2. Организация изготовления деталей сварных конструкций
Изготовление деталей сварных конструкций из металлопроката и других видов заготовок является неотъемлемой частью комплекса производства сварных конструкций. Современное сварочное производство не может нормально функционировать без высокоорганизованного, технически оснащенного заготовительного передела.
В период организации и создания сварочного производства как самостоятельного структурного подразделения завода заготовительный передел не получил такого развития, как сборочносварочный. Это в какой-то мере объясняется сравнительно низкой технической оснащенностью основных и вспомогательных операций из-за существовавшей разобщенности технологических служб подготовки производства. На многих заводах и до настоящего времени технологическую подготовку и оснащение заготовительных операций выполняют отделы главного технолога и металлурга, что не позволяет осуществить комплексную механизацию производства сварных конструкций.
Технологические операции и современное оборудование заготовительного передела позволяют изготовлять сварные конструкции высокого качества и с минимальными затратами труда. Современные заготовительные отделения сварочных цехов выполняют некоторые операции вместо металлургического и механосборочного цехов, что позволило снизить себестоимость сварных конструкций и сократить технологический цикл их производства.
При организации заготовительного отделения, как и в целом сварочного производства, необходимо исходить из масштабов производства и номенклатуры изготовляемых деталей. В зависимости от этих факторов заготовительные отделения сварочных производств заводов тяжелого машиностроения создаются по предметному, технологическому и комплексно-технологическому принципам.
Предметный принцип организации Заготовительных участков, применяемый в основном в серийном производстве, характеризуется четким технологическим потоком, закреплением оборудования за определенными технологическими операциями, высокой технологической оснащенностью операций, лучшей организацией труда и управления. Недостатком этой формы организации является то обстоятельство, что при изменении формы детали необходима перестройка производства. По технологическому принципу создают участки резки на газорезательных машинах, листовых и пресс-ножницах, участки холодной листовой штамповки, горячей и холодной гибки, обработки резанием и др. Полученные на участках элементы являются заготовками для дальнейших технологических операций. Преимущество этой формы организации заключается в максимальной загрузке технологического оборудования, в том числе уникального. В основу комплексно-технологической формы организации производства заложено комплексное решение всех технологических операций по данному исходному материалу.
Для определения рациональной формы организации производства, выбора технологического процесса и оборудования проводят анализ номенклатуры деталей и их классификацию. Детали группируют исходя из размеров и марок исходного металлопроката, форм и размеров изготовляемых заготовок и деталей, объема их производства.
Для изготовления разных деталей из металлопроката используют ~60 различных технологических операций-и видов технологического оборудования. Каждую деталь выполняют за 6—8 операций. Принципиальная схема обработки деталей в заготовительном отделении приведена на рис. 6.
На Уралмашзаводе годовая программа составляет ~530 ООО наименований деталей.
Для удобства анализа применяемые технологические операции были разделены на две группы. В первую группу входили предварительная очистка и правка металла; разметка; вырезка заготовок на листовых ножницах, пресс-ножницах, на машинах для кислородной резки, на дисковых ножницах, на отрезных и трубоотрезных станках; зачистка кромок и поверхности реза, маркировка. Операции второй группы связаны с последующей обработкой вырезанных заготовок и деталей: разметка вырезов, отверстий, мест гиба и др.; правка заготовок; вырезка, пробивка и сверление отверстий; снятие фасок; строжка кромок; зачистка мест реза; холодная гибка; горячая гибка; вальцовка, обработка на металлорежущих станках, маркировка.
Изготовляемые детали были сгруппированы по виду применяемого исходного проката и заготовок: из листового проката, из фасонного проката и труб, из литых и кованых заготовок. Затем детали были сгруппированы по сечению и размерам исходного металла. Детали из листового проката были разделены по толщине S (мм) на группы: sg6, 6—12, 12—24 и >24 мм. Детали из фасонного проката были разбиты на группы по сечению исходного материала: из уголкового проката, из балок (швеллеров, двутавров, рельсов), из труб. Детали из листового и фасонного проката, помимо классификации по толщине и форме сечения, дополнительно были сгруппированы с учетом формы внешнего контура (плоские, гнутые и цилиндрические, с прямолинейными и с криволинейными сторонами и др.). Разбивку по группам деталей проводили с учетом технических характеристик выпускаемого промышленностью технологического оборудования. Схема принятой укрупненной классификации деталей приведена на рис. 7.
В принятой классификации деталей учитывался профиль проката, внешняя форма изготовляемой детали, наличие внутренних вырезов и отверстий, наличие гибов, размер проката по сечению. Габаритные размеры деталей не являются определяющими в условиях единичного производства, так как оборудование выбирают по максимальным размерам проката, поставляемого промышленностью.
Наряду с классификатором деталей были разработаны типовые маршрутно-технологические карты на представители деталей каждой из групп классификатора. На основании данных карт проведены расчеты по определению необходимого количества оборудования и участков.
При небольших объемах производства детали из листового и фасонного металлопроката изготовляют в одном заготовительном цехе. С ростом объема производства, с усложнением и увеличением номенклатуры изделий выделяют специализированные цехи по виду исходного материала. На Уралмашзаводе и на Ждановском заводе тяжелого машиностроения имени 50-летия Великой Октябрьской Социалистической революции (ЖЗТМ) в составе заготовительного передела предусмотрены цех по обработке фасонного проката и труб и цех по обработке листового проката.
В состав цеха обработки фасонного проката и труб входят участки резки и обработки труб, резки и обработки сорта, механический участок, участок гибки. На участке резки и обработки труб выполняют резку всех трубных заготовок и обработку деталей; сверление, вырезку отверстий, зачистку и мелкую гибку. На участке резки и обработки сорта производится резка и полная обработка всех деталей из фасонного и сортового проката. Участок гибки является специализированным, на нем выполняют гибку труб и фасонного проката на специальном гибочном оборудовании; концентрация гибки обеспечила высокий коэффициент загрузки.
В связи с тем, что в сварных конструкциях тяжелого машиностроения ~20% массы составляют детали из стального литья и поковок, в заготовительном переделе сварочного производства создают участки для обработки резанием этих деталей. Благодаря этому уменьшаются межцеховые транспортные операции и обеспечивается комплексное изготовление деталей для сварных узлов. На участке устанавливают металлорежущие станки для обработки мелких и средних заготовок: токарные, фрезерные, радиальносверлильные, карусельные, горизонтально-расточные. Крупные и уникальные детали, идущие в основном для изделий, изготовляемых с помощью электрошлаковой сварки, обрабатывают в механосборочных цехах завода в целях обеспечения полной загрузки крупных уникальных станков.
Участки цеха обработки фасонного проката и труб оснащены механизированными поточными линиями для резки труб и фасонного проката, конструкция которых описана ниже.
Детали с комплексно-технологических участков поступают на склад комплектации или на специализированные участки гибки и обработки резанием. Для передачи деталей с участка на участок применяют напольный безрельсовый транспорт и передаточные тележки. На рабочих местах детали укладывают в контейнеры и поддоны, которые затем на передаточных тележках передаются на склад комплектации. В цехе принят групповой запуск деталей в производство, формирование групп запуска деталей выполняется АСУ сварочного производства. Высокая техническая оснащенность цеха и применение автоматизированной системы технологической подготовки производства позволили повысить коэффициент использования металла до 90—95%.
Цех обработки листового проката состоит из участков по обработке проката в определенном диапазоне толщин, мм: >20; 16— 20; 10—14; 8; 5—6; 0,2—4, а также участка холодной листовой штамповки. Оборудование и средства механизации определены исходя из толщины, механических свойств и размеров листового проката. Система хранения деталей на рабочих местах и транспортировки их на склад комплектации аналогична цеху обработки фасонного проката и труб. Детали, для которых требуется обработка резанием, отправляют на механический участок цеха обработки фасонного проката и труб. В этом цехе принят групповой запуск деталей в производство с помощью АСУ.
Производственный цикл заготовительного передела завершается складированием и временным хранением деталей, изготовленных для сварных узлов, на складе комплектации. В современных сварочных производствах склады комплектации имеют большие функции по сравнению с общепринятыми (см. гл. VIII).