С Р Е Д Н Е Е П Р О Ф Е С С И О Н А Л Ь Н О Е О Б РА З О В А Н И Е

И. А. БУЛАВИНЦЕВА

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ

ПРОИЗВОДСТВО

УЧЕБНИК

Рекомендовано

Федеральным государственным учреждением

«Федеральный институт развития образования»

в качестве учебника для использования

в учебном процессе образовательных учреждений,

реализующих программы среднего

профессионального образования Регистрационный номер рецензии 187 от 28 апреля 2009 г. ФГУ «ФИРО»

УДК 621(075.32) ББК 65.304.15я723 Б907 Рецензент — преподаватель технологических дисциплин ГОУ СПО Политехнический колледж № 31 г. Москвы Т. Б. Филюшкина Булавинцева И. А.

Б907 Машиностроительное производство : учебник для студ.

учреждений сред. проф. образования / И. А. Булавинцева. — М. : Издательский центр «Академия», 2010. — 176 с.

ISBN 978-5-7695-6240- Учебник предназначен для изучения предмета «Машиностроительное производство» и является частью учебно-методического комплекта по специальности «Технология машиностроения».

Рассмотрены особенности машиностроительной отрасли и перспективы ее развития, типы производства, производственные процессы и производственная структура машиностроительного предприятия, его основных и вспомогательных цехов (заготовительного, механосборочного, инструментального), транспортно-складского и энергетического хозяйства.

Описаны методы получения заготовок. Изложены вопросы технической подготовки и организации производства и труда.

Для студентов учреждений среднего профессионального образования.

УДК 621(075.32) ББК 65.304.15я Оригинал-макет данного издания является собственностью Издательского центра «Академия», и его воспроизведение любым способом без согласия правообладателя запрещается © Булавинцева И. А., © Образовательно-издательский центр «Академия», © Оформление. Издательский центр «Академия», ISBN 978-5-7695-6240- Уважаемый читатель!

Данный учебник предназначен для изучения предмета «Машиностроительное производство» и является частью учебно-методического комплекта по специальности «Технология машиностроения».

Учебно-методический комплект по специальности — это основная и дополнительная литература, позволяющая освоить специальность, получить профильные базовые знания. Комплект состоит из модулей, сформированных в соответствии с учебным планом, каждый из которых включает в себя учебник и дополняющие его учебные издания — лабораторный практикум, курсовое проектирование, плакаты, справочники и многое другое. Модуль полностью обеспечивает изучение каждой дисциплины, входящей в учебную программу. Все учебно-методические комплекты разработаны на основе единого подхода к структуре изложения учебного материала.

Важно отметить, что разработанные модули дисциплин, входящие в учебно-методический комплект, имеют самостоятельную ценность и могут быть использованы при выстраивании учебнометодического обеспечения образовательных программ обучения по смежным специальностям.

При разработке учебно-методического комплекта учитывались требования Государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования.

Введение Машиностроение является ведущей отраслью экономики страны и технической основой материального производства. Ассортимент и качество изделий, выпускаемых этой отраслью, в значительной степени определяет развитие других отраслей экономики.

В настоящее время основная задача, стоящая перед машиностроительным комплексом, заключается в повышении технического уровня производства, его рентабельности и качества продукции, экономии трудовых и производственных ресурсов, повышении уровня экономического образования менеджеров и технического образования специалистов.

Большое значение придается ускоренному переходу к производству машин и механизмов нового поколения, способных обеспечить многократный рост производительности труда и внедрить прогрессивные энерго- и ресурсосберегающие технологии, а также повышается роль средств механизации и автоматизации всех стадий производственного процесса, расширяется применение промышленных роботов, средств вычислительной техники.

Важными условиями современного производства являются освоение и выпуск новой продукции при минимальных затратах.

Развитие производства имеет тенденцию использования автоматизированных систем и создания на их базе автоматизированных заводов.

На современном этапе машиностроение характеризуется следующими особенностями:

постоянное усложнение конструкций выпускаемой продукции;

частая смена объектов производства;

расширение номенклатуры изделий;

привлечение рабочих и специалистов высокой квалификации.

Одно из основных требований, предъявляемых к производству, заключается в способности в любой момент безубыточно прекратить изготовление освоенной продукции и в короткий срок приступить к выпуску партии новых изделий.

Можно отметить следующие задачи совершенствования машиностроения:

увеличение производительности труда в основном и вспомогательном производстве;

повышение интеллектуального уровня труда всех участников производства;

сокращение объемов строительно-монтажных работ за счет реконструкции производства и перекомпоновки технологического производства.

Таким образом, крупносерийное и массовое производство необходимо наделить определенной гибкостью, сохранив достоинства полной автоматизации, а мелкосерийное — комплексно автоматизировать, чтобы наряду с гибкостью оно приобрело и лучшие черты массового производства — непрерывность, ритмичность, высокий темп выпуска изделий, стабильность технологических процессов.

Решить эти задачи на единой основе позволяет создание гибких производственных систем, основой которых являются станки и машины с числовым программным управлением (ЧПУ), промышленные роботы и манипуляторы, управляющие устройства на базе электронно-вычислительной техники.

СТРУКТУРА

I МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

РАЗДЕЛ

Глава 1. Характеристика Глава 2. Структура машиностроительного ГЛАВА

ХАРАКТЕРИСТИКА

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

1.1. ОТРАСЛЬ И ПРЕДПРИЯТИЕ 1.1.1. Особенности отрасли и перспективы Отрасль — совокупность субъектов хозяйственной деятельности независимо от их форм собственности, производящих продукцию (выполняющих работы, оказывающих услуги) определенных видов, которые имеют одинаковое функциональное назначение.

Классификация отраслей имеет важное значение для планирования производства и обеспечения его пропорциональности.

Отрасль характеризуется:

однородностью производственно-технической базы;

специфичностью состава кадров;

спецификой условий труда;

методами воздействия на предмет труда (обрабатывающие, добывающие).

В соответствии с экономическим назначением продукции всю промышленность можно подразделить на две группы:

группа А — отрасли, производящие средства производства;

группа Б — отрасли, производящие предметы потребления.

Отраслевую структуру экономики России можно представить следующим образом:

электроэнергетика — 8,5 %;

топливная, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность — 17,1 %;

газовая промышленность — 1,6 %;

угольная промышленность — 1,3 %;

черная металлургия — 8,1 %;

цветная металлургия — 10,5 %;

химическая и нефтехимическая промышленность — машиностроение и металлообработка — 20,5 %;

лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность строительных материалов — 2,9 %;

легкая промышленность — 1,7 %;

пищевая промышленность — 15,8 %.

Отрасли, которые в своем составе имеют несколько однородных специализированных отраслей, называют комплексными.

В состав специализированных отраслей входят подотрасли, которые характеризуются теми же признаками, что и отрасль, но специализируются на выпуске более однородной продукции.

Перспективы развития отрасли следующие:

1) повышение технического уровня производства;

2) повышение качества продукции;

3) широкое использование современных достижений науки и техники;

4) рациональная организация и планирование производства;

5) использование автоматизированного оборудования и гибкого автоматизированного производства.

Основные направления совершенствования отраслевой структуры промышленности:

опережение темпов роста производства продукции группы Б над производством продукции группы А;

повышение доли отраслей, которые обеспечивают технический прогресс в народном хозяйстве, машиностроении, электроэнергетике и химической промышленности;

изменение соотношения между добывающими и обрабатывающими отраслями в пользу последних;

качественные структурные сдвиги в черной, цветной металлургии, машиностроении, химической промышленности.

В настоящее время отрасли промышленности объединены в следующие комплексы:

топливно-энергетический комплекс — включает в себя угольную, газовую, нефтяную, торфяную, сланцевую и энергетическую промышленность, обеспечивает народное хозяйство страны различными видами энергии за счет собственных природных ресурсов и осуществляет экспорт топлива в значительных объемах;

металлургический комплекс — представляет собой систему отраслей черной и цветной металлургии, металлургического и горного машиностроения; к подотраслям комплекса можно отнести рудную промышленность, добычу и подготовку маргацевого и хромового сырья, производство металлургической продукции и коксохимического сырья;

химико-лесной комплекс — представляет собой интегрированную систему химической, нефтехимической, лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, лесохимической и других отраслей, органически связанных с выполнением общей цели, которая заключается в полном удовлетворении потребностей народного хозяйства в соответствующей продукции;

агропромышленный комплекс (АПК) — в отличие от других межотраслевых комплексов характеризуется тем, что в его состав входят разнородные по технологии и производственной направленности отрасли экономики: интегрированная система сельского хозяйства, отраслей перерабатывающей промышленности, заготовок и снабжения, комбикормовой, микробиологической промышленности и т. д. В деятельности АПК принимают прямое и косвенное участие около 80 отраслей. Все отрасли АПК объединены общей конечной целью — снабжение страны продовольствием и сельскохозяйственным сырьем;

строительный комплекс — представляет собой интегрированную систему отраслей строительства, строительных материалов, машиностроения, ремонтной базы, объединенных общей целью — обеспечением ввода в действие основных фондов во всех отраслях народного хозяйства;

машиностроительный комплекс — занимает первое место в развитии экономики, определяет перспективы развития в мире в целом. В развитых странах на долю машиностроительного комплекса приходится более 1/3 общего объема промышленной продукции: в Японии — 50 %, в Германии — 48 %, в США — 40 %, во Франции — 38 %, в Великобритании — 36 %.

1.1.2. Предприятие и его признаки Предприятие — самостоятельный хозяйствующий субъект, производящий продукцию, выполняющий работы и оказывающий услуги в целях удовлетворения общественных потребностей и получения прибыли.

Задачей машиностроительного предприятия является преобразование входных ресурсов в готовую продукцию на выходе. В качестве входного, т. е. исходного, материала предприятие получает сырье (сортовой прокат, отливки, различные материалы).

В ходе производственного процесса на предприятии решаются следующие задачи:

снабжение необходимыми материальными ресурсами;

обеспечение оборудованием;

обеспечение высококвалифицированными кадрами;

складирование ресурсов;

внедрение новых технологий;

Признаками предприятия являются организационно-техническое единство; частичная или полная самостоятельность; организационно-административное единство.

Машиностроительное предприятие представляет собой комплекс различных, связанных между собой производственных подразделений — цехов, участков, обслуживающих хозяйств. Все цехи и хозяйства машиностроительного предприятия выполняют определенные функции; их деятельность направлена на выполнение конечной цели — выпуск готовой продукции.

Каждое предприятие отрасли имеет свою производственную программу.

Производственная программа — развернутый и подробный план производства продукции, отражающий объем, номенклатуру, ассортимент и качество продукции.

В рыночных условиях производственная программа предприятия формируется на основе маркетинговых исследований. Предприятие должно проводить эти исследования в двух направлениях: поиск соответствующего сегмента рынка и оценка возможности выпуска продукции.

Номенклатура и ассортимент продукции являются основными показателями производственной программы предприятия.

Номенклатура продукции — перечень различных изделий в программе предприятия, определяющий основные направления производства и его специализацию.

Ассортимент продукции — разновидности продукции определенного наименования, различающиеся технико-экономическими характеристиками (типоразмер, качество, внешний вид).

В условиях рыночной экономики производственная программа предприятия должна быть ориентирована на потребителя и базироваться на результатах маркетинговых исследований. Необходимо проводить комплексное изучение рынков, их проблем и перспектив, изучать спрос с учетом требований рынка и возможностей предприятия, анализировать экономическую конъюнктуру и рекламировать продукцию предприятия.

1.2. ТИПЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

1.2.1. Единичное производство Единичное производство предусматривает штучный выпуск изделий разнообразной и непостоянной номенклатуры ограниченного потребления.

Важнейшие особенности этого типа производства следующие:

многономенклатурность выпускаемой продукции (зачастую не повторяющейся);

организация рабочих мест по технологической специализации;

отсутствие возможности закрепления за рабочими постоянной номенклатуры деталей, узлов и агрегатов, сборочных и монтажных операций;

использование универсального оборудования и технологической оснастки;

наличие большого объема ручных сборочных и доводочных операций;

преимущественная численность высококвалифицированных рабочих-универсалов, занятых в производственном большая длительность производственного цикла;

значительная доля незавершенного производства;

децентрализация оперативно-производственного планирования;

нецелесообразность автоматизации процессов контроля невозможность использования статистических методов в управлении качеством продукции;

относительно большие затраты «живого» труда.

1.2.2. Серийное производство Серийное производство предусматривает одновременное изготовление сериями широкой номенклатуры однородной продукции, выпуск которой повторяется в течение продолжительного времени.

Под серией понимается выпуск ряда конструктивно одинаковых изделий, запускаемых в производство партиями, одновременно или последовательно, непрерывно в течение планового периода.

Производство этого типа имеет следующие важнейшие особенности:

постоянство относительно большой номенклатуры повторяющейся продукции, изготовляемой в значительном количестве;

специализация рабочих мест для выполнения нескольких операций, закрепленных за конкретным рабочим;

периодичность изготовления изделий сериями, обработка деталей партиями;

преобладание специального и специализированного оборудования и технологического оснащения;

наличие незначительного объема ручных сборочных и доводочных операций;

преимущественная численность рабочих средней квалификации;

незначительная длительность производственного цикла;

централизация оперативно-производственного планирования и руководства производством;

автоматизация контроля качества изготовляемой продукции;

применение статистических методов управления качеством продукции;

унификация конструкций деталей и изделий;

типизация технологических процессов и оснастки.

Таблица 1.1. Ориентировочные данные для определения типа производства Число обрабатываемых деталей одного типоразмера в год Тип производства тяжелых (массой средних (массой легких (массой В зависимости от количества одновременно изготовляемых изделий в серии различают мелко-, средне- и крупносерийное производство (табл. 1.1).

Разновидность серийного производства принято различать по коэффициенту закрепления операций:

где Моп — общее число операций, выполняемых в данном цехе в течение 1 мес; Соб — число единиц оборудования, действующего в цехе.

Принято относить цехи к той или иной разновидности серийного производства в зависимости от значения коэффициента закрепления операций: K з = 20 … 40 — мелкосерийное; K з = = 10 … 20 — среднесерийное; Kз = 2 … 10 — крупносерийное.

1.2.3. Массовое производство Массовое производство характеризуется непрерывностью и относительно длительным периодом изготовления ограниченной номенклатуры однородной продукции в большом количестве.

Массовое производство представляет собой высшую форму специализации производства, позволяющую сосредоточивать на предприятиях выпуск одного или нескольких типоразмеров одноименных изделий. Непременным условием массового производства является высокий уровень стандартизации и унификации при конструировании деталей, узлов и агрегатов.

Массовое производство имеет следующие особенности:

строго установленный выпуск небольшой номенклатуры изделий в огромном количестве;

специализация рабочих мест для выполнения одной закрепленной операции;

расположение рабочих мест в порядке следования операций (характерно для поточных линий);

большой удельный вес специального и специализированного оборудования и технологического оснащения;

значительная доля комплексно-механизированных, автоматизированных технологических процессов;

минимальное подготовительно-заключительное время на резкое сокращение объема ручных сборочных и доводочных работ;

высокая степень загрузки рабочих мест;

применение труда рабочих низкой квалификации;

меньшая длительность производственного цикла по сравнению с серийным производством;

централизация управления и планирования производства;

непрерывная дистанционная диспетчеризация производства;

высокий уровень контроля качества изделий.

С организационной точки зрения тип производства характеризуется средним числом операций, выполняемых на одном рабочем месте. Это определяет степень специализации и особенности используемого оборудования. Тип производства существенно влияет на формирование структуры предприятия, на условия, требования и критерии организации производства.

Следовательно, тип производства — комплексная характеристика особенностей организации и технического уровня промышленного производства (табл. 1.2).

На тип организации производства оказывают влияние следующие факторы:

уровень специализации;

масштаб производства;

сложность и устойчивость изготовляемой номенклатуры изделий, обусловленной размерами и повторяемостью Таблица 1.2. Характеристики типов производства Единичное Неопределен- Универсальное Технологиче- Последова- Не более 1 4-й, 5-й

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Почему машиностроение является базовой отраслью для дру гих отраслей промышленности?

2. Перечислите основные задачи машиностроительного предприя 3. Что такое производственная программа предприятии и как она формируется?

4. Что такое номенклатура и ассортимент продукции предприя 5. Дайте характеристику типов машиностроительного производ ства.

6. На что оказывает наиболее существенное влияние тип произ водства?

7. Дайте определение коэффициента закрепления операций и укажите его числовые значения для каждого типа производ ства.