
ке оборудования, показанной на рис. 234. По этой планировке
листовой металл в вагонах подается в пролет А, где его склады-
вают и разрезают на заготовки.
ч)
Железнодорожный ввод_______।
Склад металла а заготовительное отселенае
I Резка Пролет /! | резк^ [
заготовок ( заготовок |
Пресс г-во ведствияХПресс 1-го действия
га
O Z
£
5
Оп.
3
_7_-
Оп.
3
Оп.11
оп.
fc 1
►Гт
’Г*
О [On
Пресс
@Ц'12 з 4
lo
E5
ч»
I	r	-------
/ Под стад ка	®
для рулона ленты
выход готовой
детали

Проезд
Проезд
Рис. 234. Рациональная планировка оборудования прессового цеха
Чтобы обеспечить выпуск деталей 5—10 наименований, на-» '
бор прессов и другого необходимого оборудования расставляют
в порядке выполнения операций. На рис. 234, а примерная по-
следовательность выполнения операций показана стрелками
и цифрами.
Основной вытяжной пресс ставят в торце пролета фронтом
к заготовительному отделению. Таким образом, загружать за-
готовку в пресс можно из заготовительного отделения. Пройдя
операцию первой вытяжки, детали последовательно передаются
на следующие прессы, как показано стрелками. Необязательно
прохождение каждой деталью всех восьми единиц оборудования,
например деталь, изготовляемая в пять операций, пройдет толь-
ко через пять прессов и т. д. После окончания штамповки пар-
тии одной детали все прессы переналаживают на штамповку
628
второй детали и т. д., т. е. по принципу переменно-поточной
линии.
Такой же переменно-поточный способ штамповки можно осу-
ществить при расстановке оборудования по схеме, показанной
на рис. 234, б. На этой планировке прессы расставлены в один
ряд, все рабочие находятся с одной стороны.'Детали заклады-
вают и вынимают только с одной стороны. Изготовляемая де-
таль передается с одной операции на следующую при помощи
транспортного устройства, расположенного сзади рабочего.
Межоперационным транспортным устройством могут служить
склизы, рольганги, подвесной конвейер, транспортерная
лента и др.
Передача каждой штампуемой детали на следующую опера-
цию может совершаться при расстановке прессов также по схе-
ме, изображенной на рис. 233,6. Однако такое расположение
прессов менее удобно для поточной штамповки, так как около
каждого пресса должны находиться два рабочих: один — с пе-
редней и второй — с задней стороны пресса. Между прессами
всегда будут лежать обрабатываемые детали, мешающие обслу-
живать прессы. Установка транспортерного устройства между
прессами позволяет сократить число рабочих, но не устранит не-
удобства обслуживания прессов, так как рабочее место будет
занято транспортерным устройством. Поэтому способ расста-
новки прессов по схеме, изображенной на рис. 233, б, нужно счи-
тать неудовлетворительным. Более целесообразной следует при-
знать расстановку оборудования по другой схеме (рис. 234, лив).
При планировке прессового оборудования по схеме, изобра-
женной на рис. 234, необходимо исходить из закрепления за
группой оборудования подобных деталей 8—10 наименований
и их полного изготовления на таком участке, т. е. включать
в набор оборудования также непрессовое оборудование (свароч-
ные машины, специальные приспособления и даже станки для
механической обработки), если это необходимо для полного из-
готовления детали. Это будут переменно-поточные линии. Пла-
нировки прессового оборудования, подобные планировкам схе-
мы на рис. 234, л/осуществлены на некоторых участках прессо-
вых цехов Горьковского автомобильного завода.
Огромное преимущество перед другими методами штамповки
имеет штамповка средних и крупных деталей из широкой ленты
(до 1,5 м) на прогрессивных штампах и прессах новой конструк-
ции, совмещающих до четырех-пяти операций (рис. 234, в и 142).
Лента подается сквозь левую боковую стойку пресса, отштампо-
ванная деталь поступает через проем правой стойки. При про-
грессивном методе штамповки отпадает необходимость устанав-
ливать деталь многократно, так как все операции совершаются
на одном прессе. Один такой пресс выполняет работу четырех-
пяти обычных прессов и обеспечивает возможность полной ав-
629
томатизации процесса штамповки. Необходима разработка кон-
струкций таких прессов и внедрение их в машиностроение. Про-
грессивная штамповка из широкой ленты внедрена в прессовых
цехах автомобильного завода Форд и др.
§ 73.	ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ЦЕХИ
Нельзя считать целесообразной еще широко применяемую
в настоящее время в инструментальных цехах расстановку обо-
рудования группами по типам: строгальные, токарные, фрезер-
ные, сверлильные, шлифовальные и другие станки. Несмотря
на очень большую и непостоянную номенклатуру изготовляемой
продукции, планировку оборудования инструментального цеха
нужно осуществлять в виде технологически замкнутых участ-
ков. Для этого изготовляемую цехом продукцию необходимо
разбить на сходные технологические группы. В одну группу сле-
дует включить инструменты, имеющие - подобный технологиче-
ский процесс обработки, основанный на использовании одинако-
вого оборудования для изготовления всех инструментов данной
группы. Средние и крупные инструментальные цехи должны со-
стоять из двух отделений: одного — для инструмента и дру-
гого— для приспособлений и станков.
Инструментальное отделение целесообразно разбить на сле-
дующие технологически замкнутые участки: 1) резцы; 2) осе-
вой инструмент (зенкеры, развертки, метчики, сверла и т. д.);
3) сложный инструмент (фрезы, протяжки, резьбовые головки
и т. д.); 4) зуборезный инструмент; 5) подсобный инструмент
(инструментальные державки); 6) инструмент для высадочных
станков; 7) измерительный инструмент.
Отделение приспособлений и станков можно разбить на сле-
дующие технологические замкнутые участки: 1) корпусы; 2) ва-
лы и различные детали; 3) мелкие детали; 4) прессформы
и 5) сборка.
Количество станков на участке может колебаться в пределах
10—30 единиц. Участок должен возглавлять мастер. При боль-
шем количестве станков следует создать несколько участков,
закрепляя за каждым часть общей номенклатуры деталей.
ГЛАВА XIII
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ БЕЗОСТАНОВОЧНОГО ПЕРЕВОДА
ЗАВОДА ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА НОВУЮ МО-
ДЕЛЬ МАШИНЫ
§ 74.	НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
СЛУЖБЫ ПРЕДПРИЯТИЯ
Содержание и, форма технологической подготовки производ-
ства вытекают из сущности поточного производства. Непрерыв-
ность процессов поточного производства, тесная связь между
различными фазами поточного производства, единые технологи-
ческие принципы, применяемые при построении самых разнооб-
разных поточных процессов (литейных, кузнечных, листовой
штамповки, деревообрабатывающих, механической обработки,
сборочных и т. д.), требуют единой методики в подготовке по-
точного производства.
Из этого требования вытекает необходимость создания еди-
ной, охватывающей все производственные процессы технологи-
ческой службы поточного производства. Единая технологиче-
ская служба должна иметь своим объектом весь технологиче-
ский комплекс заготовительных производств, холодной и терми-
ческой обработки металлов, сборки, а также всех специфических
процессов, выполняемых на данном предприятии.
Из описанного выше следует, что в настоящее время во мно-
гих случаях в классическом делении производственной структу-
ры завода стираются грани между литейными, кузнечными, ме-
ханическими, термическими цехами и участками. Выше приво-
дились примеры построения поточных линий механической об-
работки, включающих кузнечные, литейные процессы, термиче-
скую обработку, сварку, гальванические покрытия и т. д.
В СССР давно работают автоматические линии, совмещающие
механическую обработку, химические и горячие процессы, лу-
жение, заливку баббитом или свинцовистой бронзой и т. д. За
рубежом широко внедряются многопозиционные полуавтоматы
механической обработки, выполняющие в комплексе с металло-
обрабатывающими операциями также и термическую обработку
деталей. В радиопромышленности в поточных линиях произво-
дится процесс пайки в вакууме и т. д.
При подобном современном направлении развития техноло-
гии машиностроения «классическое» разделение технологиче-
ской службы на «горячую» и «холодную» мешает созданию и со-
вершенствованию комплексной технологии. Невозможно успешно
„ разрабатывать комплексную технологию при разделении завод-
ской технологической службы на независимые участки метал-
лурга, технолога, механика, химика и т. д. Новая комплексная
631
технология, которую в ряде случаев некому разрабатывать, так
как она не подходит ни под один старый технологический про-
филь, развивается недостаточно. Ликвидации этого недостатка
может способствовать создание единой технологической службы
предприятия, которая будет постепенно воспитывать технологов
широкого профиля, способных создавать комплексную техноло-
гию для самых разнообразных процессов поточного про-
изводства.
Для обеспечения более быстрой подготовки й внедрения
в производство новых технологических процессов важное значе-
ние имеет включение в состав единой технологической службы
предприятия также инструментальных цехов, обеспечивающих
изготовление оснащения для новых и совершенствуемых
процессов.
Решающим фактором организации поточно-автоматизиро-
ванного производства является его технологическая подготовка,
во многом предопределяющая эффективность работы предприя-
тия, выпускающего данную продукцию. В объем технологической
подготовки производства входят расчленение производства дан-
ного изделия на определенные фазы и процессы, разработка
всех технологических процессов изготовления изделия, выбор
типов и определение количества оборудования, разработка тех-
нологических схем специального оборудования, проектирование
и изготовление оснастки для процессов и поточных линий, вклю-
чая межоперационные транспортные и подъемно-транспортные
устройства, планировка оборудования, инструктаж рабочих, ма-
стеров и наладчиков при внедрении запроектированных техно-
логических процессов. Следует подчеркнуть, что современную
технологию для поточно-массового производства часто разра-
батывают не на основе имеющегося или изготовляемого обору-
дования, а наоборот, по вновь разработанной комплексной тех-
нологии проектируют и строят самое разнообразное оборудова-
ние. Основой для проектирования и изготовления специального
оборудования являются технологические принципиальные схемы
наладок и специального оборудования, разрабатываемые
технологом.
В технологической подготовке поточного производства су-
щественное значение имеет технологическая документация. Чем
больше объем технологической документации, тем больше вре-
мени и труда требуется для ее разработки, тем труднее обеспе-
чивать своевременную ее корректировку и поддержание в соот-
ветствии с требованиями производства. Технологическая доку-
ментация, действующая в поточном производстве, должна быть
максимально краткой и простой.
Основными технологическими документами в поточном про-
изводстве должны быть комплексные технологические карты,
632
чертежи или схемы наладок, планировки оборудования и специ-
фикации оборудования и инструмента.
Комплексные технологические карты должны содержать
краткую характеристику процесса изготовления детали или
сборки изделия, размеры припусков и допусков на операциях,
характеристику оборудования и оснащения процесса, основные
данные для режима работы оборудования, станко- и трудоем-
кость каждой операции.
На чертежах и в схемах наладок многоинструментных стан-
ков должны быть указаны расположение и порядок работы ре-
жущих инструментов. Для одноинструментных наладок схе-
мы составлять не следует; это значительно сократит объем тех-
нологической документации. В связи с этим не следует также
создавать инструкционных (операционных) карт для одноин-
струментных наладок.
Планировки оборудования поточных линий обработки и сбор-
ки должны содержать не только размещение оборудования, но
и указания о расстановке рабочих, расположении межопера-
ционного транспорта и подъемно-транспортных устройств, мест
хранения заготовок, готовых деталей и страховых заделов.
Спецификация оборудования, инструмента, карты нормиро-
вания являются подсобными документами.
Все принятые к осуществлению технологические проектиров-
ки должны быть основаны на экономической проверке и анализе
их экономической эффективности.
Поэтому нельзя считать правильным отделение экономики
процесса от его составления, как это делают некоторые пред-
приятия, отнимающие от технолога нормирование процессов
и передающие его специально созданным для этого органам.
Целью разработки любого технологического процесса является
изготовление детали с минимальными трудоемкостью и себе-
стоимостью. Как же технолог может выполнить это условие,
если, составляя процесс, он не рассматривает его эффектив-
ность после внедрения и т. д.?
Раздельное выполнение работ по проектированию техноло-
гических процессов и их нормированию недопустимо на совре-
менном этапе развития машиностроения. Оно является пережит-
ком прошлого, когда не требовалась детальная разработка тех-
нологических процессов, когда высококвалифицированный ра-
бочий, руководствуясь своим опытом, обрабатывал деталь от
начала до конца, не имея документально зафиксированного тех-
нологического процесса. Для определения норм времени и рас-
ценок нужен был нормировщик.
В современном поточном производстве детали изготовляют
на основе детально разработанного и зафиксированного техно-
югического процесса, поэтому и вопрос о совмещении проекти-
633
рования технологического процесса и его нормирования приоб-
ретает особую актуальность.
Разрабатывая технологический процесс, технолог намечает
применение определенных приспособлений, инструментов, режи-
мов резания и, сравнивая один процесс с другим, выбирает са-
мый выгодный из них. Цель разработки такого процесса — до-
стижение минимальных трудоемкости и себестоимости опера-
ции, обеспечение безопасности и максимального удобства в вы-
полнении работы.
При поточной организации производства норма времени на
операцию и на деталь в целом имеет особенно важное значение.
Ее устанавливают с учетом ритма поточного производства. Нор-
ма времени является основой для выбора типов оборудования,
обеспечивающего выполнение нормы и поддержание ритма,
а также для определения количества потребного оборудования
и числа рабочих.
Отделение нормирования от проектирования технологических
процессов связано с двойным ущербом. Во-первых, при разра-
ботке процессов технолог руководствуется уже не определенной
величиной нормы, а только общими соображениями, и поэтому
качество разработки технологических процессов неизбежно
снижается. Во-вторых, нормировщик, не являясь автором техно-
логического процесса, не может правильно рассчитать норму
времени, так как для технически обоснованного нормирования
необходимо точно представлять себе конструкцию приспособле-
ния, способ установки детали в приспособлении, зажима, подво-
да и отвода инструмента и т. д. Пока технологический процесс
не осуществлен, нормировщику это сделать трудно. Поэтому не-
избежны ошибки в нормировании, приводящие к большому
ущербу, особенно в поточно-массовом производстве, в котором
время учитывают не по минутам, а по секундам. При подготовке
производства новых машин недопустимо отделять нормирование
от технологии; всей этой работой должен руководить только
технолог.
§ 75.	МЕТОДЫ ПЕРЕВОДА ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА НОВУЮ
МОДЕЛЬ МАШИНЫ
Несмотря на большой ойыт предприятий в переводе поточ-
ного производства на выпуск новых моделей машин, в отечест-
венной и зарубежной технической и экономической литературе
не дается анализ и обобщение этого опыта, а также какие-либо
рекомендации по самому выгодному методу перевода.
Для перевода производства на выпуск новой модели необхо-
димо после тщательного изучения всех вопросов, связанных с та-
кой перестройкой, разработать и обосновать рациональный план
выполнения сложного комплекса работ в наиболее благоприят-
ных сочетании и последовательности,
634
- В основе этого плана должны быть технические и организа-
ционные мероприятия, которыми можно обеспечить перестройку
производства в определенные сроки, с минимальными затрата-
ми средств, труда и времени.
Анализ перестройки поточного производства крупными оте-
чественными и зарубежными предприятиями позволил устано-
вить, что до последнего времени применяли два метода: 1) ме-
тод с временным прекращением выпуска продукции; 2) парал-
лельный метод перехода.
Переход с временным прекращением выпуска продукции.
Суть этого метода заключается в том, что к моменту перехода
на новую модель машины прекращается выпуск старой моде-
ли, после чего самыми быстрыми темпами выполняется перепла-
нировка действующего и монтаж нового оборудования, изготов-
ляется оснастка, инструмент, производится оснащение оборудо-
вания новой оснасткой, наладка новых поточных линий и, на-
конец, запуск в производство новой машины. Освоение произ-
водства новой машины ввиду недостаточности, предварительной
подготовки обычно протекает крайне медленно. Завод на неко-
торое время полностью прекращает выпуск продукции и затем
достигает прежнего уровня выпуска только через несколько
месяцев.
Этот метод перевода производства на новую модель в техни-
ческом и организационном отношении наиболее прост. Харак-
терным примером осуществления этого метода является пере-
вод производства заводами Форда с выпуска автомобиля моде-
ли Т на новую модель автомобиля А, произведенный в 1927—
1928 гг. К моменту перехода Форд имел испытанную, конструк-
тивно и технологически отработанную новую модель автомоби-
ля А, для которой была разработана технология производства
и заказаны специальное оборудование, приспособления и ин-
струменты.
На этом этапе Форд прекратил производство старой модели
и приступил к перестройке завода на выпуск новой модели. Пе-
рестройка производства сопровождалась увольнением большей
части рабочих.
На период перестройки на заводе были оставлены только
мастера, наладчики, инструментальщики, монтажники, ремонт-
ники и немногие производственные рабочие.
Предполагалось остановить завод на 6 недель. Фактически
завод простоял 6 месяцев. Намеченный выпуск автомобилей
новой модели с крупным ежемесячным приростом фактически
не был осуществлен *.
Переход с приостановкой выпуска был совершен Москов-
ским автозаводом в 1930—1931 гг. при переходе на выпуск ма- •*
•* Беляев Н. Генри Форд Журнально-газетное объединение, 1935,
635
шины АМО-3 с машины АМ0-Ф15. Автозавод полностью про-
стоял около 5 месяцев, затем выпуск машин медленно нарастал.
Проектного выпуска завод достиг только через 8—10 месяцев.
По этому же методу на Харьковском тракторном заводе был
осуществлен в 1937—1938 гг. перевод производства с колесных
тракторов на гусеничные. Выпуск колесных тракторов пол-
ностью был прекращен в течение 5 месяцев, а затем медленно
наращивался выпуск новых гусеничных тракторов. Через 6 ме-
сяцев после перехода на новую машину завод не достиг еще
прежнего уровня выпуска тракторов. Несомненно, что мате-
риальные потери завода были весьма значительны, так же как
и потери Московского автозавода. Для заводов с 20 000 рабо-
тающих эти потери только по заработной плате составляют
10—12 млн. руб., поскольку в наших условиях работающие на
период перестройки не увольняются.
По этому методу осуществляли перевод производства на но-
вые модели авиационные заводы, а также заводы других отрас-
лей машиностроения.
Приведенные примеры показывают, что метод перехода
с прекращением выпуска сопряжен с большими потерями (за-
трата средств и потери выпуска продукции). Поэтому, несмотря
на наименьшую организационную и техническую сложность, он
в настоящее время совершенно неприменим.
Опыт, накопленный отечественными заводами поточного про-
изводства, позволяет считать, что методом перехода на новую
модель с длительной остановкой завода в настоящее время не
должен пользоваться ни один завод поточного производства.
Параллельный метод перехода. Он назван «параллельным»
потому, что его основой является создание временных механиче-
ских цехов для выпуска небольшого количества новой модели
машиньг параллельно продолжающемуся выпуску старой
модели.
Во вновь созданных параллельных цехах налаживают и опро-
бывают оборудование, обучают мастеров и рабочих и осуществ-
ляют пробный выпуск партии новых машин по новой техноло-
гии. После этого производство в параллельных цехах прекра-
щают, одновременно завершают выпуск старой модели в основ-
ных цехах. Затем оборудование параллельных цехов демонти-
руют, передают в основные механосборочные цехи, которые пе-
репланируют и переоборудуют для выпуска новой машины. Этот
метод позволяет значительно сократить период полного простоя
предприятия и сроки освоения новой машины.
Параллельный метод перехода был осуществлен заводом
фирмы Дженерал Моторе в конце 1928 г. следующим образом.
В спешно построенном специальном временном заводе' новых
двигателей было опробовано оборудование, выверены приспо-
собления и инструменты. После отладки поточных линий меха-
636
нической обработки параллельного завода и сборки около
300 новых двигателей основной и параллельный заводы были
остановлены для совместной перепланировки и перестройки на
выпуск новой машины, причем оборудование параллельных це-
хов временного завода было демонтировано и вновь смонтиро-
вано на основном заводе.
В результате примененного метода перевода производства
на выпуск новой модели заводы фирмы «Дженерал Моторе»
простояли только 1,5 месяца.
Значительное сокращение переходного периода было резуль-
татом примененного параллельного метода перехода.
Когда завод Форда вел наладку технологических процессов
новой модели во время простоя завода, вслед за окончанием
монтажа завод фирмы «Дженерал Моторе» основную наладку
технологических процессов провел на временном заводе до оста-
новки завода на перепланировку, что позволило ему начинать
изготовление деталей новой машины по мере окончания монта-
жа поточных линий в основных цехах завода.
Метод перехода, осуществленный заводами фирмы «Джене-
рал Моторе», был большим достижением в автомобильной про-
мышленности того времени. Однако и этот метод привел к пол-
ному прекращению выпуска машин на 1,5 месяца и сокращенно-
му выпуску машин в последующие несколько месяцев.
Необходимо отметить также, что при переходе на выпуск но-
вой модели завод фирмы «Дженерал Моторе» полностью заме-
нил двигатель; в остальном машина, обновилась только частич-
но. Полная замена конструкции машины несколько удлинила бы
переходный период.
Рассмотренные выше примеры перевода поточного производ-
ства на новые машины относятся к 1928—1938 гг. За истекшие
30 лет технология и организация поточного производства успеш-
но развивались.
В настоящее время переход на новые машины на зарубеж-
ных предприятиях осуществляется обычно с прекращением вы-
пуска на четыре-шесть недель. При этом конструкция машины
обновляется на 50—75%. Суммарные потери выпуска продукции
в переходный период составляют 300—400% месячного выпуска
допереходного периода.
Некоторые отечественные автозаводы и в настоящее ^ремя
используют ухудшенный вариант параллельного метода перево-
да производства на новые модели машин, усложняя работу за-
вода и затягивая переход на 2—3 года и более, увеличивая
затраты на переход на сотни млн. руб.
По такому параллельному методу перевода механосбороч-
ное производство новой модели машины организуется на нойых
площадях, не прекращая производства старой модели в дей-
ствующих цехах.
637
Для новой модели машины ничего не используется из дейст-
вующего производства. Полностью приобретается новое обору-
дование, набирается полный контингент новых рабочих, посколь-
ку в действующих цехах производится выпуск старой модели
машины. Ни оборудование, ни рабочих с действующего произ-
водства на производство новой модели машины использовать
нельзя.
В кузнице, литейных, прессовых и инструментальных цехах
удваивается номенклатура изготовляемых деталей, удваивается
число переналадок на ковочных прессах, молотах, листоштампо-
вочных прессах. Наряду с деталями старой машины нужно изго-
товлять также детали новой машины.
В инструментальных цехах удваивается номенклатура изго-
товляемых штампов, моделей режущего, подсобного и меритель-
ного инструмента. Это сильно усложняет и затрудняет работу
заготовительных и инструментальных цехов на 2—3 года. Завод
все это время находится в крайнем напряжении и работает с пе-
ребоями нерентабельно.
После перехода на новую модель машины заготовительные
и инструментальные цехи освобождаются от двойной номенкла-
туры деталей и работают нормально. Однако освобождаются
оборудование и рабочие механосборочных цехов, занятые на
производстве старой модели и требующие устройства. Обору-
дование передается другим предприятиям, рабочие тоже как-то
используются, но крупное предприятие в общем теряет на таком
переходе сотни млн. руб., которые не тратятся при безостановоч-
ном переводе производства на новую модель машины.
1. Безостановочный перевод поточного, производства на но-
вые модели машин
Наряду с многими преимуществами поточное производство
имеет один существенный недостаток — сложность перехода на
новую модель машины и большие материальные затраты на осу-
ществление такого перехода.
Необходимость прекращения выпуска и остановка предпри-
ятия на длительный период приводила к тому, что предприятия
долгое время выпускали одни и те же модели машин, не заме-
няя их новыми, более совершенными, и не модернизируя их.
Так, Московский и Горьковский автозаводы выпускали одни
и те же модели автомобилей в течение 15 лет, а конструкцию
швейной машины Подольский механический завод не изменял
в течение 40 лет.
Предприятия поточного производства считали обязательной
остановку работы на несколько месяцев при переходе на новую
модель машины. Такую остановку планировал Госплан с выде-
638
лением крупных средств на осуществление перехода. Поэтому
разработка метода безостановочного (без прекращения выпуска
продукции) перевода поточного производства на новую модель
машины имеет весьма важное народнохозяйственное значение.
До 1948 г. подобная задача не была решена ни в СССР, ни
за рубежом. Впервые ее поставил и разрешил Московский авто-
завод в марте — июле 1948 г. после тщательной разработки ме-
тода, сущность которого изложена далее.
* Для уяснения общих условий, в которых должен быть осу-
ществлен переход на новую модель, необходимо хотя бы кратко
охарактеризовать автомобильный завод и выпускаемую им про-
дукцию.
На современном автомобильном заводе имеются обычно сле-
дующие виды производства, а также вспомогательные и обслу-
живающие хозяйства.
Литейное производство. Оно охватывает производство отли-
вок из серого и ковкого чугуна, из стали разных марок, медных
и цинко-алюминиевых сплавов.
Кузнечное и листоштамповочное производство. В него входит
горячая штамповка на штамповочных молотах, ковочных прес-
сах и высадочных машинах; холодная штамповка из холодно-
катаного и горячекатаного листа, из стальной, латунной и дру-
гих лент.
Деревообделочное производство с развитым сушильным хо-
зяйством.
Механосборочное производство. Этот вид производства охва-
тывает механическую обработку основных деталей продукции
завода и сборку машин; производство и сборку отдельных агре-
гатов, например карбюраторов, фильтров, амортизаторов; изго-
товление массовых деталей арматуры для автомобиля — ручек,
замков, плафонов, штуцеров, трубок, радиаторов и др.;- конвей-
ерную сборку таких узлов и агрегатов, как мотор, шасси и др.;
отделочные операции всех видов.
Цехи вспомогательного производства. К ним относится ин-
струментальное, модельное ремонтно-механическое хозяйство
и т. д.
Наряду с основными цехами они имеют важное значение для
бесперебойной работы предприятия.
Инструментальное хозяйство Оно предназначено для изго-
товления, хранения и своевременной подачи к рабочим местам
инструмента более 20 000 наименований и нескольких тысяч
приспособлений, штампов и другой технологической оснастки,
кроме литейной, а также выпуска специальных металлообраба-
тывающих станков для нужд завода.
Модельное хозяйство Его задачей является изготовление де-
ревянных и металлических моделей, постоянных литейных форм
(кокилей) и прессформ для литья под давлением, а также хра-
639
нение и ремонт этой литейной оснастки и снабжение ею литей-
ных цехов.
Ремонтно-механическое хозяйство. Это хозяйство обеспечи-
вает ремонт и поддержание в состоянии эксплуатационной го-
товности многочисленного и разнообразного оборудования заво-
да, а также изготовление нестандартного оборудования и
средств механизации и автоматизации конвейеров, электроподъ-
емных устройств, моечных машин, рольгангов, машин для очист-
ки литья и штамповок различной тары, хозяйственного инвен-
таря и т. д.
Энергосиловое хозяйство (включая самостоятельную тепло-
электроцентраль). Снабжает предприятие электроэнергией, сжа-
тым воздухом, паром, горячей и холодной водой для производ-
ственных и бытовых нужд.
Складское хозяйство. Обладает разветвленной систе-
мой центральных общезаводских, межцеховых и цеховых
складов.
Транспортное хозяйство. Обеспечивает равномерное движе-
ние прибывающих материалов, отправку готовой продукции
и межцеховую переброску грузов.ч
Ремонтно-строительная служба. Поддерживает в надлежа-
щем порядке здания и сооружения завода, а также безрельсо-
вые пути.
Приведенный перечень отнюдь не исчерпывает всей сложно-
сти структуры современного крупного автомобильного завода,
но дает общее представление о значительном объеме работы,
связанной с переводом такого крупного и сложного предприятия
на выпуск новой модели машины.
Далее будут изложены и обоснованы принципы безостано-
вочного перехода поточного производства на новые модели ма-
шин, созданные на опыте Московского автозавода им. Лихаче-
ва, осуществившего такой перевод в 1948 г., и подтвержденные
Минским тракторным и Московским заводом малолитражных
автомобилей в 1958—1964 гг.
Старая конструкция грузового автомобиля ЗИЛ-5 имела гру-
зоподъемность 3 т, двигатель мощностью 77 л. с., четырехско-
ростную коробку передач, механические тормоза только на зад-
ние колеса, двухместную кабину, вес 3100 кг. Общее количество
наименований деталей 3500.
Грузовик новой модели имел грузоподъемность 4 т, двига-
тель мощностью 90 л. с., пятискоростную коробку передач, пнев-
матические тормоза на четыре колеса и центральный ручной
тормоз. Для обеспечения работы пневматических тормозов на
двигателе смонтирован двухцилиндровый компрессор. Кабина —
металлическая, трехместная. Вес грузовика — 3900 кг. Общее
количество деталей 3500.
640
Новая грузовая машина ЗИЛ-150 по конструкции более
сложная и вместе с тем более надежная в работе и более про-
стая в управлении.
Из 2500 наименований деталей нового грузовика, изготовляе-
мых заводом, только детали 147 наименований являлись дета-
лями старой машины. Все остальные детали были оригиналь-
ными. Для их массового производства потребовались полностью
новая оснастка, новый инструмент и новое специальное обору-
дование. Детали старой машины, применяемые в производстве
новой машины, почти все второстепенные и малотрудоемкие в
производстве. К ним относятся инструмент для шофера (17 наи-
менований), детали дверей кабины, платформы и сидений (53
наименования), трубки, шланги, наконечники. Только несколько
трудоемких деталей сцепления старой машины были применены
для новой модели.
В данном примере речь идет о производстве с ритмом вы-
пуска, равным 1,0—5,0 мин.
Ввод в производство новой модели автомобиля требует пере-
стройки потоков во всех производственных цехах — в кузнечном,
литейных, прессовом, радиаторном, деревообрабатывающем,
рессорном и др. Наиболее сложной является перестройка и
переналадка поточных линий в механосборочных цехах.
При переводе механосборочных цехов на новую модель ма-
шины необходимо перемонтировать все оборудование этих це-
хов, изъять специальное оборудование старой машины, смонти-
ровать специальные станки для обработки деталей новой маши-
ны. Заново должны быть построен^! поточные и автоматические
линии механической обработки деталей и сборки изделий. Со
станков необходимо снять старую оснастку и инструмент и
смонтировать новые; необходимо заново оборудовать все рабо-
чие места и смонтировать подъемно-транспортные устройства —
подвесные катучие балки, монорельсы, рольганги, склизы, под-
весные конвейеры и т. д.
Для выпуска нового автомобиля необходимо изготовить
различную оснастку и инструмент десятков тысяч наименова-
ний. В частности, для литейных цехов необходим модельный ин-
вентарь примерно на 250 изделий, включающий металлические
модели, стержневые ящики, опоки, кокили и т. д. общим коли-
чеством в несколько тысяч единиц.
Для штамповки в кузнице деталей 120—140 наименований
необходимы три-четыре комплекта кузнечных штампов общей
численностью около 1200 единиц.
Для изготовления заготовок, отливаемых из алюминиевых
и цинковых сплавов, а также изделий из пластмасс, резины и
стекла нужно два комплекта прессформ, насчитывающих около
800 единиц.
641
Более 1000 изделий изготовляют из листа и ленты. Для их
выпуска необходимо около 2200 штампов, а также 25—30% от
этого количества дублеров к ним.
Для механической обработки, сборки и контроля изделий
необходимо изготовить около 6500 приспособлений. К ним тре-
буется 10—15% дублеров от этого количества.
Для обработки всех деталей машины необходим, режущий,
измерительный и подсобный инструмент 17000 наименований.
Подсобный инструмент должен иметь 30—35% дублеров. На-
чальный запас режущего и измерительного инструмента обычно
проектируется в объеме двух-трехмесячной потребности произ-
водства.
Для обеспечения нормального хода производства новой ма-
шины необходимы также различные подъемно-транспортные
устройства—конвейеры, подвесные катучие балки, электроподъ-
емники, пневмоподъемники, монорельсы, рольганги, склизы,
тележки, а также специальная тара в виде подставок, поддо-
нов, ящиков и т. д. общим количеством до 10 000 единиц. Про-
тяженность сборочных, напольных, эстакадных и подвес-
ных конвейеров в рассматриваемом случае составляла более
12 км.
Перевод производства на выпуск новой модели без прекра-
щения выпуска старой модели предполагает совмещение выпол-
нения перечисленного объема работ во всех цехах предприятия
с одновременным выпуском машин старой конструкции на
достигнутом уровне.
Анализ осуществленных переходов показывает, что потери
в выпуске продукции уменьшаются по мере сокращения периода
полной остановки завода; естественно, они были бы минималь-
ными при безостановочном переходе на выпуск новой машины,
при котором выпуск машин не прекращался бы ни на один день.
При безостановочном переводе поточного производства на
новую модель машины замена металлодеталей, узлов и машин
старой марки А должна производиться деталями новой машины
В примерно по графику (рис. 235).'
За 54 дня до начала сборки новой машины В завод-постав-
щик металла должен прекратить прокатку профилей для старой
машины А и начать прокатку профилей металла для новой
машины В Прокатываемые профили металла для старой маши-
ны А у завода-поставщика будут убывать по прямой (рис. 235),
а задел профилей металла для новой машины В будет возрас-
тать до нормального количества через 9 дней.
То же будет с материалами в пути и на складе завода-
изготовителя старой и новой машин. При 24-дневном запасе
металла на складе профили металла для старой машины будут
постепенно заменяться новыми, пока на складе не создастся
нормальный задел металла для новой машины. Процесс замены
21 Зак. 2446
642
начнется примерно за 36 дней до выпуска машины В и будет
продолжаться по прямой.
Аналогичное положение будет в кузнечном цехе и на поточ-
ных линиях механической обработки деталей. Имея запас поко-
вок для старой машины на 6 дней, кузнечный цех прекратит
' ESa Уменьшение заделов Зета лей
Условные	старой машины /
обозначения • дцд Накопление заделов деталей
ноВой машины В
Рис. 235. График замены материалов и деталей старой
машины материалами и деталями новой машины при
безостановочном переходе!
Стадии производства: 1 металл у заводов-поставщиков;
2 — металл в пути; 3 — запас металла на заводском скла«
де; заделы: 4 — кузнечного цеха; 5»механосборочных
цехов; в — цехов, собирающих агрегаты; 7 — цехов общей
сборки автомобиля; 3 — изделия заводов-смежников
изготовление штамповок для старой машины А и начнет штам-
повку заготовок для новой машины В за 11,5 дня до выпуска
ее, причем запас заготовок старой машины будет постепенно
уменьшаться, а запас деталей для новой машины будет
нарастать, пока не достигнет нормального шестидневного задела.
На поточных линиях механической обработки будет наблю-
даться такое же положение. После обработки на первой опе-
рации поточной линии последней заготовки для старой машины
станок первой операции будет перестроен на обработку штампо-
ванной заготовки детали для новой модели машины.
В период переналадки станка первой операции все последую-
щие станки поточной линии будут дообрабатывать детали старой
643
машины, находящиеся между операциями. По мере окончания
обработки деталей для старой машины станки второй, третьей
и других операций будут перестраиваться на обработку деталей
новой машины, включая последнюю. После перестройки на обра-
ботку новой детали последнего станка поточной линии на сборку
машины будут поступать детали только новой машины В, по-
этому на сборочном конвейере станет возможной сборка только
новой модели.
Таким образом, при безостановочном переводе производства
на новую модель машины каждая деталь последней движется
вслед за подобной деталью старой машины «впритык», начиная
с прокатки профиля и кончая передачей детали на сборочный
конвейер.
Прекратив прокатку и отгрузку профиля а для старой ма-
шины, завод-поставщик металла на следующий день должен
начать отгрузку такого же количества металла нового профиля
b для новой машины В
Закончив штамповку установленного количества поковок для
старой машины, кузнечный цех на следующий день должен
обеспечить подачу на поточную линию механической обработки
такого же количества штамповок для новой машины В. Таким
же образом должна совершаться замена отливок, деталей,
штампуемых из листа, изделий заводов-смежников и т. д. Тако-
ва организационная схема безостановочного перевода производ-
ства на выпуск машины новой модели.
Осуществление безостановочного перехода требует полной
подготовки производства для выпуска новой машины при бес-
перебойном нормальном выпуске старой машины. Подготовка
производства новой машины должна быть обеспечена не только
на основном заводе, выпускающем данное изделие, но и на всех
заводах-поставщиках металла и смежных изделий. Так, при
безостановочном переводе производства грузового автомобиля
на новую модель производство последней должны подготовить
около 120 заводов, участвующих в выпуске металла и различ-
ных изделий для основного завода.
Пуск деталей новой машины вслед за деталями старой ма-
шины требует от всех заводов, участвующих в выпуске данных
машин, выполнения полного объема подготовки новой машины
в период нормального выпуска старой машины. В объем под-
готовки входят: 1) разработка технологических процессов для
деталей новой машины; 2) проектирование, изготовление и оп-
робование оснащения для процессов обработки деталей новой
машины; 3) проектирование поточных линий; 4) проектирование,
изготовление и наладка различного специального оборудования
для обработки деталей новой машины; 5) построение и осна-
щение поточных линий механической обработки деталей и сбор-
ки машины и агрегатов межоперационным транспортом и подъ-
21*
644
емно-транспортными устройствами; 6) изготовление всей номен-
клатуры инструмента и создание необходимого запаса инстру-
мента для заданного выпуска деталей новой машины; 7) озна-
комление мастеров, наладчиков, рабочих с процессами, осна-
щением и оборудованием для новой машины и обучение работе
с прежним ритмом выпуска.
Для обеспечения выпуска новой модели машины указанный
объем подготовки цроизводства необходимо выполнить при
любом методе перехода, так как без него невозможен массовый
выпуск новой машины. Однако при безостановочном методе
перехода этот объем работ должен быть выполнен при нормаль-
ном выпуске старой машины А.
Правильный переход на новую модель машины будет в том
случае, если к моменту прекращения выпуска старой машины
будет израсходован весь специальный инструмент и оснастка
для нее, т. е. если своевременно будет прекращено изготов-
ление штампов,' моделей, приспособлений и инструмента для
старой машины и если к моменту прекращения выпуска
старой машины запасы оснащения и инструмента будут ис-
пользованы.
Затраты на подготовку производства для выпуска новой ма-
шины будут минимальными в том случае, если оснастка и инст-
румент для старой и новой машины будут изготовляться «впри-
тык» друг за другом с учетом расхода запаса оснастки и инст-
румента на старую машину, как показано на рис. 236. Для авто-
мобильного завода с суточным выпуском 300—400 машин
основная часть оснащения окажется израсходованной через
12—15 месяцев после прекращения ее возобновления, режущий
инструмент — через 3—5 месяцев. Поэтому распределение мощ-
ностей инструментальных цехов на выпуск оснащения и инстру-
мента для старой и новой машины будет примерно таким, как
на рис. 236. За 12—15 месяцев до перехода на новую модель
машины 40% мощностей инструментальных цехов следует пере-
ключить на изготовление приспособлений, моделей, штампов
для штамповки из листа и т. д., постепенно сокращая выпуск
этих видов оснастки для старой машины и доведя его до 5%^
к моменту перехода на новую модель. Снижение выпуска инст-
румента и кузнечных штампов для старой машины до 60%'
можно допустить за 6—9 месяцев до перехода на новую модель.
Резервирование 5% мощности инструментальных цехов на из-
готовление инструмента для старой машины объясняется необ-
ходимостью выпуска запасных частей для старых машин, нахо-
дящихся в эксплуатации.
Перевод производства ЗИЛ предусматривался в два этапа:
первый этап — переход на изготовление нового двигателя с уста-
новкой его на старую машину; второй этап — перевод произ-
водства полностью на выпуск нового автомобиля.
645
Переход в два этапа сокращает фронт работ примерно
вдвое, так как трудоемкость изготовления двигателя составляет
до 45% от трудоемкости выпуска всей машины. Благодаря
этому объем одновременно выполняемых монтажных работ, ра-
бот по оснащению и наладке оборудования и по освоению новых
технологических процессов так же сокращается вдвое.
месяцы
Рис, 236. Распределение мощностей инструменталь-
ных цехов на изготовление инструмента и оснаще-
ние старой и новой модели машины при безостано-
вочном переходе:
1 — мощности цехов, используемые на оснащение но-
вой машины; 2 — мощности цехов, используемые на
поддержание производства старой модели машины;
3 — мощности, используемые на изготовление модель-
ного инвентаря, штампов, сборочных приспособле-
ний и др.
Необходимое число монтажников, инструментальщиков, ма-
стеров и наладчиков для одного этапа перехода также требуется
вдвое меньше.
Основные условия безостановочного перевода производства
на выпуск новой модели машины следующие:
1.	В цехах поточно массового производства одновременно
должны изготовляться детали только одной машины.
2.	Полная подготовка производства к выпуску новой модели
должна быть завершена до прекращения выпуска старой
машины.
3.	Перевод производства на выпуск новой модели в ряде
случаев целесообразно осуществлять несколькими этапами. Это
уменьшает фронт работ, связанных с переходом, сокращает
сроки перехода и снижает потери в выпуске машин в этот
период.
646
4.	Планирование перехода на выпуск новой модели необхо-
димо осуществлять так, чтобы в назначенный день кончалась
конвейерная сборка старой машины, а на следующий день начи-
налась конвейерная сборка новой машины.
5.	С момента перехода на выпуск машины новой модели
основной задачей предприятия является увеличение выпуска
продукции. Это означает, что никаких неясных и нерешенных
технологических вопросов ко дню перехода не должно быть.
6.	Потери в выпуске продукции в связи с переходом на новую
модель машины в поточном производстве должны быть мини-
мальными— не более 40—60% выпуска в месяц. Эти потери
должны быть перекрыты в течение первых 2—3 месяцев после
перехода на новую модель.
2. Потери продукции при различных методах перевода за-
вода поточного производства на новую модель машины
Потери Московского автозавода, обусловленные переходом
на новую модель, видны из рис. 237. В сравнении с выпуском
машин до перехода на новую модель, принятом за 100%, эти
потери составили: на первом этапе перехода; в феврале — 22%,
в марте — 7%, а всего — 29%; на втором этапе перехода: в
мае—17%; в июне — 11%, а всего — 28%. Общие потери Мос-
ковского автозавода составили 57% месячного выпуска.
Сопоставим величину этих относительно небольших потерь,
обусловленных безостановочным переходом на новую модель
машины, с потерями, которые имел завод Форда (США) при
освоении новой грузовой машины в ноябре 1947 г. и новой
легковой машины в апреле 1948 г. По данным, опубликованным
журналом «Automotive News»,.в 1948 г. при каждом переходе
на выпуск новой модели заводы Форда простаивали по 4 неде-
ли. К тому же Форд, меняя модель легковой машины, сохранил
от старой до 20—25% деталей, в том числе переднюю ось, руль
и др. Естественно, что частичное сохранение деталей старой
машины значительно упрощает и облегчает перевод оборудо-
вания на выпуск новой модели; чем больше таких деталей, тем
меньше потери в выпуске машин при переходе на новую модель.
На рис. 238 потери завода Форда даны в сравнении с при-
нятым за 100%-ным месячным выпуском машин до переходного
периода.
Эти потери при выпуске грузовой машины составляли 298%;
в том числе в октябре — ноябре—100% (полный простой в те-
чение 4 недель), в ноябре — 89%, в декабре — 71%, в январе —
24%, в феврале— 14%. Потери, обусловленные освоением новой
модели легковой машины, достигли 324%, в том числе в февра-
ле— марте— 100% (4 недели полного простоя), в марте — 94%,
в апреле — 70%, в мае — 40% и в июне — 20%.
Рис. 237. Кривые потерь выпуска при переходе
на новую модель автомобиля заводом им.. Лиха-
чева в 1948 г.:
1 — переход на новый мотор; 2 — переход на новую
модель автомобиля
Рис. 238. Кривые потерь выпуска при переходе
на новые модели автомобиля завода Форд
в 1947—1948 гг.:
1 — потери выпуска грузовой машины; 2 — потери
выпуска легковой машины; 3 — перекрытие потерь
выпуска увеличенным выпуском грузовой машины
648
Переход заводов Форда на новую модель машины в 1928 г.
(рис. 239) характеризовался не только простоем в течение 6
месяцев, но медленным ростом выпуска. Только через 12 меся-
цев заводы Форда достигли 82% запроектированного выпуска.
Потери составили 1334% о г выпуска в месяц. По данным газе-
ты «Well Street journal», дефицит завода Форда от перехода на
выпуск новой модели в 1928 г. составил 75—100 млн. долларов,
несмотря на увольнение рабочих.
Месяцы простоя предприятия
Рис. 239. Погори выпуска машин из-за простоя
завода в период перехода на новую модель
машины:
1 - Форд, 1927 г.; 2 — ХТЗ, 1937 г.; 3 — ЗИС, 1930—
1931 гг.; 4 — Дженерал Моторе, 1929 г.; 5 — Форд,
1948 г.; 6 г-ЗИС, 1948 Г.
Учтя опыт Форда, фирма «Дженерал Моторе» осуществила
в 1928 г. параллельный метод перехода на новую модель
с остановкой завода на 1,5 месяца. Заводы достигли допереход-
ного выпуска продукции на пятый месяц перехода. Общие по-
тери составили 478% выпуска продукции в месяц. В 1947 г.
потери на заводах Форда сократились до 300% выпуска в месяц
(см. рис. 238).
Московский автозавод добился прежнего уровня выпуска
грузовых машин на третий месяц после перехода на новую мо-
дель, а заводы Форда—на пятый. По выпуску легковой машины
заводы Форда достигли 80% прежнего выпуска машин только
на четвертый месяц перехода, несмотря на неполное обновление
конструкции.
649
Таким образом, потери Московского автозавода при безоста-
новочном переходе на новую модель в 1948 г. были значительно
меньше потерь заводов Форда.
Возможность безостановочного перехода на новую модель
машины с минимальными потерями продукции стала реальной
только на основе совокупности организационных методов.
Не следует полагать, что двухэтапный переход на выпуск
новой модели является закономерностью. Безостановочный пере-
ход на новую модель возможен и в один этап. Более того, при
соответствующей подготовке производства переход на новую
модель в один этап будет экономически выгоднее, чем переход
в два этапа.
Обязательным условием безостановочного перехода на новую
модель является тщательная и комплексная предварительная
подготовка производства. Всю подготовку и опробование техно-
логических процессов для новой машины надо провести до дня
перехода. После перехода на новую модель должна остаться
одна задача — быстрое освоение и непрерывное наращивание
выпуска машин.
Преимущества безостановочного метода перехода перед
всеми другими методами весьма значительны. Для крупных
заводов этот метод сокращает денежные потери на сотни мил-
лионов рублей по сравнению с другими методами перехода и
обеспечивает дополнительный выпуск десятков тысяч машин.
§ 76. ОСОБЕННОСТИ БЕЗОСТАНОВОЧНОГО ПЕРЕВОДА ОТДЕЛЬНЫХ
ЦЕХОВ ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА НОВУЮ МОДЕЛЬ
МАШИНЫ
Механосборочные цехи. Осуществление безостановочного пе-
рехода сопряжено С наибольшими трудностями в механосбороч-
ных цехах, так как для механической обработки деталей на по-
точных линиях применяют специальное оборудование. За каж-
дым станком поточной линии обработки закрепляют одну или
несколько операций, поэтому при замене детали новой, подоб-
ной, возникает необходимость в замене некоторой части специ-
ального оборудования, в перепланировке оборудования поточных
линий в соответствии с новыми процессами обработки, в новом
расположении подъемно-транспортных устройств, в полном
переоснащении остающихся станков новыми зажимными подаю-
щими и другими приспособлениями и инструментальными
наладками.
В заготовительных, литейных и кузнечных цехах при пере-
ходе на изготовление деталей новой машины примерно тех же
размеров используют то же оборудование и сохраняют план
его расстановки Заменяют только технологическое оснащение—
модели и штампы. Так как последние заменяют довольно часто
21В Зак. 2446
650
и в период выпуска одной модели, такая замена не вызывает
особых трудностей (за исключением доводки штампов и моде-
лей при обработке первой партии новых деталей). Поэтому
безостановочный переход на новую модель машины сводится
главным образом к безостановочному переводу на новую модель
линий механической обработки деталей.
Для осуществления безостановочного перевода поточных ли-
ний механосборочных цехов на выпуск идентичных деталей
новой машины рекомендуется метод совмещенных поточных
линий.
Этот метод заключается в следующем. По технологическому
процессу детали для новой машины и действующему процессу
аналогичной детали старой машины определяют минимум обо-
рудования, который должен быть добавлен в действующую по-
точную линию для обработки на ней заданного количества дета-
лей новой машины после прекращения выпуска деталей старой
машины.
Для указанных двух процессов разрабатывают совмещенную
планировку оборудования поточной линии, которая обеспечи-
вает возможность выпуска заданного количества деталей для
старой или для новой машины.
В совмещенной поточной линии будут размещены: 1) общее
для обеих деталей оборудование, на котором с переналадкой
может обрабатываться как деталь старой, так и деталь новой
машины; 2) специальные станки, пригодные для обработки
детали только старой машины, и 3) специальные станки, при-
годные для обработки детали только новой машины.
Совмещенные поточные линии в действующем цехе строят
временно на переходный период, продолжающийся 3—5 ме-
сяцев.
После разработки совмещенных планировок оборудования
поточных линий для всего механосборочного цеха в действующие
поточные линии включают недостающее оборудование, уплотняя
его размещение.
Вначале раздвигают действующее оборудование поточных
линий и освобождают места для установки добавочных станков.
На освобожденные места ставят недостающее оборудование.
Оборудование раздвигают постепенно, от линии к линии, поэто-
му такая операция не снижает суточный выпуск продукции.
Добавление нового оборудования на поточные линии также не
нарушает выпуска деталей с данной линии.
После создания совмещенных поточных линий начинается
ознакомление мастеров, наладчиков и рабочих действующей
поточной линии с процессом обработки новой детали, с обору-
дованием и оснасткой для новой детали. Ознакомление проис-
ходит в сверхурочное время В зависимости от сложности детали
для этого отводят 1,5—2 ч в день в течение одной-двух недель.
651
Далее мастера, наладчики и рабочие изучают процесс обра-
ботки новой детали, -оснастку и оборудование. Для этой цели
отводят один рабочий день в неделю. Мастера, наладчики и
рабочие высвобождают себе этот день, выполняя за 5 дней
шестидневную программу выпуска и работая сверхурочно по
2—3 ч в день.
Когда степень освоения достигнет такого уровня, „что рабочие
будут обрабатывать около 50% заданного сменного выпуска,
можно прекратить выпуск деталей старой машины и начать вы-
пуск новой. Как правило, темп обработки деталей новой машины
быстро достигает запроектированного уровня, и потеря в вы-
пуске деталей в связи с переходом на новую модель составляет
около 30—50% выпуска продукции в месяц.
Указанный метод обучения проходят рабочие всех поточных
линий механической обработки деталей и сборки машин.
После освоения процессов обработки деталей новой машины
снимают с поточных линий специальное оборудование для
обработки деталей старой машины, выравнивают расстановку
оставшегося оборудования. Этим и завершается процесс пере-
хода на выпуск новой машины на линиях механической обра-
ботки.
Указанный метод освоения деталей для новой машины при-
меняют и в заготовительных цехах. Введением сверхурочных
работ обеспечивают выполнение недельной программы в тече-
ние пяти дней, а шестой день отводят для доводки штампов,
моделей и для освоения процессов получения заготовок новой
машины. В течение 2—3 месяцев завершается освоение этих
процессов.
Приведенная примерная схема организации освоения про-
цессов изготовления деталей новой машины может видоизме-
няться в различных производственных условиях, не изменяясь
вместе с тем по существу.
Конкретным примером совмещенной плакировки может
служить планировка оборудования поточной линии для выпуска
коленчатого вала, осуществленная при переводе поточного про-
изводства двигателей ЗИС-5 на производство двигателей ЗИС-
120 в феврале 1948 г. На рис. 240 изображена планировка по-
точной линии коленчатого вала старого двигателя А, которую
нужно было реорганизовать в совмещенную линию для обра-
ботки коленчатого вала старого и нового двигателей. Для удоб-
ства рассмотрения на схеме показаны подъемно-транспортные
устройства.
На рис. 241 изображена та же линия обработки старого
колечатого вала, причем станки раздвинуты и выделена площадь
для монтажа станков коленчатого вала нового двигателя В.
Рассмотрение такой планировки поточной линии коленчатого
вала А показывает, что удлинение пути движения коленчатого
21В*
Рис. 240. Планировка оборудования поточной линии
коленчатого вала старого двигателя А
Рис. 241. Планировка оборудования поточной линии коленчатого вала
старого двигателя А с перемещением станков для установки новых
653
вала по рольгангу не создаст дополнительных затруднений* Из
этой планировки видно, что монтаж дополнительных станков
для обработки коленчатого вала нового двигателя В возможен
без помех для текущего производства. Каждый поступающий
станок имеет свое место, на которое он может быть помещен
без каких-либо затруднений.
Площади, занимаемые станками для обработки деталей
старого двигателя А, составляли примерно 17,3 ж2 на станок;
новое размещение предусматривает около 14,0 м2 на станок.
Раздвижка оборудования поточной линии была произведена в
результате некоторого добавления площадей этому участку и за
счет уменьшения на 3 м2 удельной площади на станок. На пло-
щади, ранее занятой четырьмя станками, размещено пять
станков для обработки вала нового двигателя В. Сокращение
удельной площади на станок с добавлением 10—12% площадей
позволило построить поточную линию для увеличенного на 50%
выпуска валов.
Перепланировка оборудования линии коленчатого вала была
произведена без помех для текущего производства в течение
2 дней — одного рабочего и одного выходного. Демонтаж и
монтаж на новых местах 40—50 станков в сутки с отключением
электроэнергии, воздушной сети, воды и пуском их на новых
местах в течение 16—18 ч не представляет затруднений. Для
перестановки такого количества станков требуется бригада
монтажников из 15—20 человек.
Для обеспечения сборки двигателей на следующий день
после перестановки оборудования был создан сменный задел
готовых валов. С этой целью были организованы сверхурочные
работы на поточной линии в течение недели, предшествующей
дню перестановки оборудования.
Вариант совмещенной планировки оборудования поточной
линии для обработки коленчатого вала старого и нового двига-
телей в один из моментов переходного периода показан на
рис. 242. Совмещенная поточная линия позволяет обрабатывать
коленчатый вал старого и нового двигателей, причем выпуск
коленчатых валов для двигателя А на этой линии равнялся
максимуму, достигнутому до перестановки оборудования.
Выпуск коленчатого вала нового двигателя В был равен вы-
пуску коленчатых валов для двигателя А при условии прекра-
щения выпуска старых валов. Другими словами, совмещенная
поточная линия обработки коленчатого вала могла обеспечи-
вать в две смены выпуск 200 коленчатых валов старых или но-
вых, но не тех и других вместе.
Из планировки оборудования поточной линии коленчатого
вала, приведенной на рис. 241, следует, что для осуществления
безостановочного варианта перехода на новую модель тре-
буется меньшее количество станков, чем для других отдельных
654
линий при постройке параллельного цеха. Линия обработки ко-
ленчатого вала А состоит из 46 станков. Для отдельной поточ-
ной линии обработки коленчатого вала В потребовалось бы
56 станков первой очереди. Двадцать девять станков второй оче-
реди ввели в действие через год при увеличении выпуска.
Рис. 242. Совмещенная планировка оборудования поточной линии колен-
чатого вала старого и нового двигателей
Из станков поточной линии обработки коленчатого вала ста-
рого двигателя А 36 использовали с новой оснасткой для обра-
ботки вала В, а остальные 10 было намечено снять с производ-
ства после перехода на новый двигатель. На планировке (см.
рис. 241) эти станки поставлены на места станков второй очере-
ди, поэтому они не могли быть помехой при обработке коленча-
того вала В.
При построении временного параллельного цеха потребова-
лось бы 56 станков для создания поточной линии обработки ва-
ла нового двигателя В. При совмещении поточных линий обра-
ботки обоих валов старого и нового двигателей 18 операций об-
работки обоих валов выполняются на одних и тех же станках
(на рис, 241 эти станки заштрихованы наполовину).
Таким образом, совмещенная планировка оборудования ко-
ленчатого вала позволила уменьшить потребное количество
станков в переходный период на 20 единиц. При создании по-
точной линии во временном параллельном цехе потребовалось
бы такое оборудование и инвентарь, которые не могли быть ис-
пользованы после демонтажа временных цехов. К ним относятся
станки с оснасткой для фрезерования и центрирования торцов
коленчатого вала, оборудование трех пунктов технического кон-
655
троля, тележки, подставки, балки, подкрановые пути, подъемно*
транспортное и другое вспомогательное оборудование.
Существенно изменяется и структура оборудования механо-
сборочных цехов.
Многие полагают, что в поточно-массовом производстве при
смене модели выпускаемой продукции нужно заменять все спе-
циальное оборудование и в этом усматривают недостаток поточ-
ного производства. Такое предположение далеко не всегда
оправдывается. Специальное оборудование механосборочных
цехов в большинстве случаев пригодно для переналадки на
одноименные детали и операции новой модели машины, если по-
следняя принадлежит к тому же классу, что и старая модель.
Изменение структуры оборудования механосборочных цехов
и количество станков, оказавшихся не нужными для изготовле-
ния новой машины, указано в табл. 79. Изменение структуры
Таблица 79
Структура оборудования механосборочных цехов старой
и новой машин
Типы станков	СОПТНОШ'НИР оборудования %		Добавле- ние обо- рудова- ния, %	Умень.ис ние >бо- руд -ва- иия %
	при выпус- ке старой машины	при вы пуске новой машины		
Фрезерцо-барабанные, карусельные, специальные 				1,7	4 3	2,6		
Многошпиндельные агрегатные всех видов . , 		3,0	12,6	9,6	—
Автоматические линии .......	0	1.6	1,6	—
Протяжные всех видов . *. . . .	2,0	3,6	1,6	—
Токарные многошпиндельные па- тронные и прутковые автоматы и полуавтоматы (четырех- и вось мишпиндельные)			2,6	9,1	6,5	
Токарные многорезцовые .....	11,3	5,2	—-	6,1
Простые токарно-карусельные . . .	0,8	0,1	—»	0.7
Простые токарные ....... . .	5,2	1,4		3,8
Токарно-револьверные		5,7	1.8	—	3,9
Сверлильные одношпиндельные с многошпиндельными головками . •	24,5	10,9		13,6
Радиально-сверлильные . • . . .	2,5	1,1	— *	1,4
Вертикально- и горизонiально-фре- зерные 	 		10,0	4,4	—	5,6
Шлифовальные всех видов .....	10,4	12,8	2,4	—-
Бесцентрово-шлифовальные ....	2,2	и	1,9	—-
Алмазнорасточные	......	0,5	1.0	0,5	—*
Зубообрабатывакицие		10,3	14 4	4J	—
Прочие разные 		7,3	11,6	4,3	—
Итого ...	юи	100	35,1	to.l
656
было вызвано не столько изменением модели машины, сколько
стремлением оснастить производство новым, высокопроизводи-
тельным оборудованием.
Количество высокопроизводительных фрезерных станков
многошпиндельных агрегатных шести- и восьмишпиндельных
токарно-карусельных полуавтоматов и автоматических линий
увеличилось на 20,3%.
Одновременно уменьшилось на 19,2% одношпиндельных мно-
горезцовых простых токарных, сверлильных и револьверных
станков, которые недостаточно производительны для поточно-
массового производства.
В целом структура изменилась в связи с общим увеличением
количества оборудования с добавлением нового высокопроизво-
дительного оборудования. Из механосборочных цехов было изъ-
ято около 30% оборудования. Из них 3,5—4,0% составляли спе-
циальные станки, которые нельзя было использовать для изго-
товления деталей новой модели машины, 5,0—6,0% составляли
физически изношенные или устаревшие малопроизводительные
станки. Около 20% станков было передано из основных механо-
сборочных цехов для использования в других цехах.
Каждая крупная деталь автомобиля имеет свое оборудова-
ние для обработки, свою поточную линию. Поэтому изменение
конструкции детали, ее конфигурации, последовательности тех-
нологических операций приводит к полной перестановке обору-
дования (в соответствии с новым технологическим процессом)
и новому монтажу всех транспортно-подъемных устройств.
В объем работ механосборочных цехов при переходе произ-
водства на новую машину входят: 1) полная перепланировка
и монтаж оборудования в соответствии с новым технологиче-
ским процессом, в том числе монтаж нового оборудования;
2) монтаж трубопроводов пара, воды, воздуха; 3) монтаж вен-
тиляционных установок станков; 4) монтаж подъемно-транспорт-
ных устройств; 5) переналадка всего оборудования на новые
операции; 6) ремонт изношенного оборудования, составляющего
25% от общего количества машин парка; 7) ремонт цеховых
помещений, включая ремонт перекрытий, полов, побелку
и окраску стен.
Все эти работы надо выполнять без помех для действую-
щего производства, не только не приостанавливая ни на один
день выпуск машин, но даже не снижая его достигнутого
уровня.
Выше был приведен пример совмещенной планировки поточ-
ной линии для обработки коленчатого вала старой и повой ма-
шин. Из этого примера следует, что построить совмещенную по-
точную линию для двух одноименных деталей можно, причем
для этого потребуется меньше станков, чем для постройки двух
раздельных поточных линий.
657
Для осуществления перехода на новую модель потребова-
лось разработать проекты планировок пяти основных механо-
сборочных цехов: трех цехов, выпускающих двигатели (для пер-
вого этапа перехода), и двух цехов, изготовляющих шасси (для
второго этапа).
Задача проектирования совмещенных планировок оборудова-
ния усложнилась тем, что выпуск новой машины через год пос-
ле перехода должен был намного возрасти по сравнению с до-
стигнутым уровнем.
Для пояснения приводим схему планировки оборудования
для двух механических цехов в период выпуска двигателя трех-
тонной, т. е. старой, машины (рис. 243), и схему планировки обо-
рудования тех же цехов после перестройки на .выпуск двигате-
ля четырехтонной, т. е. новой, машины (рис. 244).
Анализ планировки этих двух цехов разъяснит принципы по-
строения совмещенных планировок оборудования. По аналогич-
ным принципам была выполнена планировка для всех осталь-
ных цехов завода. И первую и вторую планировки цеха, выпус-
кающего двигатели, построили исходя из основных принципов
поточного метода работы.
1.	Основу поточности составляет сборочный конвейер двига-
теля, размещенный в середине корпуса. Перпендикулярно к не-
му с обеих сторон своими последними операциями примыкают
поточные линии обработки деталей.
2.	Размещение поточно-автоматизированных линий вдоль
конвейера соответствует последовательности операций сборки.
Сборка начинается с установки на конвейер блока цилиндров,
поэтому первыми являются линия обработки блока и поточные
линии деталей, входящих в блок: крышки подшипников, клапа-
ны, втулки клапанов, затем маховика и т. д. Со второй сторо-
ны— соответственно линии обработки поршневых колец, деталей
сцепления, коленчатого вала шатуна и т. д.
3.	Конечные операции и станки всех поточных линий примы-
кают к сборочному конвейеру; первые операции и станки всех
поточных линий находятся у боковых проездов, удаленных от
сборочного конвейера на 24 и 48 м.
4.	С обеих сторон сборочного конвейера имеются проезды,
вдоль которых размещены стеллажи для готовых деталей. Про-
езды обеспечивают подачу деталей на стеллажи конвейера с от-
дельных участков, из других цехов и со склада смежных из-
делий.
5.	В той и другой планировке отсутствуют склады загото-
вок, готовых деталей и промежуточные склады. Запас дета-
лей на 3—7 ч работы находится на стеллажах сборочного
конвейера и на начальных и конечных площадках линий
обработки.
	Проезд			
	+	"Н-	4 г Картер коровки 3 скоростей —\	,		
	Участок шестерен <70*—’		скор. J
	6 Гнезда-		1+
	Педали и втулки 7		в
	* Воздушный + *ас!с т—-д.		7PKU К
	Валики, стержни 4444 крышки д_		S 1’
	+ Пазовьш ва)с у фланцы		у,
4L '	’	1			
Проезд 'механи			
	ЛШкивы, картер —\ распред, зажигания 8		
	’ Механик мот opal		
	мотораП		
2 .о	1	+	+	+	* 4	4	4	4	+		4 4
	<± »	Г	t	!_		
	Проезд			
	ZV ►444		
	4 4	4	4	4 Временный цех 4 4	+	44-		4 4
	f 4	♦	+	< 2	к	4
	4	4	4	+	4		г
	♦	4	»	4		
Проезд			
	12 Поршневой палец		|		Проезд	  |
	Поршневые кольца	ГО	
	С Коленчатый + + _з£гО • ( дар		
	*	И		
	+17 +	+ +		
	Шатун и крышка + /4+	+—L- '		
	Кулачковый		
	1 Масляной нксос		
	L привод водяного , Vff4 ндГсоса*		
1К			
Проезд	fa Сцепл£ниеД*-^\ н храповик 1	Конвейер* . сворки	мот	
	Коллекторы + W.	♦—г . Головка вол та		
	Толкатель ЗИв'З + 19 +	+ _±__ 		
	4	4	4	4 4	4	4		
	Г +	* 4 Л+ +•	4	4	4 вспомогательное п смещение г+	+	+	4 1 , J		
	4	»	4	+		
~Т	4	4	4			
1 Л-			
Подвесной конвейер передачи мотора
Рис. 243. Планировка оборудования цеха старого
двигателя
Рис. 244. Планировка оборудования цеха нового
двигателя
660
Как видно из указанных схем, планировка цехов, изготовля-
ющих двигатели, произведена с соблюдением указанных основ-
ных принципов.
Поточные линии по обработке поршневых колец, поршней,
коленчатых валов, шатунов, кулачковых валов, масляных насо-
сов, коллекторов, головок, блока и других деталей своими по-
следними операциями примыкают к сборочному конвейеру в том
месте, где готовую деталь монтируют на двигателе.
I бригада
1	2
	
П бригада
3	4
	
Ш бригада |
5	8	7	8
		I 	 а
[Д Станки для блока Д
Рис. 245. Планировка оборудования
участка блока старого двигателя
 б
в б
 а
а д
а е
В конце каждой поточной линии имеются оборудованные ме-
ста для хранения открытым способом сменной потребности де-
талей для сборки.
Примером построения рабочей планировки поточной линии
может служить также линия блока цилиндров.
Блок цилиндров — наиболее сложная по конфигурации и об-
работке деталь автомобиля.
На рис. 245 изображена планировка оборудования для обра-
ботки блока цилиндров А, на рис. 246 — совмещенная планиров-
ка оборудования для обработки блока цилиндров А и В.
Процесс составления совмещенной планировки был пример-
но следующий:
661
1.	Вначале был выявлен размер площади, необходимой для
участка обработки нового блока. Применительно к этой площа-
ди выполнили планировку оборудования нового мотора. Его
установка была разделена на две очереди: в первую входило
оборудование для выпуска блока цилиндров в количестве, до-
стигнутом к моменту перехода, во вторую — оборудование, по-
требное для увеличения выпуска блоков до проектного коли-
чества.
2.	Далее выявили то оборудование для обработки блока ци-
линдров старого двигателя, которое используется для обработки
блока нового двигателя, и дополнительное оборудование, вре-
менно необходимое для обработки старого блока в переходный
период.
3.	На планировке оборудования для обработки нового блока
было размещено дополнительное оборудование для старого бло-
ка, в результате сдвига основного оборудования и использова-
ния мест для оборудования второй очереди — разработка сов-
мещенной планировки (рис. 246).
4.	Исправление совмещенной планировки оборудования для
более удобной обработки блока цилиндров старого двигателя
и для сведения перестановки оборудования к минимуму.
На рис. 246 приведена осуществленная совмещенная плани-
ровка оборудования блока. При этом размещении оборудова-
ния в течение нескольких месяцев налаживали обработку блока
цилиндров нового двигателя и в то же время продолжали нор-
мальный выпуск блоков старого двигателя.
Чтобы создать совмещенную планировку оборудования для
обработки блока, потребовалось увеличение площади на 20%.
Как видно из планировки (рис. 246), для обработки нового
блока было использовано более 20 станков, ранее занятых на
обработке старого блока, что соответственно уменьшило затра-
ты на приобретение оборудования первой очереди. Планировка
оборудования была сделана так, что наиболее тяжелые станки
по обработке старого блока, установленные на фундаменты,
оставались на месте. Станки второй бригады для обработки
блока старого двигателя были размещены на месте, предназна-
ченном для монтажа дублерных автоматических линий (послед-
ние должны быть установлены только после перехода на новую
модель). Как видно из планировки, движение блоков по линии
обработки получалось более сложное, но вполне допустимое в
переходный период.
Совмещенная планировка оборудования для обработки бло-
ка цилиндров, показанная на рис. 246, позволяла вести нормаль-
ную обработку блоков старого двигателя и в то же время обеспе-
чивала наладку станков для обработки блока нового двигателя
без помех для текущего производства.
Т бригада
И бригада
HI бригада
станки блока В, устанавливаемые
° посла окончания обработки блока Д
О стык потоков Д и В
О станки для блока В
□ станки для блокоб Див
[Ц станки для блока Д
станки блока В второй очереди
Рис. 246. Совмещенная
планировка оборудования блока старого А и нового В двигателей
663
После прекращения выпуска блоков старого двигателя на
совмещенной линии обеспечивалась возможность обработки
блоков нового двигателя в том же количестве.
Демонтаж оборудования для обработки блока старого дви-
гателя освобождал место для монтажа оборудования второй
очереди и увеличения выпуска блоков нового двигателя.
Движение блоков при обработке показано стрелками: А —
движение блока цилиндров старого двигателя, В —движение
блока нового двигателя.
Первой задачей при переводе производства на выпуск новой
модели является перестановка оборудования текущего произ-
водства. Станки, работающие в две- смены, нужно расставить по
новым планировкам для возможности монтажа в совмещенных
поточных линиях станков нового двигателя, которые прибыли и
будут прибывать в возрастающем количестве. Эту работу надо
произвести без помех для текущего производства. Двигатели
для машин старой модели должны выпускаться по графику бей
снижения.
Чтобы яснее представить себе эту операцию, рассмотрим
сначала процесс перестановки оборудования двух линий: линии
обработки коленчатого вала и линии обработки блока цилин-
дров, о которых говорилось выше.
Линия обработки коленчатого вала старой машины имела
46 станков (см. рис. 240). Установка их на фундаменты не тре-
буется. Большую часть станков ставят на торцовую шашку пола
без крепления. Часть шлифовальных станков устанавливают на
бетонную подушку с последующей заливкой бетоном. Тяжелые
токарные полуавтоматы 16-й операции также ставят на бетон-
ную подушку пола с последующей заливкой бетоном. Из-под
таких станков предварительно вынимают торцовую шашку пола.
Для некоторых станков необходимо подвести воздух, для моеч-
ной машины — пар, воду и присоединить их к канализации,
смонтировать вентиляционное устройство; над всеми станками
должны быть смонтированы монорельсы с электротельферами.
Все это должно быть выполнено до перестановки станков.
Для создания задела коленчатых валов, обеспечивающего
сборку двигателей на две-три смены, рабочие, занятые на пере-
станавливаемой линии, должны были отработать в течение
10 дней по 2 ч сверхурочно. Задел необходим на период пере-
становки оборудования и для возмещения потерь первого дня
работы после перестановки станков. В первый день работы пос-
ле монтажа на новых местах на совмещенной линии возможны
некоторые неполадки. Могла быть расстроена наладка некото-
рых станков и приспособлений, могли оказаться дефекты в под-
ключении электроэнергии, воздуха, в транспортно-подъемных
устройствах. Хотя станки заливают быстросхватывающимся
раствором цемента, возможны были изъяны в заливке. Словом,
661
были возможны непредвиденные обстоятельства, которые могли
снизить выпуск валов с линии в первый день после перестанов-
ки оборудования. Суточный задел готовых валов должен был
предотвратить срыв сборки двигателей.
Перечисленный порядок работы обеспечил установку обору-
дования линии по новой планировке и нормальную сборку дви-
гателей, На сборочном конвейере изменения в подаче коленча-
тых валов на сборку не были ощутимы. Сборка совершалась с
соблюдением установленного ритма.
План перестановки оборудования коленчатого вала был вы-
полнен так, как описано выше, в течение 48 ч.
Более сложными были перестановки оборудования линии об-
работки блока старого двигателя.
Подъемно-транспортных устройств на линии обработки бло-
ка было больше, чем на линии обработки коленчатого вала;
монтаж их сложнее ввиду большей протяженности. Для некото-
рых станков требовались фундаменты. Для хонинговальных
станков необходимо было устройство емкости в земле для пода-
чи к станкам керосина. На участке обработки блока требова-
лось построить разветвленную сеть вытяжной вентиляции. Боль-
шие агрегатные станки надо было устанавливать с заливкой
цементом.
Перестановка станков нй линии обработки блока также была
произведена без нарушения текущего производства. В первую
очередь переставляли станки первой и второй бригад, через не-
делю — станки линии третьей и четвертой бригад.
До перестановки оборудования линии обработки блока соз-
давали заделы блоков по бригадам. Задел блоков первых двух
бригад был расположен на свободных местах между оборудова-
нием, задел блоков последних двух бригад — на линии сбороч-
ного конвейера. Размер задела обеспечивал сборку двигателей
в течение трех смен.
Оборудование линии блоков переставляли в течение двух
воскресных дней. В первое воскресенье переставили станки пер-
вой и второй бригад, в следующее воскресенье — станки третьей
и четвертой бригад. Такой способ перестановки не требовал
большого числа монтажников (достаточно 15—20 человек, что-
бы обеспечить перестановку и подключение 30—40 станков в
день). В течение 72 календарных дней перемонтировали одну
за другой все поточные линии цехов двигателя примерно по
плану, приведенному в табл. 80.
Порядковые номера соответствуют номерам, поставленным
на схемах планировок, показанных на рис. 243—244. По этим
номерам можно проследить, в каком порядке переставляли обо-
рудование цеха. Работы, помеченные номерами 1 и 2, не вклю-
чены в план, так как их выполняли до перестановки станков.
Таким образом, монтаж был произведен за 31 день. За один
665
Таблица 80
Перемонтаж оборудования цехов двигателя
1 № в схеме планировки	Наименование участка	Время подго- товки монта- жа в днях	Время созда- ния задела в ДНЯХ	Созданный задел дета- лей в сменах 	.		Длительность перестановки в днях
3	Сборочный конвейер:				
	коробка скоростей 		4	6	1,о	1
	картер коробки передач ... • . .	3	10	4,0	2
4	Пазовый вал	•	. • . .	3	6	1,5	1
5	Валики, стержни, крышки ......	3	6	2	1
6	Гнезда подшипников и другие детали	2	6	2	1
7	Педали и втулки 		2	6	1,5	1
8	Шкивы, картер сцеплепия		2	6	1,5	1
9	Воздушный насос		2	6	1,5	1
10	Шестерни		3	8	2	1
11	Детали сцепления			2	6	1,5	2
12	Поршневой палец . . 			2	4	2	1
13	Поршневые кольца		3	4	2	1
14	Шатун 			3	6	1,5	2
15	Кулачковый вал			2	8	2	1
16	Привод водяного насоса• 		2	6	1	1
17	Коленчатый вал		6	10	2	2
18	Коллекторы, головки блока 		2	6	1 .	2
19	Толкатели 		2	4	1	1
	/	Итого по двум цехам . . .	48	.—	—	—
	Третий цех двигателя . . .	18	—	—	—-
	Всего . • .	66		—	—
день переставляли на новые места от 30 до 80 станков. Для пе-
рестановки и сдачи в эксплуатацию оборудования трех цехов,
выпускающих детали, включая основные и подготовительные
работы, потребовалось лишь 66 дней.
Ремонт помещений и другие дополнительные работы выпол-
няли параллельно с основными монтажными работами. В це-
хах, выпускающих двигатели, общий срок перестановки обору-
дования и всех связанных с ней работ (ремонт полов, побелка
помещений и др.) составил 2,5 месяца.
Работу выполняли без помех для текущего производства.
Старые двигатели собирали с прежними темпами.
Перестановка не оказала никакого влияния на размер вы-
пуска двигателей. Таким образом, была проведена подготовка
цехов, выпускающих двигатели, к монтажу оборудования для
нового двигателя.
Поточные линии удлинились, получились растянутыми с пу-
стыми промежутками (см. схему на рис. 241).
666
Перестановка действующего оборудования завершила второй
этап подготовки к переходу на выпуск нового двигателя без
остановки производства.
По такому же плану было переставлено оборудование двух
механосборочных цехов, изготовляющих шасси автомобиля,—
«Задний мост» и «Шасси». Оборудование этих цехов для изго-
товления агрегатов старой машины было переставлено вслед
за оборудованием цехов, выпускающих двигатели, в следующие
два месяца.
Оборудование переставляли последовательно, поскольку ос-
новной план предусматривал переход на выпуск новой машины
в два этапа.
По окончании перестановки действующего оборудования на
очереди стал монтаж нового оборудования по совмещенным
планировкам поточных линий. Решение этой задачи не вызвало
затруднений. Подготовленные планировки оборудования позво-
лили монтировать поступающие станки на предусмотренные для
них места по мере их поступления от поставщиков. Монтаж
новых станков не мешал текущему производству, так как на
планировке были обеспечены достаточные подходы к любому
станку. Создавая совмещенную планировку, необходимо иметь
в виду постепенное прибытие оборудования и монтаж его по
мере поступления. Дальнейший темп подготовки к переходу на
выпуск новой модели зависит от темпов поступления нового
оборудования. Расчет монтажа нового оборудования был сделан
на 40—50 станков в день. Фактически оборудование прибывало
гораздо медленнее, поэтому третий период подготовки перехода
на новую модель — монтаж нового оборудования — затянулся
на 8—10 месяцев.
Кузнечно-штамповочные цехи. Кузнечное производство явля-
ется в основном серийным. Большая часть оборудования рас-
ставлена по типам. Все технологические операции расчленены
на несколько групп: первая группа — нагрев, штамповка, обрез-
ка облоя, иногда калибровка; вторая группа — зачистка, терми-
ческая обработка; третья группа — очистка от окалины, правка
и контроль.
Первая группа операций выполняется в печи, на молоте, на
прессе или ковочной машине. За комплектом оборудования из
3—4 единиц может быть закреплено изготовление любой детали,
если только по технической характеристике она подходит для
данной группы оборудования. Для штамповки разных деталей
специального оборудования не требуется. Специальными инст-
рументами для изготовления данной детали являются только
ковочный, обрезной и правочные штампы, а также контрольные
приспособления и шаблоны. Поэтому в кузнечных цехах основ-
ной предпосылкой для перехода на изготовление деталей новой
667
машины является создание набора штампов для каждой детали,
контрольных приспособлений и шаблонов.
При переходе производства на выпуск новой машины не
требуется перестанавливать молоты, ковочные машины, печи,
прессы и др. В необходимых случаях дополнительно устанавли-
вают ковочные молоты или прессы.
Вторая и третья группы операций также выполняются без
использования специального оборудования. Печи для термиче-
ской обработки, дробеметные автоматы для очистки штамповок
от окалины, станки для заточки, падающие молоты для правки,
приборы для контроля твердости и структуры металла являются
общими для деталей любого автомобиля одного класса. Во вто-
рой группе операций специальными являются только приспособ-
ления для контроля; специальными могут быть также и поддо-
ны для термических печей.
К моменту перехода должно быть изготовлено несколько
комплектов кузнечных штампов в соответствии с программой
выпуска. Все штампы и приспособления должны быть не только
изготовлены, но также опробованы и доведены. Должна быть
произведена пробная штамповка деталей. Геометрию штампо-
вок новых деталей заранее проверяют в механических цехах
путем обработки пробной партии.
Как показано ниже, наладка штамповки деталей для выпуска
новой машины может быть проведена без нарушения ритма
текущего производства.
Наладка и опробование нового штампа, выбор правильного
сечения металла для штамповки требует примерно двух смен
на деталь. Если штамп окажется спроектированным неверно,
операцию опробования необходимо повторить, а для сложных
деталей автомобиля, например для коленчатого вала, целесооб-
разно проводить опробование 3—4 раза.
Наладка оборудования для изготовления одной новой слож-
ной детали требует шести-восьми смен, одной простой детали —
одной-двух смен, а в среднем — около трех смен.
Поскольку для выпуска одной машины за кузницей закреп-
ляются примерно 120—130 деталей, на наладку всех штампов
требуется 360 машино-смен. Это время должно быть выделено
без ущерба для действующего производства. Если условно при-
нять, что кузница имеет 40 агрегатов основного ковочно-штам-
повочного оборудования, то на наладку каждого агрегата при-
ходится девять рабочих смен. При освоении изготовления дета-
лей новой машины в кузнице, например, в течение 3 месяцев,
на каждый молот, ковочную машину, штамповочный пресс при-
ходится три смены в месяц. Время на наладку оборудования
может быть выделено и при полной загрузке кузницы в две
смены. В этом случае текущую программу необходимо выпол-
нять с применением сверхурочных часов.
668
Подготовка кузницы к переводу на изготовление деталей
новой машины осложняется, когда в цехе появляется двойная
номенклатура деталей, необходимых для изготовления двух мо-
делей машин одновременно. Если такое закрепление сделано
только на период подготовки и наладки производства деталей
для новой машины, оно существенного значения не имеет, так
как программа будет выполнена за счет сверхурочных работ.
Если же двойная номенклатура деталей закреплена за кузницей
на длительный период, то при значительном выпуске продукции
это отрицательно скажется на производительности кузницы из-
за двойного количества переналадок оборудования. В этом слу-
чае производительность может понизиться до 15%' и более.
Литейные цехи. В этих цехах поточно-массового производства
литье формуют на станках, а формы заливают металлом на
напольных конвейерах. Конвейерные линии различаются по
величине и весу изготовляемых на них отливок.
Первой линией формовки является изготовление форм для
заливочного конвейера крупных отливок на крупных формовоч-
ных станках. Вторая линия формовки, предназначенная для
изготовления отливок деталей среднего веса и габарита, осна-
щена станками средней мощности. Соответственно третья линия,
специализированная на изготовлении деталей мелких отливок,
оборудована более мелкими станками. При выпуске разных ма-
шин одного класса отливку одноименных деталей можно закре-
пить за одними и теми же линиями формовки. При этом не
потребуется переставлять и монтировать заново (в значитель-
ном количестве) ни конвейеры, ни формовочные станки. Специ-
альным для каждой машины в отливке является только модель-
ный инвентарь — модели, стержневые ящики, опоки и т. д.
Для перевода литейных цехов на изготовление деталей новой
машины необходимо обеспечить литейные цехи модельными ин-
струментами и дублерами модельного инвентаря.
Большую часть стержней для отливок новой машины можно
изготовлять на соответствующих линиях производства стержней
для отливок старой машины. Для освоения стержней таких
сложных деталей, как блок цилиндров автомобильного двигателя
(эти стержни после сушки обрабатывают на поточной линии с
применением специальных станков и шаблонов, собирают в
специальном кондукторе и проверяют специальными контроль-
ными приспособлениями), необходима организация отдель-
ной поточной линии. Для организации такой временной
линии в стержневом отделении всегда найдется 90—100 м1
площади.
Наибольшая сложность при переводе литейного'производства
на изготовление отливок для новой модели машины заключается
в необходимости тщательной отладки технологического процесса
и, в частности, моделей и стержневых ящиков для новых
6в9
отливок. Доводка модельного инвентаря имеет специфические
особенности. Ее должны выполнять высококвалифицированные
технологи-литейщики с многократным (пока не будут устранены
все дефекты) , получением пробных отливок.
В первоначальной стадии обработку литейной формы отли-
вок для новой машины можно вести вручную, а не на станке,
что устраняет помехи текущего производства. Технологию отливки
необходимо окончательно отрабатывать на формовочных маши-
нах в потоке. Для этого следует выделить по одной-три смены
на освоение каждой детали простой и средней сложности и по
5—6 смен на деталь сложной формы. После доводки модель-
ного инвентаря необходима значительная тренировка рабочих
для достижения требуемой производительности и устранения
брака литья.
В литейных цехах, как и в кузнице, двойная номенклатура
деталей может привести к тяжелым последствиям в случае
одновременного производства двух массовых машин. Это тре-
бует двойной переналадки станков и снижает производительность
труда.
Прессовые цехи. За прессовыми цехами закрепляют изготов-
ление из листа деталей около 650 наименований. Это производ-
ство является в основном серийным.
Поточные методы в прессовых цехах применяют главным
образом на сборочных и сварочных операциях, а также при
штамповке крупных деталей. Прессы размещают с учетом обще-
го процесса штамповки, а не штамповки одной или нескольких
деталей. Иными словами, прессы расставлены по типам, но в
определенной последовательности, например вальцы — просеч-
ные прессы — вытяжные прессы — разные обрезные прессы для
последующих доделочных операций. Мелкие прессы обычно
устанавливают группами по типоразмерам.
Штамповку деталей из листа для новой модели машины не-
обходимо освоить до прекращения выпуска деталей старой ма-
шины. Необходимо опробовать и наладить более 2000 штампов.
Наладка штампов должна быть завершена получением первой
партии деталей без брака.
Крупные прессы обычно не требуют перестановки, а мелкие
прессы во многих случаях необходимо перемещать для обеспе-
чения прямоточности.
Сборочные поточные линии в прессовых цехах должны быть
заранее запроектированы и построены . с полным оснащением
всех рабочих мест. Эти сборочные линии должны быть введены
в действие до перехода на изготовление деталей для новой
модели, так как бригады сборщиков должны получить необхо-
димые навыки в сборке узлов новой машины. Степень обучения
сборщиков может быть признана достаточной, если в первый
день после перехода на новую модель сборочные линии смогут
670
дать не менее 30—40% допереходного уровня выпуска собран-
ных узлов.	.
Организационные особенности подготовки сборочных и сва-
рочных участков в прессовых цехах к переходу на изготовление
узлов для новой модели машины соответствуют примерно под-
готовке поточных линий в механосборочных цехах.
Изготовление первых нормальных партий 650 наименований
деталей для выпуска новой машины потребует не меньше 1—1,5
месяца работы прессового цеха до прекращения выпуска старой
машины.
Поскольку в прессовом цехе штампуют многооперационные
детали партиями по 6000—10 000 штук (во избежание большой
потери времени на перестановку штампов), то эти детали уже
будут в заделе за две-три недели до -прекращения выпуска ста-
рой машины. В это время, т. е. за две-три недели до перехода
на новую модель, прессовый цех может начать нормальную ра-
боту по штамповке деталей новой машины.
Нельзя, однако забывать, что установка и наладка новых
штампов требует в 3—5 раз больше времени, чем установка
штампов старой машины. Поэтому начинать штамповку деталей
новой машины следует не позднее чем за 1,5 месяца до дня
перехода на новую модель. Вот почему в течение 3—4 недель
штамповка первых партий деталей новой машины выполняется
параллельно со штамповкой деталей старой машины. При за-
грузке прессового цеха в две смены это возможно только за счет
проведения сверхурочных работ.
В период, предшествующий дню перехода на выпуск новой
модели, прессовый цех должен иметь хорошо разработанный
совмещенный график штамповки деталей старой и новой машин.
Отсутствие такого графика или его нарушение приведет к
тому, что не вся номенклатура деталей новой машины будет
изготовлена ко дню перехода, а это связано со срывом сборки
новых машин.
Деревообделочные цехи. Детали из дерева обрабатывают
на универсальном оборудовании, которое даже при выпуске од-
ной модели машины часто переналаживают. Таким образом,
переналадка оборудования на выпуск деталей для новой моде-
ли машины не может создать особых затруднений.
Некоторые трудности в деревообделочном цехе возникают
при изготовлении фасонных изделий, для обработки которых
требуется значительное количество присопособлений. Изготов-
ление приспособлений и опробование их составляет главную
задачу в подготовке к переходу на новую модель в деревооб-
рабатывающем цехе.
Сборку кабины грузовой машины и платформы можно вы-
полнять только на сборочных конвейерах. Поэтому для сборки
кабины новой модели машины необходимо изготовить полный
комплект новых приспособлений и подъемно-транспортны:;
671
устройств. Сборочные операции характерны тем, что для обес-
печения заданного ритма выпуска требуется длительная прак-
тика рабочих на конвейере. Поэтому, кроме изготовления осна-
стки, необходима предварительная работа на сборочном кон-
вейере в течение 2—3 недель. В этот период достигается пра-
вильное распределение операций между рабочими, и последние
приобретают необходимые навыки. Отсюда следует, что поточ-
ная линия сборки кабины новой машины должна быть органи-
зована параллельно с текущим производством. Для этого тре-
буется выделить необходимую площадку.
То же самое относится к сборке платформ новой грузовой
машины. Однако между платформами машин одного класса не
может быть большой разницы. Поэтому, после изготовления
необходимой оснастки сроки освоения сборки платформы будут
значительно короче, чем для сборки кабины (5—7 дней вместо
10—20 дней). При этом сборка платформы новой машины мо-
жет быть организована в сверхурочное время на том же
конвейере, на котором происходит сборка платформ старой
машины.
В деревообрабатывающем цехе совмещенное производство
двух машин в течение длительного периода крайне нежелатель-
но вследствие двойного количества переналадок оборудования
и связанного с этим понижения выпуска продукции.
Рессорно-пружинный цех. Для этого цеха типично серийное
производство пружин и поточно-массовое производство рессор.
Пружины изготовляют на специальном оборудовани, которое
может быть быстро перестроено на выпуск любых других пру-
жин данного типа. Обычно на одном станке навивают пружины
десятков наименований соответствующего размера. При боль-
шой номенклатуре пружин для грузовой машины необходимы
приспособления примерно 220 наименований и инструменты
около 360 наименований. Подготовка производства на участке
пружин завершается наладкой приспособлений и штампов и
выпуском пробных партий. Оборудование на этом участке пе-
реставлять не требуется,
Производство рессор — типичное поточное производство. При
переходе на новую модель машины требуется изготовление
нескольких десятков штампов и приспособлений. Проведя опро-
бование и доводку последних, можно считать подготовку рес-
сорного участка законченной, поскольку при производстве рес-
сор для разных машин одного класса перестановка оборудова-
ния не требуется.
Цехи нормалей и арматурные. В этих целях изготовляют
массовые изделия до 600 наименований: в цехе нормалей —
болты, гайки, шпильки и фассонные мелкие детали, в арматур-
ном цехе—замки, ручки, штуцеры, трубки и т. д. Некоторых
из них (до 200 шт.) требуется для одной машины.
672
Процесс изготовления деталей в этих цехах состоит в сред-
нем из 4—6 операций. Основным оборудованием являются то-
карные и высадочные автоматы; и те и другие переналажива-
ются, за каждым станком закрепляют изготовление ряда
деталей.
Цехи нормалей и арматуры разделены на технологически
замкнутые производственные участки. На каждом участке обра-
батывают детали от 8 до 30 наименований, а количество обору-
дования составляет от 15 до 50 единиц.
При переходе на выпуск деталей для новой машины может
возникнуть необходимость в некоторой перепланировке обору-
дования, а также в установке нового оборудования в связи с
изменением типа машины.
При подготовке перевода производства в этих цехах на
выпуск деталей новой машины нужно выверить (с последующим
внесением изменений) конструкции новых инструментов и при-
способлений. Для цеха нормалей требуется около 200 приспо-
соблений, а также режущий измерительный и подсобный инст-
румент около 4000 наименований; для арматурного цеха — 300
штампов, 400 приспособлений и инструмент более 1000 наиме-
нований.
Опробованием оснастки и выпуском первой партии деталей
новой машины завершается подготовка производства новой
машины в этих цехах.
Особо стоит вопрос о производстве радиаторов. Оно сосре-
доточено в арматурном цехе и строится по поточному принципу.
Оборудование для изготовления радиаторов старой и новой
машин используется то же, если только сохраняется тип радиа-
торов (например, трубчатый или сотовый).
Для подготовки производства радиатора новой машины тре-
буются сложные приспособления и штампы. Необходимо также
обучать рабочих на сборке радиаторов. Поэтому последняя
должна быть организована до перевода производства на выпуск
новой модели.
Прочие производства, участвующие в изготовлении новой
машины (изготовление рам, кузовных сидений, термическая
обработка деталей, производство карбюраторов, домкратов,
инструмента для шофера и др.), не являются характерными,
поэтому при подготовке этих производств к переходу на новую
модель следует пользоваться изложенными соображениями.
§ 77. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА БЕЗОСТАНОВОЧНОГО
ПЕРЕВОДА ЗАВОДА НА НОВУЮ МОДЕЛЬ МАШИНЫ
Потребность в инструментальной оснастке. Одним из основ-
ных моментов перевода производства на новую модель машины
является изготовление приспособлений с целью оснащения ими
новых станков и других рабочих мест. Общее количество оспа-
673
стки, которое потребно для обеспечения выпуска новой грузо-
вой машины, указано в табл. 81.
Количество приспособлений определяется количеством опе-
раций и выпуском машин. При увеличении выпуска номенкла-
тура инструмента не изменяется, а изменяется только расход
инструмента.
Таблица 81
Потребное количество оснастки для новой грузовой машины
	Приспособления			Инструмент			
Цехи	. з	Л		, з	i 3	vO 3	
	। ч CD ф - S н 2 « S л	CD CL> - 5 Ь « S л	о <0	«“’s' CD S	1 >=: CD CD « s 2	о о 3	о СУ о
	х ах	S л X	со	о. 3	s ftx	в я	и
Цехи двигателя		360	15,7	2289	1695	1670	2860	6225
Цех шасси		273	15,3	1776	1115	1090	1870	4075
Цех арматуры и нормалей ? .	64	14,5	440	1310	1290	2600	5200
Прочие . . • . . 			107	5,4	2000	595	571	238	1404
Итого на новую							
машину, шт		804	12,4	6505	4715	4621	7568	16904
В том числе использовано из							
действующих, % 		—	—	—	20,1	12,2	16,7	14,3
Из 16 904 наименований инструмента в рассматриваемом
примере из номенклатуры действующего инструмента было
использовано 14,3%. Невысокий процент использования старого
инструмента объясняется тем, что детали старой машины имели
дюймовые размеры, а детали новой машины — метрические.
Общая трудоемкость изготовления оснастки на новую маши-
ну составляла в нормо-часах: приспособлений—1 130 000, инст-
рументов— 1 280 000, штампов — 680 000, модельного инстру-
ментария для литейных цехов — 450 000, моделей для изготов-
ления оборудования и оснастки — 550 000.
Оснастка, запроектированная для изготовления новой маши-
ны, стала более совершенной. Получили широкое применение
многоместные приспособления, многошпиндельные головки и
другие виды высокопроизводительной оснастки. Вместо приспо-
соблений с ручными зажимами, которые были широко распрост-
ранены на производстве старой машины, в большом объеме
были применены проспособления с пневматическими и гидрав-
лическими зажимами. Подобная замена способствовала значи-
тельному повышению производительности труда.
В результате существенно изменилась структура оснастки
механосборочных цехов (табл. 82).
22 Зак* 2446
674
Таблица 82
Оснастка механосборочных цехов старой и новой машины
Наименование оснастки	Удельный вес приспособлений машины, %		Прирост (+) и убыток (—)
	старой	новой	
Пневматические и гидравлические при-			
способления 		7,0	12,0	+5,0
Многопозиционные, поворотные, маятни-			
ковые приспособления 	 Многошпиндельные головки всех видов,	24,0	49,0	+25,0
механизированные приспособления . . .	6,0	12,0	+6,0
Многоиндикаторные контрольные приспо-	6,0	11,0	+5,0
собления 				
Приспособления с ручными зажимами . .	57,0	16,0	—41,0
В объем работ по подготовке производства новой машины
вошло также изготовление различного подъемно-транспортного
оборудования (рольганги, электроподъемники, склизы, стелла-
жи, тележки, специальная и стандартная тара и т. д.) для осна-
щения рабочих мест. Только для механосборочных цехов потре-
бовалось дополнительно 700 м рольгангов, 150 единиц скатов и
склизов, 700 единиц специальной и стандартной тары и т. д.
Для механосборочных цехов были изготовлены сотни еди-
ниц различного вспомогательного оборудования: моечных
машин, баков, электрованн, ручных прессов, клепальных
аппаратов.
Организация изготовления инструментальной оснастки.
Основным условием выполнения плана подготовки производства
новой машины является способность инструментальных цехов в
установленное для этого время изготовить большое количество
оснастки — штампов, приспособлений, моделей и инструментов.
В этот период загрузка инструментальных цехов (собственно
инструментального, модельного и штампового) резко возрастает,
эти це£и должны обеспечивать не только нормальную подачу
действующим цехам инструментов и приспособлений, но в то
же время готовить оснастку для производства новой машины.
В этой связи особое значение имеет планирование перехода
на выпуск новой машины в инструментальных цехах. В основе
планирования должна быть задача изготовления оснастки для
новой машины в соответствии со сроками освоения новых тех-
нологических процессов при одновременном обслуживании
производства старой модели. Естественно, что производствен-
ные мощности инструментальных цехов в период перехода на
новую модель машины должны наиболее полно использоваться,
675
особенно в силу значительной трудоемкости изготовления ос-
настки для новой машины. Так, на изготовление технологиче-
ской оснастки при подготовке производства новой машины было
затрачено около 4 млн. нормо-часов. Столь значительный объем
работы нужно было выделить в инструментальных цехах (цех
приспособлений, штамповый, модельный) без ущерба для те-
кущего производства.
Это было сделано следующим образом. За 18 месяцев до
начала перехода на выпуск новой модели были приняты меры
к частичному высвобождению мощностей цехов, изготовляющих
оснастку. В этот период были прекращены конструктивные из-
менения в выпускаемой машине; пришлось отказаться также от
усовершенствования технологических процессов ее изготовления
и максимально сократить изготовление дублеров (моделей,
штампов, приспособлений) для нее. Конечно, были приложены
все усилия для того, чтобы поддерживать оснастку и инстру-
мент в исправном состоянии.
В более значительных размерах производство оснастки для
новой фашины развернулось за 2—3 месяца до прекращения
производства старой машины, когда завод уже мог обойтись
запасом инструментов и кузнечных штампов. Этот запас необ-
ходимо было полностью использовать к моменту прекращения
выпуска старой машины. Оборотный запас инструментов пре-
вышал трехмесячную потребность, запас кузнечных штампов
был равен примерно двухмесячной потребности. В последующее
время инструментальный цех и отделение кузнечных штампов
штамповомеханического цеха изготовляли инструменты и
кузнечные штампы только для производства новой ма-
шины.
На рис. 247 приведены кривые распределения мощности ин-
струментального цеха и цеха приспособлений между изготовле-
нием инструментов для выпуска старой и новой машин в период
подготовки производства. Отсюда следует, что на изготовление
инструмента для новой машины выделяли примерно 21—35%
всей мощности цеха. Кроме того, около 5% мощности цеха было
использовано для изготовления инструмента, необходимого для
выпуска запасных частей к старой машине.
Высвободив до 20—30% мощности инструментального цеха,
за 18 месяцев можно было создать начальный запас инструмен-
тов для изготовления новой машины на 3—3,5 месяца работы
завода.
Изготовление первых партий инструментов для новой маши-
ны является более трудоемким, чем изготовление инструментов
для текущего производства. Кроме того, расход инструментов
в период перехода на выпуск новой машины повышается на 50—
100% из-за неполного освоения технологических процессов.
22*
676
В каждый месяц для новой машины изготовляли от 30 до 900
наименований инструмента, в среднем в месяц в период под-
готовки 800 наименований.
Как видно из рис. 247, за три квартала до дня перехода
на новую машину цех приспособлений на 80% работал на под-
готовку нового производства и только 20% мощности цеха ис-
пользовалось для текущего производства. Но для изготовления
полного парка приспособлений оказалось недостаточно и 80%
мощности цеха. Некоторые из приспособлений, в основном про-
стейшие, пришлось изготовлять цеховым механикам. Выпуск
приспособлений колебался от 130 до 350 шт. в месяц.
Рис. 247. Кривая распределения мощности инстру-
ментального цеха для изготовления оснастки старой
и новой моделей машин
Такое же примерно положение было при изготовлении штам-
пов для холодной штамповки и модельного инвентаря. Наиболь-
шего времени в подготовке производства новой машины потре-
бовало изготовление штампов для холодной штамповки, так как
трудоемкость отдельных крупных штампов достигает 1500 нор-
мо-часов. Больше 60% мощности штампового и модельного це-
хов использовалось для изготовления моделей и штампов для
новой машины. Только отделение изготовления кузнечных штам-
пов не могло быть освобождено от обслуживания текущего
производства.
Кузнечные штампы должны изготовляться до тех пор, пока
не прекратится штамповка деталей в кузнице.
677
§ 78. ОСВОЕНИЕ НОВЫХ ПРОЦЕССОВ И ОБУЧЕНИЕ ЦЕХОВОГО
ПЕРСОНАЛА ПРИ БЕЗОСТАНОВОЧНОМ ПЕРЕВОДЕ ЗАВОДА
НА НОВУЮ МОДЕЛЬ МАШИНЫ
1. Организация наладки технологических процессов
Успех безостановочного перевода производства на выпуск
модели новой машины в значительной степени зависит от сте-
пени наладки и освоения новых технологических процессов к мо-
менту перехода. Монтаж нового оборудования немедленно после
его поступления и создание поточных линий для обработки де-
талей новой машины являются важными предпосылками, обес-
печивающими наладку новых технологических процессов. Сущ-
ность наладки заключается в следующем.
Оснастка, установленная на станке, хотя и изготовлена по
хорошо выверенным чертежам, обычно не обеспечивает задан-
ной точности обработки детали. Требуется обязательная при-
гонка державок, патронов и т. д., необходима длительная и
кропотливая установка резцов. Только высококвалифицирован-
ные мастера-наладчики, хорошо знающие кинематику данного
оборудования, могут выполнить все эти и многие другие подоб-
ные работы. Наладка новых технологических процессов харак-
теризуется значительной трудоемкостью. Так, первичная налад-
ка токарно-карусельного полуавтомата требует около 2 дней
работы мастера-наладчика.
Из сказанного следует, что необходима специальная служба
по наладке технологических процессов при пуске в производст-
во новой машины.
При создании подобной организации необходимо учитывать,
что средний цех типичного автомобильного завода имеет от
400 до 800 единиц оборудования. Цех делится на участки и про-
леты. Основным организатором работы цеха является мастер
пролета, который имеет в своем ведении 25—50 станков; ему
подчинены 3—5 наладчиков и 25—50 рабочих. Каждый наладчик
обслуживает 8—12 станков, которые он обязан налаживать и
поддерживать в налаженном состоянии. Например, если линия
обработки кулачкового вала состоит из 32 станков, то за первым
наладчиком могут быть закреплены станки первых восьми опе-
раций, за вторым — станки с 9-й по 17-ю операцию и т. д., т. е.
за наладчиком закрепляют станки не по типам, а по ходу тех-
нологического процесса. Наладчик должен уметь налаживать
все различные по характеристике станки своего участка, напри-
мер шестишпиндельный вертикальный токарный полуавтомат,
двухшпиндельный фрезерный, сверлильный, агрегатный, два
простых сверлильных станка с многошпиндельными головками,
внутришлифовальный и круглошлифовальный.
678
Наладчик обычно умеет налаживать закрепленные за ним
станки потому, что он работает на них многие месяцы, а иногда
и годы. Однако линейный наладчик не может сам наладить но-
вые станки на изготовление деталей новой машины, если он эти
станки видит впервые. В этом случае для наладчика технологи-
ческая часть каждого механосборочного цеха должна включать
в эту работу секцию наладки, состоящую из высококвалифици-
рованных мастеров-наладчиков (инструкторов).
Мастера секции наладки распределяются по специально-
стям: по наладке шлифовальных станков, по зуборезным рабо-
там и т. д. В обычное время в их задачи входит оказание помо-
щи линейным наладчикам в серьезных случаях нарушения ра-
боты станков, а также первичная наладка новых станков и при-
способлений. При подготовке перехода на выпуск новой машины
мастера-наладчики обязаны выполнить работу по первой налад-
ке всех закрепленных за цехом операций изготовления деталей
новой машины.
В наладку входит собственно наладка станка со сдачей пер-
вой партии деталей без брака, далее обучение работе на станках
линейных наладчиков и рабочих, а также проверка производи-
тельности каждого станка и всей поточной линии.
Исходя из сроков подготовки к переходу на новую машину
на наладку новых процессов отводится 3—4 месяца.
Однако даже в несколько месяцев мастера секции наладки не
в состоянии справиться с таким большим объемом работы по
наладке. Нельзя упускать из виду, что секция наладки цеха
обычно имеет в своем штате не более 5—6 мастеров-наладчиков,
одного по каждой специальности.
Наладку новых процессов следует вести с большим числом
наладчиков и инструкторов, чем располагает цех. Кроме них,
к работе должны быть привлечены мастера-наладчики цехов,
которые в данное время не переходят на производство новой
машины, например при наладке станков цехов, выпускающих
двигатели; наладчики цехов шасси; высококвалифицированные
инструментальщики, изготовляющие приспособления и инстру-
менты; линейные мастера и наладчики.
Например, в случае перехода на новую модель в два* этапа,
как это было в 1948 г. на Московском автозаводе, перевели
в цехи, готовящиеся к переходу на новый объект, мастеров
и наладчиков из цехов, в которых переход был намечен во вто-
рую очередь.
Целесообразно ввести сдельную оплату труда на наладку
каждого станка. Наладка считается законченной, когда контро-
лер своей подписью подтверждает, что после наладки станка
изготовлена определенная партия деталей без брака. При такой
подписи по всем станкам данной поточной линии может быть
начата проверка линии в целом на производительность.
679
Проверку поточ^Ъй линии на производительность можно
вести только после того, как линейные мастера и наладчики
ознакомятся с технологическим процессом, овладеют новой на-
стройкой станков^ сами изготовят по несколько изделий на каж-
дом станке данной линии.
В равной мере и рабочие, прежде чем вести пробу линии
на производительность, должны ознакомиться с теми станками,
на которых они будут работать.
Проверка на производительность выявляет устойчивость на-
ладки, надежность работы станков, приспособлений и инстру-
мента, стойкость инструмента, обученность рабочих.
Для проверки поточной линии на производительность необхо-
дима работа на линии в течение целой смены. Достаточным по-
казателем подготовленности поточной линии к пуску можно
считать достижение во время такой проверки 40—50% запроек-
тированной производительности.
В проверке поточных линий на производительность должны
участвовать все рабочие одноименной поточной линии текущего
производства. Чтобы освободить их на одну смену для этой ра-
боты, следует создать дополнительный сменный задел деталей
старой машины.
Проверка должна производиться в период,- близкий к пере-
ходу на выпуск новой машины, по мере того как проверены на
производительность отдельные станки и налажена линия в
целом.
Нельзя, однако, считать обязательной проверку на произво-
дительность всех поточных линий без исключения. Такая про-
верка важна только для линий обработки сложных деталей, на-
пример в .применении к бензиновому двигателю: блоков цилинд-
ров, коленчатого и кулачкового валов, шатуна, картера коробки
скоростей, сложных шестерен и т. д. В других случаях достаточ-
на проверка отдельных станков.
В процессе наладки должны быть вскрыты все возможные
дефекты технологических процессов, дефекты станков, приспо-
соблений, инструментов. При тщательной наладке оборудования
и соответствующей подготовке работников цеха переход на но-
вую модель машины никаких неожиданностей не вызовет. Вы-
пуск деталей новой машины будет нормальным с первого дня
перехода. Сборка быстро достигнет заданного уровня выпуска
машин: сначала того, который был при выпуске старой модели,
а затем и более высокого. Очередной задачей явится наращива-
ние темпов выпуска в соответствии с программой.
Обучение мастеров, наладчиков и рабочих при переводе
производства на выпуск новой модели имеет не меньшее значе-
ние, чем наладка оборудования и оснастки.
На освоенном производстве деталей старой машины рабочие
успешно выполняют задание благодаря накопленным навыкам
680
в исполнении технологических операций. Поведение станка на,
данной операции изучено, меры, предупреждающие появление
брака, известны, рабочие хорошо знают инструменты и после-
довательность их применения. Рабочие сами умеют сменить ин-
струмент и наладить станок.
Совсем иное положение возникает, когда рабочий получает
для обработки новую сложную деталь. Ввиду неизученности
операции рабочий обычно не может самостоятельно решать
многие вопросы, связанные с ее выполнением. Поэтому необхо-
димо обучить рабочих технологическим процессам изготовления
деталей новой машины.
В соответствии с опытом Московского автозавода можно
рекомендовать следующий порядок обучения работников
цеха.
Технологические процессы обработки деталей новой машины
до их освоения, а также применяемые в них инструменты и при-
способления знают только проектанты-технологи. Технолог раз-
рабатывал процесс, участвовал в утверждении чертежей, ин-
струментов и приспособлений, заказывал в инструментальных
цехах изготовление оснастки, принимал готовую оснастку.
Естественно, что именно технологи должны все эти знания
передать работникам цеха. Сначала мастера и наладчики на
специальных курсах под руководством технологов обязаны хо-
рошо усвоить все элементы процесса, познакомиться с приме-
няемыми приспособлениями и инструментами. Технологи долж-
ны разобрать с мастерами и наладчиками особенности каждого
приспособления и инструмента, а также разъяснить на рабочих
местах способы их применения. Мастера и наладчики под руко-
водством технологов должны выявить производительность каж-
дого станка, приспособления, инструмента, должны познако-
миться с режимами резания, с которыми нужно обрабатывать
изделие, установить пределы стойкости инструмента, освоить
методы проверки детали. Обладая этой суммой знаний, мастера
и наладчики проводят опробование технологического процесса,
лично изготовив партии деталей (не менее 100 шт.).
Таким образом, мастера и наладчики получают достаточные
знания и опыт, необходимые для последующего обучения ра-
бочих.
Рабочих целесообразно обучать по этапам. Первым этапом
обучения является ознакомление рабочих со станками и ос-
насткой. В течение второго этапа нужно изготовить пробную
партию деталей.
Только обучение мастеров, наладчиков и рабочих дает осно-
вание для уверенного перехода на изготовление деталей новой
машины с быстро нарастающим выпуском, без брака и порчи
инструментов,
681
2. Вопросы технического нормирования и оплаты труда при
безостановочном переводе заводов поточного производства
на новую модель машины
Вопросы о том, какие нормы выработки должны быть при-
няты, какие нормы времени должны быть даны рабочим-сдель-
щикам после перехода на новую модель с первого же дня вы-
пуска новой машины, имеют очень большое значение.
Обычно к моменту перевода предприятия на новую модель
в поточном производстве действуют высокие нормы выработки
для старой машины.
На обработку деталей новой машины в период ее освоения
создаются временные нормы выработки, которые предусматри-
вают большую затрату рабочего времени, чем было установле-
но проектными нормами. Это предотвращает снижение заработ-
ной платы рабочих, но снижает выпуск машин на весь период
применения временных норм. Поэтому степень обучения рабочих
должна быть высокой, чтобы с момента перехода на новую ма-
шину они могли выполнять проектные нормы выработки.
Очень важно, чтобы со дня перехода на выпуск новой маши-
ны были установлены нормы выработки на основе постоянных
(расчетных), а не временных норм затрат рабочего времени.
Это положение необходимо соблюсти не только для механо-
сборочных, но и для всех цехов завода. Конечно, если вслед-
ствие большой сложности новой машины проектная ее трудоем-
кость окажется выше трудоемкости старой машины, то соответ-
ствующие поправки в расчет численности рабочих нужно внести
заранее, в период подготовки к переходу. В этот же период сле-
дует произвести и планомерный набор рабочих.
На рис. 248 показано изменение трудоемкости новой машины
в период освоения, с момента перехода на постоянный выпуск.
Трудоемкость старой машины принята за 100%. Трудоемкость
новой машины в условиях освоенного производства принята за
130% от трудоемкости производства старой машины, так как
новая машина значительно сложнее старой. Естественно, что
число рабочих для того же уровня выпуска должно быть больше
числа рабочих, выпускавших старую модель машины. Поэтому
за 3 месяца до перехода на выпуск новой машины завод начал
прием новых рабочих.
Как видно из рис. 248, нормы времени на выпуск новой ма-
шины в период подготовки к переходу составляли для механи-
ческих цехов 216% и.для литейных цехов — 162%' норм времени
на выпуск старой машины. Отсюда следует, что в литейных це-
хах наладочные нормы имеют меньший разрыв с постоянными
нормами, чем в механических цехах, так как в первых наладка
процесса производства не требует столь кропотливой работы,
как во вторых.
682
В период, когда выполнялась наладка процесса, шло обуче-
ние рабочих и выпускались пробные партии, повышение норм
времени было вполне допустимым, так как оно обеспечивало
обычный уровень заработной платы рабочих и не было связано
с выполнением плана выпуска машин. Но с первого дня по-
стоянного выпуска новых машин все цехи получили постоянные
расчетные нормы времени и выработки, сохранившиеся на весь
Рис. 248. Изменение трудоемкости изготовления
автомобиля новой модели в период освоения
новой машины:
1 — механообрабатывающие цехи; 2 — литейные це-
хи; 3 — постоянная трудоемкость новой машины;
4 — трудоемкость старой машины
год. Изменения вносились по мере внедрения нового оборудова-
ния, поступавшего по проекту, а также в связи с усовершенство-
ванием технологических процессов.
Чтобы стимулировать скорейшее освоение рабочими постоян-
ных норм, завод'применил прогрессивную оплату труда. В ре-
зультате совместного действия указанных принципов нормиро-
вания и прогрессивной оплаты труда в период первых двух ме-
сяцев после перехода на выпуск новой машины был достигнут
быстрый рост производительности труда (рис. 249 и 250).
Как видно из рис. 249, до перехода на выпуск нового двига-
теля в механосборочных цехах нормы выполнялись на 134—
137%'. В первый месяц перехода на выпуск нового двигателя
выполнение норм снизилось до 80%, а число рабочих, не вы-
полнявших нормы, возросло до 50,4%. Но уже на третий месяц
число рабочих, не выполнявших нормы, составляло толь-
ко 12,6%.
683
Рис. 249. Выполнение норм в период освоения
производства новой машины в цехах литей-
ного серого чугуна, литейного ковкого чугу-
на, в кузнице:
1 — кузнечный и литейный цехи серого чугуна;
2 — литейный цех ковкого чугуна; 3 — прессовый
цех; число рабочих, не выполняющих нормы:
4 — в литейных и кузнечном цехах, 5 — в прес-
совом цехе
Рис. 250. Выполнение норде в период освоения
новой машины в механосборочных цехах:
1 — цехи «Мотор»; 2 — цехи «Шасси»; число ра-
бочих, не выполняющих норм: 3 — в цехах «Мо-
тор», 4 — в цехах «Шасси»
684
В литейных и кузнечном цехах было совершенно другое по-
ложение (см. рис. 249). В литейном цехе серого чугуна и в куз-
нице выпуск фактически не снизился. Выполнение норм времени
в этих цехах после перехода на изготовление деталей новой ма-
шины осталось на прежнем уровне и даже несколько увеличи-
лось. Очевидно, подготовка к переходу в кузнице и в литейных
цехах была проведена по всем правилам. Кроме того, в этих це-
хах объем подготовительных работ был меньше и прощё, чем
в механосборочных цехах.
Таким образом, установление проектных норм с первого дня
перехода на новую модель (при соответствующей подготовке
производства) предупреждает снижение производительности
труда и выпуска продукции и исключает необходимость излиш-
него расхода фондов заработной платы. Между тем еще во мно-
гих случаях при переводе производства на выпуск новой модели
трудоемкость новой машины завышается в 2—4 раза и только по
истечении ряда лет трудоемкость доводится до проектной нор-
мы; это снижает выпуск нужных машин и соответственно повы-
шает их себестоимость в течение многих лет. Со дня перехода
на выпуск новой машины внимание всего коллектива завода
должно быть сосредоточено в первую очередь на наращивании
выпуска.
Трудности возникают главным образом из-за неполного ос-
воения рабочими новых технологических процессов. Необходи-
мо приобретение определенных производственных навыков, ко-
торые вырабатываются только после нескольких недель'непре-
рывной работы. Опыт автозавода подсказывает некоторые об-
щие методы сокращения сроков полного освоения производства
новой машины.
Для сокращения сроков освоения выпуска новой модели не-
обходимо наиболее трудоемкие линии обработки деталей новой
машины укрепить квалифицированными рабочими. К таким ли-
ниям относятся линии механической обработки наиболее слож-
ных деталей (коленчатого вала, блока цилиндров, сложных ше-
стерен, картера коробки передач) и сборка узлов машины.
Перечисленным участкам механических цехов нужна была'
помощь в течение последних 10—15 дней. Для этого в механи-
ческие цехи были направлены высококвалифицированные рабо-
чие инструментальных цехов и ремонтно-механического цеха.
Прессовым цехам помощь оказали рабочие штамповочно-меха-
нического цеха, литейным цехам — модельщики. В целом для
оказания этой помощи около 15% рабочих вспомогательных
цехов были оторваны от своей основной работы на 10—15 дней.
Это, конечно, не могло значительно повлиять на работу вспомо-
гательных цехов.
При планировании подготовки нового производства подобные
обстоятельства необходимо предусмотреть заранее.
685
На период освоения новой машины к цехам были прикрепле-
ны инженеры отдела главного металлурга, технологического от-
дела и конструкторского бюро завода, что также способствовало
более быстрому освоению производства.
Сроки освоения производства новой машины были значитель-
но сокращены в результате применения прогрессивной оплаты
труда и премирования бригад за достижение в установленный
срок уровня выпуска продукции допереходного периода, т. е.
150 машин в день. Так, для обработки сложной детали (пово-
ротного кулака, имеющего 39 станочных операций) была'приме-
нена следующая шкала прогрессивной оплаты труда в первые
две недели работы:
выпуск поворотных кулаков в смену
(на машину ставят две детали), шт. . 50	75	100
доплата к основной расценке, % . . . 40	60	80
В течение вторых двух недель работа оплачивалась в сле-
дующей шкале:
выпуск поворотных кулаков в смену,
шт. . . /..................... 100	150	300
доплата к основной расценке, % ... 25	45	60
Прогрессивная оплата труда распространялась не более чем
на 20% наименований деталей, закрепленных за цехом, а также
на главные сборочные участки.
Эта система оплаты способствовала быстрому освоению по-
стоянных норм выработки, что позволило вскоре ее отменить и
перейти к нормальной сдельной оплате труда.
Дополнительный фонд заработной платы был весьма незна-
чительным. В течение первого этапа перехода на выпуск нового
двигателя он составил в феврале 3%, а в марте — 0,9% к обще-
му фонду заработной платы цеха. В течение второго этапа при
переходе на выпуск новой машины в целом дополнительный
фонд заработной платы был равен в мае 4,5%; в июне — 3,4%,
в июле — 3,4% общего фонда цеха.
В августе прогрессивная оплата труда была отменена, так
как выработка рабочих достигла нормального уровня, и они
стали работать по проектным нормам и расценкам.
Перечисленные мероприятия позволили быстро достигнуть
заданного выпуска деталей, сборки узлов и машин. Хотя освое-
ние отдельных деталей отставало, все же на пятую неделю пос-
ле дня перехода на новую модель уровень выпуска почти всех
деталей новой машины достиг прежних показателей, принятых
за 100% (табл. 83).
Из приведенных данных следует, что выпуск деталей шасси
(поворотный кулак и картер руля) осваивался значительно
686
медленнее, чем деталей двигателя. Это объясняется недостатком
времени для подготовки производства к выпуску новой маши-
ны в цехах шасси. Переход на выпуск нового двигателя был
осуществлен 27 января, переход на выпуск новой машины в це-
лом— 27 апреля. Между двумя этапами перехода было всего
3 месяца, в течение которых цехи шасси не успели провести та-
кую же тщательную подготовку, которая была проведена в це-
хах, выпускающих двигатели.
Таблица 83
Рост выпуска деталей
Наименование деталей	Выпуск IV квар- тала 1947 г.	Средний выпуск продукции по неделям, %						
		1	2	3	4	5	6	7
Блок цилиндров 		100	166	70	175	186	100	105	118
Коленчатый вал 		100	52	66	89	95	107	167	111
Коробка передач 		100	45	96	104	94	100	94	112
Поворотный кулак 		100	42	71	79	73	89	69	101
Картер руля 		100	25	55	62	96	101	96	100
§ 79. ПЛАНИРОВАНИЕ БЕЗОСТАНОВОЧНОГО ПЕРЕВОДА ЗАВОДА
НА НОВУЮ МОДЕЛЬ МАШИНЫ
При составлении календарного графика безостановочного
перехода на новую модель важно правильно учесть время, не-
обходимое на каждый из этапов подготовки производства.
На рис. 251 схематически изображен подобный график, в кото-
ром указаны все этапы подготовки производства.
При планировании безостановочного перевода производства
на новую модель необходимо учитывать особенности и задачи
перевода на новую модель не только данного завода, но и его
смежников. В выпуске любой автомашины обычно участвуют,
кроме основного завода, многие (до 120—150) заводы-смеж-
ники. Каждое из них имеет и свой план выпуска, и свой период
подготовки производства. Особенно серьезную подготовку долж-
ны провести заводы, поставляющие основному заводу готовые
агрегаты, электрооборудование и приборы.
Подготовка нового производства на заводах-смежниках
должна быть закончена за один-два месяца до перехода основ-
ного завода на выпуск новой машины. Заводы-смежники обя-
заны выпустить пробные партии своих изделий, проверить их,
испытать и совместно с основным заводом утвердить.
В условиях поточного производства запасы разных материа-
лов составляют ДО—20-дневную потребность завода. Кроме того,
Наим е н о в а н не работ	всего требу- ёгпся	j-й год , подготовки				поВгогп		евки		год
		Г*	?к-.		Ик	1.x			Пбк	1к
Тэта п переход а.										
Проектирование и изготовле- ние QtyfcmjgL										
1, Модели, кузнечные штампы	204*2									
2,	Холодною штампы	373									
Приспособления	2900									
И.	.Инструмент	7120									
б. Оснащение ра бочих мест\	100 %									
Пере монтаж оборудования	100%		-JM	В—						
Поступление и монтаж нового оборудования	100%					вм				
наладка и освоение	'ioo^t									
Начало Ъыпуск^ новых двиг^тпелеи										
U эnia п,'n,t№j										
ПроектироВаниеи изеотоО- еерае оскррми										
/.	Штампы, мбдеви	ttv*z		ВНВИВ1							
2. Холодные штампы	1859									
3. Приспособлений	3605									
4.	Инструмент	9784									
5 'Оснащение рабочих мест	100%			J.						
Перемонтаж оборудования	10			-як						
Поступление и монтаж нового оборудования	100%					i				
Наладка и освоение	100%									
Начало выпуска новых машин										
Рис. 251. График подготовки производства новой машины
688
многие материалы находятся в пути, либо подготовлены к от-
правке заводами-поставщиками. Количество этих материалов
достигает примерно 10—15-дневной потребности. Далее в неза-
вершенном производстве в цехах заводов-поставщиков имеются
заделы еще на 5—10 дней. Отсюда следует, что о сроках пре-
кращения выпуска старой и начале выпуска новой машин заво-
ды-поставщики должны быть поставлены в известность мини-
мум за 50 дней. С учетом дополнительных соображений о прео-
долении трудностей перехода на новую модель машины целе-
сообразно установить дату перехода за 60—75 дней.
Естественно, что поступление металла, разных материалов
и изделий должно обеспечить выпуск старых машин до дня пе-
рехода к выпуску новой модели, а со следующего числа — обес-
печить выпуск новых машин. К началу выпуска новой машины
на основном заводе должны быть все изделия и материалы в ко-
личествах, обеспечивающих прежний темп выпуска в течение
10—20 дней.
Своевременное назначение даты перехода является весьма
ответственным делом, ибо срыв этой даты может привести к пу-
танице в снабжении основного завода материалами. Допу-
стим, что переход на выпуск новой машины, назначенный на
1 февраля, за месяц до наступления этого срока будет отложен
до 1 марта. В этом случае нужно было бы всем заводам-смеж-
никам увеличить подачу материалов для старой машины в объ-
еме месячной потребности и соответственно уменьшить подачу
материалов для новой машины. Очевидно, не все заводы-смеж-
ники могли бы измененное задание выполнить вовремя, справив-
шись с ним и по номенклатуре и по количеству. Это дезоргани-
зовало бы сборку машины, нарушило нормальную работу кон-
вейера.
Установленная дата перехода на выпуск новой модели ма-
шины должна быть законом для основного завода и для всех
заводов-поставщиков. К назначенной дате перехода должны
быть предусмотрены планом комплексное сокращение до нуля
заделов изделий и всех видов материалов для выпуска старой и
создание нормальных заделов изделий и материалов для вы-
пуска новой машины. Например, если срок перехода к выпуску
новой машины назначен на 1 февраля, то завод-смежник, по-
ставляющий электрооборудование, должен обеспечить поставку
генераторов и стартеров для новой машины с 1 февраля. В дан-
ном случае количество поставляемых изделий не изменится,
другим будет только тип электрооборудования.
Установленная дата перехода на выпуск новой машины имеет
еще большее значение для основного завода. Рассмотрим глав-
ные моменты планирования перехода производства на выпуск
новой машины на конкретном примере одной из ведущих де-
талей двигателя —- блока цилиндров.
689
Блоки цилиндров находятся в заделе: 1) в литейной серого
чугуна (на формовочном конвейере, на конвейерах в охлади-
тельной галерее, на разных стадиях очистки, на складе литей-
ного цеха); 2) в механосборочном цехе (на линии механической
обработки, на сборочном конвейере); 3) на испытательной стан-
ции двигателей; 4) на главном конвейере (перед сборкой и в
полусобранных машинах); 5) на собранных и испытываемых
машинах, не сданных в экспедицию.
При нормальной работе производства этот задел является
стабильным, ибо каждый ушедший с данной операции блок за-
меняется новым. При прекращении производства блоки двига-
теля старой машины должны быть постепенно закончены обра-
боткой, собраны в двигатели и поставлены на машины.
№ п/п	Этапы производства.	Январь 1948 г.													Февраль
		17	W [20121				23	24	26	27	28	29	30	31	2
1	Формовка, охладитель- кая галерея														
2	Очистное отделение					i									 "	Ч
3	Склад в литейном цехе														
4	Механо - сборочный цех														
5	Сборка и испытание мотороб														1 я1--
															
6	Сборка и сдача машин														
Условные обозначения:
1Х\\\Ч старый блок	ВИИ новый блок
Рис. 252. Распределение заделов блоков в производстве и запуск нового
блока
Вытеснение из производства блоков цилиндров старой моде-
ли должно начаться в литейной серого чугуна, задолго до дня
перехода на выпуск новой машины.
Допустим, что при 4000 блоков, находящихся на разных
стадиях обработки, завод выпускает в день 300 машин
|(рис. 252). Если прекратить отливку блоков старой машины
1 февраля, то имеющегося задела (4000 блоков) хватит на
13 дней сборки (не считая минимального брака, который сле-
дует исключить из общего количества блоков, находящихся в не-
завершенном производстве)4	~	>
23 Закь 2446
690
Таким образом, при прекращении сборки старой машины
1 февраля литейная серого чугуна должна прекратить отливку
блоков не 1 февраля, а на 12 рабочих дней раньше, или за
14 календарных дней до 1 февраля, т. е. 17 января.
Прекратив отливку блоков 17 января, литейная серого чу-
гуна будет в течение нескольких дней подавать блоки на меха-
ническую обработку из своего задела. Это продлится примерно
еще 5 дней, т. е. окончательная сдача всех блоков старой маши-
ны произойдет 23 января.
На линию обработки механосборочного цеха блоки цилинд-
ров старой машины будут поступать до 23 января. Поэтому ме-
ханосборочный цех прекратит обработку блоков на первой опе-
рации только 24 января. На последующих операциях блоки бу-
дут обрабатываться, постуцая из межоперационного задела.
Если на линии механической обработки имеется в заделе
1000 блоков, то последний блок будет окончательно обработан
на поточной линии (при выпуске 300 двигателей в день) на
3,3 дня позднее, т. е. 27 января.
На сборочном конвейере двигателей и на испытательной
станции эти блоки (в двигателях) будут находиться еще 2 дня,
т. е. до 29 января (с учетом выходного дня). Последние два
дня января конвейер сборки машин будет собирать, испытывать
и сдавать последние машины старой модели.
Подобное рассмотрение движения заделов всех других дета-
лей машины (для каждой детали в отдельности и для всех де-
талей в общем) позволяет составить план окончания производ-
ства старой машины.
Одновременно с установлением сроков окончания произ-
водства деталей старой машины необходимо решить вопрос о
сроках начала выпуска деталей новой машины.
Произведем примерный расчет, когда литейная серого чугуна
должна начать формовку блоков для новой машины.
Первая операция формовки блока старой машины, как ука-
зано выше, кончается 17 января. Очевидно, 18 января должна
начаться формовка нового блока, так как на конвейере для от-
ливки блоков никаких других деталей не изготовляется.
Вся модельная оснастка для отливки блоков подготовлена,
опробована и налажена заранее. Пробная партия новых блоков
своевременно прошла механическую обработку. Таким образом,
изготовление блоков новой машины может быть начато без
помех.
Если задел старых блоков равнялся 13 дням, то и нормаль-
ный задел нового блока должен быть примерно таким же, по-
скольку детали почти одинаковы по форме и размерам. Следо-
вательно, если начать его формовку 18 января, то к 1 февраля
будут созданы нормальные заделы, и двигатель с новым блоком
1 февраля попадет на сборку машины. Другими словами, новый
691
блок должен следовать «впритык» за старым. В таком случае
новый блок в установленное время дойдет до сборки машины и
перерыва в выпуске не будет.
На рис. 252 графически изображено распределение заделов
блока цилиндров по этапам его изготовления.
Руководствуясь изложенной методикой, на автозаводе
им. Лихачева составили подетальный план перехода на новую
машину в виде таблицы. Для некоторых важнейших деталей
сроки этого плана указаны в табл. 84.
Как видно из табл. 84, сроки окончания запуска и сдачи де-
талей не всегда соответствовали плановым. Фактически было
Таблица 84
Последние сроки запуска и выпуска деталей старого двигателя
по дням января
Наименование деталей
Литейная серого чугуна
Блок цилиндров ............
Головка блока .............
Коллектор..............  •	.
Картер маховика ...........
Кузница
Коленчатый вал ........
Контрвал коробки скоростей
Кулачковый вал ........
Шатун . ...............
Прессовый цех
Нижний картер двигателя . .
Прокладка блока .......
Заготовительные цехи
окончание
Механический
цех
запуска		выпуска		за- пуска	вы- пуска
пла- новое	факти- ческое	пла- новое	факти- ческое		
17	15	20	21	21	23
20	21	23	26	26	26
20	23	23	24	24	25
19	23	21	25	25	26
16	12	19	19	21	24
17	12	20	20	21	25
16	16	19	21	21	24
15	17	19	20	21	23
26	26	26	26	Сборка	26
20	15	20	25	То же	26
опоздание на 2—4 дня. Однако важнейшие детали старого дви-
гателя были обработаны и собраны 26 января. К этому сроку за-
вершилась обработка и прочих деталей.
При составлении заданий по выпуску деталей старой маши-
ны были использованы данные инвентаризации незавершенного
производства. К подобной заключительной инвентаризации не-
обходим особенно тщательный подход. Ошибки в учете недо-
2В*
692
пустимы. Каждая ошибка может привести к отсутствию деталей
на сборке и тем самым сорвать сборку старых двигателей в по-
следние дни.
Как видно из табл. 84, механосборочные цехи получили воз-
можность начать механическую обработку деталей нового
двигателя 21—23 января. Таким образом, они имели доста-
точно времени, чтобы обеспечить линии механической об-
работки заделом и к 27 января сдать на сборку первую партию
деталей.
Условные обозначения:
flMB новый коленчатый бал	старый коленчатый бал
Рис. 253. Запуск в производство коленчатого вала нового двигателя
После прекращения изготовления деталей старого двигателя
в механосборочных цехах необходимо закончить подготовку той
части производства, которую в механических цехах можно вы-
полнить только после прекращения выпуска старого двигателя.
К таким работам относится наладка станков, ранее занятых
обработкой деталей старого двигателя. Затем следует снять
с поточных линий не используемые в новых условиях станки,
а также уточнить расстановку оборудования на поточных
линиях.
Прекращение выпуска трудоемких деталей в механических
цехах происходит постепенно, поэтому действующее оборудова-
ние налаживают постепенно, по мере освобождения действую-
щих станков от загрузки деталями старого двигателя.
Из графиков для блока цилиндров и коленчатого вала
(рис. 252 и 253) видно, что для наладки действующих станков,
занятых обработкой ’указанных деталей, был срок 4 дня. Для
более простых деталей требовалось меньше времени — всего
693
1—2 дня. Поскольку пробные наладки этих станков выполнялись
в период опробования, подобные сроки оказались вйолне доста-
точными для полной наладки всех станков цехов двигателя.
Эта ответственная задача была успешно решена благодаря
тому, что линейный персонал цеха (мастера, наладчики, рабо-
чие) заранее подробно ознакомился с новыми технологическими
процессами и с новой оснасткой для этих станков.
694
ЛИТЕРАТУРА
Автоматизация процессов машиностроения. Сборник статей Института
машиностроения АН СССР. Изд. АН СССР, 1956.
Автоматизация технологических процессов. Сборник статей. М., Маш-
гиз, 1951.
Аранович М. А. Организация потока на машиностроительном заводе.
М., Машгиз, 1950.
Б а л а кшй н Б. С. Основы технологии машиностроения. М., Машино-
строение, 1966.
Беляев Н. Генри Форд. Журнально-газетное объединение, 1935.
Владзиевский А. П. Автоматические линии в машиностроении. М.,
Машгиз, 1958.
Грановский Г. И., Трудов П. П., Кривоухов В. А., Ла-
рин М. Н., М а л к и н А. Я. Резание металлов. М., Машгиз, 1954.
Демьянюк Ф. С. Перевод поточного производства машин на новую
модель без прекращения выпуска. Изд. ИТЭИН, 1949.
Демьянюк Ф. С. Технический прогресс в машиностроении. М., «Зна-
ние», 1956.
Егоров М. Е. Основы проектирования машиностроительных заводов.
М., Машгиз, 1959.
Каменицер С., Конторович В., Пищулин Г. Организация
и планирование промышленного предприятия. М., Госполитиздат, 1963.
Каширин А. И. Технология машиностроения. М., Машгиз, 1949.
Кован В. М. [и др.]. Основы технологии машиностроения. М., Машино-
строение, 1965.
Кован В. М. Расчет припусков на обработку в машиностроении. М.,
Машгиз, 1953.
Клушин М. И. Резание металлов. М., Машгиз, 1953.
Комплексная механизация производственных процессов в машинострое-
нии. Сборник статей. М., Машгиз, 1950.
Любович Ю. А. Экономика машиностроительного завода. М., Маш-
гиз, 1948.
Любомиров П. Г. Очерки по истории русской промышленности.
ОГИЗ, 1947.
Организация поточного производства. Сборник статей. М., Машгиз, 1952.
Организация ритмичного производства в машиностроении. Сборник ста-
тей. М., Машгиз, 1951.
Передовой опыт экономики черных металлов. Сборник статей. Гос-
снаб, 1952.
Поток. Сборник статей. «Московский большевик», 1943.
Прогрессивная технология в машиностроении. Сборник статей Ленин-
градской научно-технической конференции. М., Машгиз, 1951.
Соколовский А. П. Курс технологии машиностроения. М., Маш-
гиз, 1947s
695
Соколовский А. П. Научные основы технологии машиностроения.
М., Машгиз, 1955.
Фанталов Л. И. Основы проектирования литейных цехов. М., Маш*
гиз, 1953.
Форд Генри. Моя жизнь, мои достижения. Л., Изд-во «Время», 1928.
Форд Генри. Сегодня и завтра. М., Госиздат, 1927.
Хржановский С. Н. Проектирование кузнечных цехов. М., Маш-
гиз, 1949.
Шаумян Г. Я. Автоматы и автоматические линии. М., Машгиз, 1961.
Ш е п е л я к о в с к и й К., 3., Рыски н С. Е. Техника применения индук-
ционного нагрева. М., Машгиз, 1949.
Энциклопедический справочник «Машиностроение». М., Машгиз,
1947—1950.
Журналы
«Автотракторная промышленность»
«Вестник машиностроения»
«Механизация трудоемких работ»
«Станки и инструмент»
«American Machinist»
«Automotive Industres»
«Foundry»
«Machinery»
«Still Processing»
«Wer kstatt und Betrieb»
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ................	3
Введение .	,	...................f.............................. 5
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ПОТОЧНО -АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Глава I. Сущность поточного производства
§ 1.	Типы производства и методы работы .......	14
§ 2.	Структура цехов поточного производства ................. 21
§ 3.	Сущность поточной сборки изделий.........................38
§ 4.	Продолжительность производственного цикла в поточном
производстве .	*	................. .	41
§ 5.	Заделы в поточном производстве ........	55
§ 6.	Некоторые черты поточного производства...................61
Глава II. Организационные особенности поточно-автоматизирован-
ного производства
§ 7.	Особенности планирования, учета и оплаты труда в поточном
производстве...........................................  63
§ 8.	Особенности организации технического контроля в поточном
производстве...........................................  68
§ 9.	Особенности снабжения рабочих мест в поточном производ-
стве инструментами.......................................69
§10.	Особенности ремонта оборудования в	поточном	производстве	72
§ 11.	Особенности управления цехами поточного	производства	75
§ 12.	Квалификация цехового персонала в	поточном	производстве	77
Глава	III. Технологические особенности	поточно-автоматизированного
производства
§ 13.	Трудоемкость и себестоимость изготовления изделий в поточ-
ном производстве........................................*80
§ 14.	Условия, применения высокопроизводительных станков при
небольшом выпуске изделий и невысокой их загрузке	, .	84
§ 15.	Значение оснастки в поточном производстве , . ,	, .	92
697
§ 16.	Автоматизация производственных процессов с поточном
производстве.................................................  100
§ 17.	Механизация производственных процессов в поточном
производстве . •......................................г	<	,	107
§ 18.	Совершенствование процессов поточного производства .	.	114
Глава IV. Необходимые предпосылки построения поточно-автомати-
зированного производства
§ 19.	Требования к конструктивной разработке машины •	•	.	116
§ 20.	Технологичность конструкции ......	,	.	4	127
§ 21.	Определение оптимального и минимального выпуска изделий,
целесообразного для построения поточного производства 151
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
В ПОТОЧНО-АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Глава V. Метод определения эффективности технологического про-
цесса
§ 22.	Себестоимость — основной критерий эффективности техно-
логического процесса.............................................167
§ 23.	Характеристика общепринятого метода определения себе-
стоимости .......................................................168
§ 24.	Упрощенный метод определения себестоимости изготовления
детали.........................................................  169
§ 25.	Оценка эффективности различных вариантов технологическо-
го процесса упрощенным методом	.......................190
§ 26.	Критерий и определение степени механизации и автоматиза-
ции производственных процессов...................................203
Глава VI. Классификация деталей по подобию формы и технологии
их изготовления
§ 27.	Основные принципы классификации деталей и типизации про-
цессов их изготовления .	.	♦.........................209
§ 28.	Классификация деталей по размерам, форме и общности
процесса их изготовления .	.................226
§ 29.	Основные принципы типизации технологических процессов
в машиностроении................................................235
§ 30.	Основные и второстепенные операции в технологическом
процессе........................................................236
§ 31.	Общие положения, лежащие в основе процесса изготовле-
ния детали......................................................244
§ 32.	Типовые схемы процессов для минимально необходимого
И оптимального выпусков деталей	246
С 98
Глава VII. Оптимальные способы получения заготовок для поточно-
авгоматизированного производства
§ 33.	Ковка и штамповка заготовок деталей	250
§ 34.	Отливка заготовок деталей..........................  •	*	265
§ 35.	Получение заготовок с применением	электросварки #	.	.	275
§ 36.	Детали из пластических масс	s	s	282
§ 37.	Заготовки деталей из прутка ..............................286
Глава VIII. Принципы построения процессов механической обработки
§ 38.	Основные положения для создания оптимальных процессов
механической обработки деталей ................................ 290
§ 39.	Включение всех процессов изготовления детали в поточные
линии механической обработки....................................291
§ 40.	Выбор установочных баз и способов крепления деталей
в приспособлениях ............................................. 296
§ 41.	Определение необходимой последовательности и сочетания
операций обработки ............................................ 299
§ 42.	Различные способы совмещения простейших операций
обработки.......................................................304
§ 43.	Принцип дифференциации и концентрации операций механи-
ческой обработки..............................................  305
ч § 44. Эффективность концентрации операций механической об-
работки ............................................................310
§ 45.	Определение оптимальной концентрации операций и коли-
чества инструментов для многопозиционного станка и авто-
матической линии .	.1..................................320
§ 46.	Последовательный, параллельный и смешанный способы кон-
центрации операций..............................................328
§ 47.	Оборудование, основанное на принципе высокой концентра-
ции операций.................................4..................332
§ 48.	Метод максимальной концентрации обработки деталей
и его эффективность.............................................341
§ 49.	Сравнительная эффективность обработки деталей на много-
позиционных полуавтоматах и автоматических линиях .	.	356*
Глава IX. Оптимальные условия работы оборудования поточных
и автоматических линий
§ 5Q.	Сменность работы оборудования поточных и автоматиче*
ских линий......................................................360
§ 51.	Синхронность операций и минимально допустимая загрузка
отдельных станков поточной линии .............................. 362
§ 52.	Определение загрузки и потерь времени на переналадку вы-
сокопроизводительных станков групповых поточных линий 364
§ 53.	Определение межоперационного задела деталей поточной
и автоматической линий..........................................374
§ 54.	Автоматизация станков и зажимных приспособлений в по-
точной линии ,	.	;	8	s 381
699
§ 55.	Подъемно-транспортные устройства на поточной линии 387
§ 56.	Способы уборки стружки от станков поточных и автома-
тических линий .	.	.	...........................401
§ 57.	Построение индивидуальных и групповых поточных линий
и технологически замкнутых участков механической обра-
ботки деталей . s t .........	402
Глава X. Определение оптимальной производительности станков по-
точной и автоматической линий
§ 58.	Режимы резания, применяемые на станках поточно-авто-
матизированных линий.........................................417
§ 59.	Оценка методов определения режимов резания .	.	.	.	421
§ 60.	Определение оптимальных режимов резания и производитель-
ности многоинструментных станков	.	.................423
§ 61.	Определение оптимальной производительности некоторых
многоинструментных станков.................................  437
§ 62.	Оптимальные режимы резания при торцовом фрезеровании 451
§ 63.	Расчет производительности станков других видов «	,	.	462
ЧАСТЬ ТРВТЬЯ
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
И ПЕРЕВОДА ПРОИЗВОДСТВА НА НОВЫЕ МОДЕЛИ МАШИН
Глава XI. Оптимальные процессы обработки типовых деталей
§ 64.	Основные принципы построения оптимальных процессов
обработки типовых деталей .	.	.	. ................464
§ 65.	Оптимальные процессы обработки корпусных деталей .	.	469
§ 66.	Оптимальные процессы обработки типовых деталей класса
«Круглые стержни»............................................518
§ 67.	Оптимальные процессы обработки типовых деталей класса
«Полые цилиндры».............................................547
§ 68.	Оптимальные процессы обработки типовых деталей класса
«Диски»	.	....................568
§ 69.	Оптимальные процессы обработки типовых деталей класса
«Некруглые стержни»	.......................590
§ 70.	Процессы обработки крепежных деталей (болт и гайка)	613
Глава XII. Технологические принципы планировки цехов поточно-
автоматизированного производства
§ 71.	Механосборочные цехи .	.	,	«.....................619
§ 72.	Заготовительные цехи...................................623
§ 73.	Инструментальные цехи	629
700
Глава XIII. Основные принципы безостановочного перевода завода
поточного производства на новую модель машины
§ 74.	Некоторые вопросы организации технологической службы
предприятия.......................................................630
§ 75.	Методы перевода поточного производства на новую модель
машины..........................................................  633
$ 76.	Особенности безостановочного перевода отдельных цехов по-
точного производства на новую модель машины ....	649
§ 77.	Технологическая подготовка безостановочного перевода заво-
да на новую модель машины.........................................672
§ 78.	Освоение новых процессов и обучение цехового персонала при
безостановочном переводе завода на новую модель машины 677
§ 79.	Планирование безостановочного перевода завода на новую
модель машины ....................................................686
Литература	693
Демьянюк Фома Семенович
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ПОТОЧНО-АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Редактор О. М. С мирницкая
Художник В. 3. Казакевич
Художественный редактор Н. К. Гуторов
Технический редактор Э. М. Чм же в в к и й
Корректор Г. И, Ко ст риков а
Т-10404	Сдано в набор 16/VI—67 г.
Подп. к печати 25/VI—68 г. Формат 60X90/16
Объем 44 печ. л. + 0,6 п. л. вкл. Уч.-изд. л. 42,99
Изд. № СТД-46	Тираж 18 000 экз.
Цена 1 р. 70 к.	Зак. 2446
Тематический план издательства
«Высшая школа» (вузы и техникумы)
на 1968 г. Позиция № 80.
Москва, К-51, Неглинная ул., д. 29/14,
Издательство «Высшая школа»
Отпечатано с матриц Московской типографии № 13
в Московской типографии № 4
Главполиграфпрома Комитета по печати
при Совете Министров СССР.
Б. Переяславская, 46,
ЧИТАЙТЕ, ВЫПИСЫВАЙТЕ ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ЖУРНАЛ
«ВЕСТНИК ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ»
Единственный в Советском Союзе журнал, освещающий актуальные
вопросы учебной, научной и воспитательной деятельности вузов — «Вест-
ник высшей школы» — издается 26-й год. Журнал помещает на своих
страницах интересные и разнообразные материалы, в которых обсужда-
ются, нередко в дискуссионной форме, проблемы улучшения подготовки
молодых специалистов, перспективы развития высшего образования и ву-
зовской науки. В журнале существуют постоянные разделы — «Учебный
процесс», «На темы дня», «Наука в высшей школе», «Воспитывать актив-
ных строителей коммунизма», «Опыт и предложения», «За рубежом»,
«Критика и библиография» и др.
Наука и технический прогресс несут новое в лекции, в лабораторные
занятия. На помощь приходят совершенные технические средства — кино,
радио, телевидение.
Казалось, только вчера появился первый электронный экзаменатор
Московского энергетического института. А сегодня больше 350 вузов при-
меняют методы программированного обучения. Созданы обучающие комп-
лексы на базе электронно-цифровых машин; появляются на библиотечных
полках первые программированные учебники.
Обо всем этом из померз в номер рассказывает своим читателям еже-
месячный журнал «Вестник высшей школы». На его страницах вы найдете
статьи, репортажи и очерки, посвященные учебному процессу, организации
научной и воспитательной работы в высшей школе. Ученые, преподавате-
ли, партийные, комсомольские и профсоюзные работники выступают здесь
со своими соображениями о путях развития высшего образования в стра-
не, делятся опытом, спорят, размышляют, предлагают.
Специальные разделы журнала посвящены преподаванию обществен-
ных наук в высшей школе. Читатель может познакомиться в журнале
с техническими новинками, с новыми учебными фильмами. Из раздела
«Критика и библиография» он узнает о новых учебниках. Юридическая
консультация журнала ответит на его вопросы. А в рубрике «За рубежом»
он совершит вместе с авторами интересное путешествие в высшие учеб-
ные заведения многих стран. Постоянные корреспонденты журнала —
друзья из высшей школы братских социалистических стран,
Если вы учитесь или преподаете в вузе, если вас интересует как учат
сейчас и как будут завтра учить в высшей школе, почитайте журнал —
вы наверняка найдете в нем немало полезного для себя.
Журнал выходит 12 раз в год.
Подписная цена на год — 6 руб.
В каталоге «Союзпечати» журнал значится под № 70117.
В розничную продажу журнал не поступает.
Подписка принимается без ограничения в пунктах подписки «Союзпе-
чати», отделениях и узлах связи, почтамтах, а также общественными
распространителями печати на предприятиях, в учебных заведениях и
организациях.