Технологическая карта производства

Как строится технология производства каждого профиля? Эту работу выполняют инженеры-технологи. В их задачу входит разработать технологический процесс производства, спроектировать необходимый инструмент, составить технические условия на поставку профиля, если требования к нему отличаются от стандартных. Обычно эта работа начинается с изучения чертежа поперечного сечения профиля, который задает заказчик, называемого нормалью. Иногда при обсуждении чертежа приходится вносить некоторые изменения в конфигурацию профиля, чтобы он стал более технологичным. Когда нормаль согласована, определяют пресс, на котором должно производиться прессование. При этом исходят из наличия прессового оборудования, а также избранных размеров заготовки и необходимого давления прессования.
Разберем пример прессования профиля из алюминиевого сплава Д16. По конфигурации профиль представляет собой тавр, высота стойки которого 60 мм, ширина основания 40 мм, а толщина везде 2 мм. Заказанная длина профиля 6 м, механические свойства отвечают закаленному, естественно состаренному состоянию.
Определяем размер заготовки. Площадь поперечного сечения профиля рассчитываем, исходя из нормали, равной 210 мм2 (2,1 см2), массу 1 м длины профиля (т) рассчитываем по формуле rn—FLp, где F — площадь сечения профиля, см2; L — длина его, см (в данном случае L=100 см); р — плотность металла (для сплава Д16 р=2,77 г/см3). Отсюда масса 1 м заданного профиля равна: 2,1X100X2,77=580 г=0,58 кг.
Определяем объем металла заготовки. Чтобы получить готовый профиль длиной 6 м, нужно иметь отпрессованную заготовку длиной около 6,6 м. Такой припуск, равный 0,6 м, необходим для захватов концов профиля в растяжной машине: концы будут смяты зажимами, а потому отрезаны (примерно по 300 мм с каждой стороны) и удалены в отход. Для получения профиля длиной 6,6 м объем металла заготовки должно быть 660X2,1 = 1400 см3.
Теперь, исходя из наибольшего размера сечения профиля, равного 60 мм, подберем диаметр контейнера, который наиболее подходит к нашему профилю: он равен 95 мм и предназначен для работы на прессе усилием 12 МН.
Нам остается определить длину заготовки, исходя из объема металла V= 1400 см3. Из школьного курса геометрии известно, что объем цилиндра, в данном случае круглой заготовки, равен V=1400, где D — диаметр; L — длина. Отсюда L = 1400x4 =19,8 см≈200 мм.
Принимая во внимание, что при прямом прессовании необходимо оставить пресс-остаток длиной 20 % от длины заготовки, определяем окончательные размеры ее, равные: диаметр 95 мм, длина 200+0,2X200=240 мм.
Далее рассчитаем необходимые давления прессования, используя формулу И. Л. Перлина. Расчеты мы здесь приводить не будем, а дадим результат: полное усилие прессования равно 8 МН. Таким образом, усилия предварительно выбранного пресса 12 МН оказывается достаточно для прессования заданного профиля.
Определяем режимы обработки отпрессованного профиля: температуру закалки выбираем в соответствии с технологической инструкцией на закалку 495—500°С, время выдержки в печи для выравнивания температуры
по объему металла при толщине стенки 2 мм 15 мин, закалочная среда— вода.
Правку растяжением планируем на растяжной машине с поворотными головками, так как при прессовании возможна скрутка профиля. Усилие растяжения также рассчитываем: для нашего профиля оно должно быть не менее 55 кН. Следовательно, имеющаяся в цехе растяжная машина на 300 кН может править профиль с большим запасом усилия. Обрезку концов профиля с учетом небольшой толщины стенок планируем проводить на ленточных пилах.
Все запланированные операции цикла обработки записывают в технологическую карту, которая является основным документом, определяющим режимы обработки. В карте также приводится баланс металла. На примере заданного профиля несколько упрощенно он рассчитывается следующим образом.
Определим массу заготовки Qзaг:

Здесь D — диаметр заготовки, см; L — длина заготовки, см; ρ — плотность заготовки, г/см3.
2.       Определяем массу изделия — готового профиля СЭизд):
Сизд = Lизд ·m = 0,58·6 = 3,6 кг.
Здесь Lизд — длина профиля, м; m — масса 1 м профиля, кг.
3.       Определяем массу отходов (Qотх) : Qотх = Qзаг — Qизд = 4,7—3,6=1,1 кг.
4.       Определяем выход годного: (3,6: 4,7) X100 % = 74%.
5.       Баланс металла приводим к 1 т годных профилей. Масса металла заготовок, которую нужно переработать для получения 1 т годных (сдаваемых на склад) профилей, называется запуском. Величина запуска определяется по проценту выхода годного: (1000 кгХЮ0%): : 74% = 1350 кг. Это означает, что при производстве 1 т профилей образуется 350 кг отходов.
В статьях баланса металла могут быть приведены также цены 1 т заготовки и 1 т отходов, образующихся при изготовлении профилей и сдаваемых на переплав.
Зная эти две величины, мы можем узнать, сколько стоит металл, затрачиваемый на 1 т готовой продукции.
В технологической карте приводятся также и некоторые другие экономические показатели производства: затраты работающих на отдельных операциях на 1 т годного с учетом запуска в нормо-часах, затраты времени оборудования в станко-часах, разряды работающих и их число, если операция выполняется бригадой в несколько человек; заработная плата на операцию. Все эти данные необходимы для того, чтобы определить затраты производства на выпуск — так называемую смету производства, а на ее основе — цеховую себестоимость продукции.
Главные составляющие себестоимости — затраты на металл, стоимость заработной платы, цеховые расходы в которые входят расходы на технологический инструмент, вспомогательные материалы, содержание оборудования и здания и др. Цеховая себестоимость является исходной величиной для определения цены новой готовой продукции, которая должна быть согласована с заказчиком. Если же продукция выпускается давно, то заказчик покупает ее у предприятия — производителя по ранее установленным и утвержденным прейскурантным ценам.



Чем ниже себестоимость продукции относительно прейскурантной цены, тем выше прибыль, образующаяся у предприятия, производящего эту продукцию. Рабочие могут и должны вносить свой вклад в улучшение экономики производства. Вот главные пути для выполнения этой очень важной задачи.
1.       Экономия основных материалов, т. е. прессуемого металла. Здесь многое зависит от квалификации прессовщика-оператора, он должен не только уложиться в плановые выхода годного, но и превысить их. Например, если прессовщик будет внимательно следить за температурно-скоростными режимами прессования, то избежит образования трещин и брака по этой причине; поддержание матрицы в хорошем состоянии позволит избежать брака по надирам и глубоким царапинам; тщательный контроль за размерами профиля в начале прессования нового профиля и доводка матрицы исключает прессование профилей с негодными размерами.
Правильщики, термисты и другие рабочие на последующих операциях обработки отпрессованной продукции, строго соблюдая технологические инструкции и аккуратно транспортируя профили, исключают возможность образования брака по дефектам поверхности и тем самым также экономят металл. В результате сокращается общий расход металла и фактическая себестоимость продукции снижается.
2.       Экономия вспомогательных материалов, электроэнергии, устранение поломок инструмента и оборудования, его незапланированных простоев. Все это в значительной степени находится в руках рабочих профильного цеха. Для снижения этой статьи расхода в себестоимости продукции необходимо одно — чтобы рабочие рачительно, по-хозяйски, относились к порученному делу: экономно расходовали все материалы, которые им нужны в течение рабочего дня, берегли оборудование и инструмент.
3.       Снижение величины заработной платы на единицу готовой продукции. Главный путь для этого — механизация и автоматизация всех выполняемых работ. Предположим, на прессе работала бригада в составе четырех человек. Затем в результате рационализаторского предложения несколько операций были автоматизированы (например, правка профилей растяжением), т. е. часть работ, выполняемых ранее рабочими, была переложена на плечи машины, и теперь требовалось не четверо рабочих, а только двое для выполнения той же работы. Следовательно, общая заработная плата на единицу продукции после автоматизации снизилась примерно на 40—45%.


Профессия — прессовщик