Основы стандартизации (стр. 4 )

- взаимосвязь ТПП с другими автоматизированными системами и подсистемами управления;

- высокую эффективность технологической подготовки производства.

Структура ЕСТПП в машиностроении и приборостроении определяется совокупностью двух факторов: функциональным составом ТПП и уровнями решения задач ТПП. Задачи ТПП решаются на всех уровнях и группируются по следующим основным функциям:

- обеспечение технологичности конструкций изделий;

- разработка технологических процессов;

- проектирование и изготовление средств технологического оснащения;

- организация и управление технологической подготовкой производства.

ЕСТПП обладает необходимой гибкостью. При единых организационно-технических и методических принципах решения задач, установленных государственными стандартами ЕСТПП для всех отраслей машиностроения и приборостроения, она позволяет учесть особенности решения конкретных задач ТПП и развить в отраслевых стандартах и стандартах предприятий на каждом уровне управления общие правила и положения с учетом местных условий, видов изделий, типов производств, организационных структур управления и их взаимосвязей. Основу ЕСТПП составляют:

- системно-структурный анализ цикла ТПП;

- типизация и стандартизация технологических процессов изготовления и контроля;

- стандартизация технологической оснастки и инструмента;

- агрегатирование оборудования из стандартных элементов.

Типизация и стандартизация технологических процессов изготовления и контроля основываются на конструкторско-технологической классификации объектов производства, выборе типового представителя и разработке для него типового или стандартного технологического процесса.

Классификация деталей позволяет правильно решать вопросы стандартизации технологических процессов. Детали подразделяются на три основные категории: стандартные, форма и размеры которых узаконены; типовые, повторяющиеся с небольшими изменениями в различных конструкциях; оригинальные, используемые в конкретных разработках.

Стандартные технологические процессы разрабатываются на стандартизованные и ответственные детали, от качества изготовления которых зависит срок службы изделий. Стандартизации подлежат не только процессы, но и технологические операции. Так, стандартизация такой операции, как сварка, и всех необходимых параметров ее ведения гарантирует получение качественных швов. Типовые технологические процессы разрабатываются на типовые детали, составляющие 60-70% всего объема находящихся в производстве деталей. Технологические процессы изготовления оригинальных деталей состоят из комплекса оригинальных и стандартных операций.

Стандартизация и типизация технологических процессов предусматривает широкое применение электронно-вычислительной техники для технологического проектирования, включающего классификацию деталей и разработку указанных процессов.

Для определения видов технологической оснастки, подлежащих стандартизации, большое значение имеют ее классификация и кодирование по конструктивно-технологическим признакам. Оснастка, сходная по конструкции, обозначается так же и отличается лишь порядковым номером, который позволяет судить о высокой степени применяемости и создает лучшие условия для анализа и отбора конструкций при стандартизации. Благодаря классификации оснастки улучшается организация учета ее применяемости и повышается коэффициент использования существующего на предприятии оснащения. Классификация оснастки в сочетании с классификацией объектов производства позволяет разработать для типовых технологических процессов стандартные переналаживаемые приспособлениям и инструменты.

Стандартизация технологической документации предусматривает создание стандартов на первичные формы документов, методы их составления, хранения, учета, внесение изменений. Стандартами предусмотрены различные формы технологических документов на все виды работ, встречающихся в машиностроении: литейные, заготовительные, сварочные, термические, гальванические, лакокрасочные и механосборочные. Установлен надлежащий порядок разработки, рассмотрения и утверждения технологических документов, механизированы и автоматизированы процессы извлечения и обработки технологической информации, регламентирован нормоконтроль, решены вопросы повышения качества технологического контроля, созданы условия для использования наиболее прогрессивного в настоящее время метода хранения документации.

Государственные стандарты ЕСТПП распространяются на деятельность министерств, ведомств, предприятий (объединений) и организаций, осуществляющих технологическую подготовку изделий машиностроения, приборостроения и средств автоматизации на базе комплексной стандартизации элементов техники, технологии и организации производства.

ЕСТПП способствует повышению уровня использования типовых технологических процессов, стандартной переналаживаемой оснастки, агрегатного переналаживаемого оборудования, средств автоматизации производственных процессов и инженерно-технических работ. Реализация ЕСТПП, внедрение ее нормативно-технической базы приводит к коренной перестройке методов подготовки производства и дает ощутимый социально-экономический эффект. Кроме того, ЕСТПП позволяет обеспечить: концентрацию сил конструкторов, технологов и организаторов производства на решении главных задач развития техники, технологии и производства; безостановочную переналадку действующего производства на выпуск новых, более совершенных образцов техники; сокращение цикла технологической подготовки производства и снижение затрат на ее проведение; повышение производительности труда в мелко - и крупносерийном и массовом производствах; повышение уровня автоматизации производственных процессов и инженерно-технических работ; улучшение качества выпускаемых изделий; создание и внедрение автоматизированных систем проектирования, планирования и управления технологическими процессами на базе вычислительной и организационной техники.

ЕСТПП осуществляет три стадии работы над документацией по организации и совершенствованию технологической подготовки производства:

1) Обследование и анализ существующей на предприятии системы технологической подготовки производства. С учетом специфики условий конкретного предприятия, влияющих на проведение технологической подготовки производства, определяются объем работы, «узкие места», имеющиеся резервы, возможности целесообразного применения техники. Обследование проводится работниками предприятия, отраслевых научно-исследовательских институтов и проектных организаций. Результаты обследования оформляются в техническом задании. В нем определяется назначение, дается характеристика системы технологической подготовки производства, формулируются требования, которым должны удовлетворять как система в целом, так и отдельные ее элементы, регламентируется состав документации, подлежащей разработке, устанавливаются исполнители и сроки, проводятся расчеты экономической эффективности и необходимых затрат. Техническое задание является директивным документом, на основании которого на предприятии разрабатываются системы технологической подготовки производства и отдельные задания на ее элементы.

2) Разработка технического проекта технологической подготовки производства, в состав которого входят: информационная модель (блок-схема) автоматизации системы технологической подготовки производства; методические положения по классификации и кодированию технико-экономической информации на основе применения соответствующих общесоюзных и отраслевых систем; разработанные на основе стандартных и единых систем документации унифицированные и стандартизованные формы документов, функционирующих в технологической подготовке производства; схемы документооборота; технические задания и технологические алгоритмы для решения задач на ЭВМ; основные положения по организации процессов технологической подготовки производства и управлению ими; организационные структуры служб, участвующих в технологической подготовке производства; конструкторско-технологическая классификация деталей и типизация технологических процессов.

3) Создание рабочего процесса. На этом этапе разрабатываются информационные модели решения всех задач; классификаторы технико-экономической информации; типовые и стандартные технологические процессы; стандарты предприятия на средства технологического оснащения;
документация на организацию специализированных рабочих мест и участков основного и вспомогательного производства на основе типовых и стандартных технологических процессов и методов групповой обработки; рабочая документация для решения задач с помощью ЭВМ; информационные мас­сивы; организационные положения и должностные инструкции.

Единая система стандартов приборостроения призвана унифицировать и согласовывать по принципу агрегатирования параметры и характеристики приборов и устройств, входящих в систему автоматического контроля, регулирования и управления сложными производственными процессами. При этом обеспечивается информационная, конструктивная, эксплуатационная и другая совместимость указанных приборов и технических средств.

Совместимость технических средств – это обеспечение согласованной совместной работы этих средств в предусмотренном сочетании; при этом однотипные технические средства должны обладать полной взаимозаменяемостью по всем нормируемым параметрам. Требования к совместимости –функциональной, информационной, электрической, конструктивной, а именно по присоединительным и габаритно-установочным размерам, эргономическим требованиям, а также по другим параметрам установлены ГОСТ 22315 – 77 [41]. К настоящему времени стандартизованы входные и выходные параметры пневматических сигналов, электрические непрерывные входные и выходные сигналы элементов систем контроля и регулирования неэлектрических величин; параметры элементов импульсных и частотных сигналов; выходные и входные электрические кодированные сигналы.

Указанная система распространена и на другие группы и виды приборов общепромышленного применения, изготовляемых различными министерствами и ведомствами. Унифицируются и стандартизируются блоки приборов, устройств и системы управления; модули, объединяющие ряд деталей и выполняющие самостоятельные функции в приборе; микромодули, например, конструкции элементов микропластин с сопротивлениями, конденсаторами, катушками индуктивности и другими элементами, представляющими собой функционально завершенные схемы. Устанавливаются ряды температур, влажности и других параметров электроизмерительных приборов в зависимости от области их применения. Проводится работа по созданию агрегатной системы средств вычислительной техники.

Все большее внимание, как в нашей стране, так и за рубежом уделяется стандартизации общетехнических норм и терминов, используемых при проектировании и в производственно-технической документации. Большая работа проводится по унификации и стандартизации общеотраслевых норм и правил в отдельных отраслях промышленности.

Опережающая стандартизация – это стандартизация, заключающаяся в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм, требований к объектам стандартизации, которые согласно прогнозам будут оптимальными в последующее планируемое время. Опережение может относиться как к изделию в целом, так и к наиболее важным параметрам и показателям его качества, методам и средствам производства, испытания и контроля.

Объектами стандартизации являются важнейшие виды продукции и процессы (нормы, характеристики, требования) при стабильной потребности в них и возможности измерения их в течение срока действия стандартов. Нормы и требования должны быть оптимальными: затраты для достижения цели минимальными, а хозяйственный технико-экономический эффект с учетом проектирования, производства и эксплуатации изделий – максимальным.

Научно-техническая база опережающей стандартизации включает результаты фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований, открытия и изобретения, принятые к реализации, методы оптимизации параметров объектов стандартизации и прогнозирования потребностей народного хозяйства и населения в данной продукции. Опережающая стандартизация проводится на основе целевого подхода по созданию систем, комплексов и семейств машин, оборудования, механизмов и приборов, с решением важных экономических и социальных проблем, систематическим изысканием путей повышения технического уровня, качества и конкурентоспособности изделий на международном рынке, ускорении реализации результатов фундаментальных, прикладных исследований, открытий и изобретений.

Процесс опережающей стандартизации является непрерывным, поскольку после ввода в действие этого стандарта сразу же приступают к разработке нового стандарта, которому предстоит заменить его. Поэтому выделяют следующие основные этапы опережающей стандартизации: подготовительная работа, создание опережающего стандарта, его внедрение.

Одно из главных условий опережающей стандартизации – долгосрочное научное прогнозирование. Оно позволяет видеть основные направления дальнейшего совершенствования изделий, намечать конкретные пути улучшения стандартов, правильно планировать эту работу.

Патентная информация имеет для прогнозирования научно-технического прогресса достаточно важное значение, опережая при этом все другие виды информации на 3 – 5 лет. Идеи, которые сегодня воплощены в патентах, к этому времени будут воплощены в опытных образцах, а еще примерно через такое же время – в серийной продукции.

Разработка опережающих стандартов производится применительно к конкретной продукции, типоразмерному ряду. Опережающие стандарты –основа для проектирования новой, более совершенной, передовой техники.

Научно-технические принципы, определяющие организацию работ
в области стандартизации

Научно-технические принципы стандартизации относятся к методическим основам стандартизации и способствуют эффективной разработке стандартов производства, изготовления, услуг, применению взаимозаменяемости изделий.

Принцип системности. Повышение качества выпускаемой продукции развитие научно-технического прогресса явились предпосылкой к развития системного подхода применительно к процессу производства, который включает в себя труд людей, обеспечивающий процесс производства, средства производства и предметы труда. Под средством труда понимается совокупность применяемого оборудования, инструмента, оснастки, средств измерения и контроля, а предметом труда является выпускаемая продукция на всех стадия ее создания и использования. Под системным подходом понимается совокупность взаимосвязанных элементов, функционирование которых приводит к поставленной цели с максимальной эффективностью и наименьшими затратами. Количественные связи элементов системы могут быть детерминированными, т. е. закономерными или случайными. Совокупность взаимосвязанных элементов, входящих в систему, образуют структуру, которая позволяет строить иерархическую зависимость.

Принцип обеспечения функциональной взаимозаменяемости стандартизированных изделий. Этот принцип обеспечивает взаимозаменяемость изделий по эксплуатационным показателями и является главным при комплексной и опережающей стандартизации.

Научно-исследовательский принцип разработки стандартов. Этот принцип относится ко всем категориям и видам стандартов. Для подготовки проектов стандартов и их успешного внедрения необходимо не только широкое обобщение практического опыта, но и проведение экспериментальных, опытно-конструкторских и теоретических исследований.

Принцип предпочтительности является теоретической базой современной стандартизации. Типоразмеры деталей и типовых соединений, ряды допусков, посадов и другие параметры стандартизируют одновременно для многих отраслей промышленности, поэтому такие стандарты охватывают большой диапазон значений параметров. Чтобы повысить уровень взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц, уменьшить номенклатуру изделий и типоразмеров деталей и типовых соединений, используемой в той или иной отрасти промышленности, а также, чтобы создать условия для эффективной специализации и кооперирования заводов, удешевления продукции при унификации конструкций машин и разработке стандартов применяют принцип предпочтительности.

Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел являются основанием для выбора величин и градаций параметров всех видов продукции, что позволяет наилучшим образом согласовать и увязать между собой изделия, полуфабрикаты, транспортные средства, техническое, контрольно-измерительное и другое оборудование. Предпочтительные числа называются потому, что они рекомендуются для предпочтительного применения при конструировании и расчетах, при унификации и стандартизации. Согласно принципу предпочтительности устанавливают несколько рядов значений стандартизируемых параметров, с тем, что при их выборе первый ряд предпочитался второму, второй – третьему. В соответствии с этим ряды предпочтительных чисел удовлетворяют следующим требованиям:

- быть бесконечными в направлении уменьшения и увеличения, т. е. допускается неограниченное развитие параметров и размеров в направлении увеличения и направлении уменьшения;

- включать все последовательные десятичные или дробные значения каждого числа ряда, а также единицу;

- представлять рациональную систему градаций, отвечающую потребностям производства и эксплуатации.

- являться простыми и легко запоминаться.

Перечисленными требованиями обладают числа, являющиеся геометрическими прогрессиями. Поэтому ряды предпочтительных чисел, построенные по геометрическим прогрессиям, нашли наиболее широкое применение в современной стандартизации. Геометрическая прогрессия – это последовательность чисел, из которых каждое следующие получается из предыдущего умножением на постоянное число А, называемое знаменателем прогрессии. Например, при А1 = 2 геометрическая прогрессия имеет вид: 1; 2; 4; 8; 16; 32;…,при А2 = 1,6 прогрессия имеет следующий вид 1,6; 2,5; 4; 6,3. Знаменатели этих прогрессий соответственно равны

Произведение или частное любых двух членов геометрической прогрессии всегда является ее членом:

Любой член геометрической прогрессии, возведенный в целую положительную или отрицательную степень, также является членом этой прогрессии:

Исходя из перечисленных свойств геометрической прогрессии, зависимости, определяемые из произведений членов или их целых степеней, всегда подчиняются закономерности ряда. Например, если ряд определяет линейные размеры, то площади или объемы, образованные из этих линейных величин, также подчиняются его закономерности.

Наиболее удобными являются геометрические прогрессии, встречающие число 1 и имеющие знаменатель . Поэтому в соответствии с рекомендациями ИСО установлены ряды предпочтительных чисел со знаменателями:

Установлено, в соответствии с [42], четыре ряда предпочтительных чисел

ряд R5 c Q5 = 1,6 (1,00; 1,60; 2,50; 4,00; 6,30; 10,00;…);

ряд R10 c Q10 = 1,25 (1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,25; …);

ряд R20 c Q20 = 1,12 (1,00; 1,12; 1,25; 1,40;…);

ряд R40 c Q40 = 1,06 (1,00; 1,06; 1,12; 1,18; 1,25;…);

и два дополнительных R80, R160. В эти ряды входят предпочтительные числа, представляющие собой округленные значения иррациональных чисел. Почти во всех случаях необходимо использовать 40 основных предпочтительных чисел, входящих в четыре ряда R5, R10, R20, R40 (приложение А) и лишь в некоторых технически обоснованных случаях допускается использование предпочтительных чисел дополнительных рядов.

При установлении размеров, параметров и других числовых характеристик их значения следует брать из основных рядов предпочтительных чисел. При этом числа ряда R5 необходимо предпочитать числам ряда R10,
ряда R10 – числам ряда R20, последние – числам ряда R40.

Произведение или частное двух предпочтительных чисел, а также положительные или отрицательные степени чисел ряда дают предпочтительное число этого же ряда с относительной погрешностью в пределах
от – 1,01 до + 1,26 %. Куб любого числа ряда в два раза больше куба предыдущего числа, а квадрат в 1,6 раза больше квадрата предыдущего числа с относительной погрешностью до 0,1 %.

Положительное свойство геометрической прогрессии состоит в том, что число членов в каждом десятичном интервале (1 – 10; 10 – 100; 100 – 1000 и т. д., а также 1 – 0,1; 0,1 – 0,01; 0,01 – 0,001 и т. д.) на протяжении всей прогрессии постоянно и равно 5, 10, 20, 40, 80, 160 для названных знаменателей прогрессии. Целые положительные или отрицательные степени любого члена прогрессии всегда будут ее членами. Члены ряда со знаменателем прогрессии удваиваются через каждые 3 члена, со знаменателем – через каждые 6 членов, со знаменателем – через каждые 12, со знаменателем – через каждые 24 членов, а со знаменателем – через каждые 48 членов. В рядах со знаменателями содержится число 3,15 ≈ π (номер 20 в табл. А.1). Относительная погрешность округления составляет 0,03 %. Возможность использования этого числа
в стандартизации обеспечивает согласование параметров и размеров, связанных не только с линейными, но и степенными зависимостями. Благодаря чему длины окружностей, площади кругов, диаметры, объемы также являются предпочтительными числами. Ряд со знаменателем прогрессии включает предпочтительные числа 375, 750, 1500, 3000, имеющие особое значение в электротехнике, поскольку они представляют собой синхронные частоты вращения валов электродвигателей, измеряемые оборотами в минуту.

Номер ряда предпочтительных чисел (R5, R10, R20, R40, R80) указывает на количество чисел в десятичном интервале (интервал, в котором числа ряда увеличиваются в десять раз). Так, ряд R10 содержит в десятичном интервале
10 чисел. Например, ряд R5 (табл. А.1) составляют числа с порядковыми номерами 0, 8, 16, 24, 32, 40; ряд R10 номера: 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40. Порядковые номера предпочтительных чисел являются логарифмами предпочтительных чисел и значительно облегчают их умножение, деление, возведение в степень и извлечение из них корня. Например, требуется перемножить предпочтительные числа 1,12 и 4,75. Число 1,12 имеет порядковый номер 2, число 4,75 – порядковый номер 27. Сумма их порядковых номеров, 29, соответствует порядковому номеру предпочтительного числа 5,30, являющегося произведением чисел 1,12 и 4,75.

При необходимости ограничения основных рядов в их обозначениях указываются предельные члены, которые всегда включаются в ограниченные ряды. Например:

R10 (1,25…) – ряд R10, ограниченный членом 1,25 включительно в качестве нижнего предела;