книги из ГПНТБ / Бауман, Н. Я. Технология производства паровых и газовых турбин

ния в производство (обычно не ранее чем на пятом или шестом образце новой крупной турбины).

Это требует от технологов особо тщательной проработки во­ просов технологического оснащения производства с учетом, с одной стороны, реальных возможностей завода и, с другой сто­ роны, необходимости достижения в этих условиях оптимальной производительности труда и высокого качества продукции. С целью сокращения объемов работ по изготовлению технологи­ ческой оснастки следует максимально использовать универсаль­ но-наладочные и универсально-сборные приспособления.

Унифицированные и стандартизованные элементы таких при­ способлений могут использоваться многократно, поэтому отпа­ дает необходігмость изготовлять их заново при постановке на производство новых машин.

5. Технологическая документация

Технологический процесс доводится до исполнителя в виде карт технологического процесса. Стандартных форм для таких карт ранее не существовало, поэтому каждое машиностроитель­ ное предприятие разрабатывало их по своему усмотрению в со­ ответствии с установившимися на данном предприятии характе­ ром организации производства и методикой разработки техноло­ гических процессов. Однако общим для всех форм технологиче­ ских карт является наличие в них следующих данных и ука­ заний:

а) наименование или тип изготовляемой машины и ее полное обозначение;

б) наименование детали и номер чертежа, марка материала, твердость, вид заготовки;

в) номер и наименование выполняемой по данной карте опе­ рации технологического процесса;

г) содержание операции и эскиз обработки; д) применяемое оборудование;

е) используемая технологическая оснастка: приспособления, режущий и измерительный инструменты, средства контроля и испытания и др.;

ж) профессия и квалификация (разряд работы) исполни­ теля;

з) норма времени или выработки, расценка работы.

При необходимости в технологических картах и в другой тех­ нологической документации помещаются различные другие све­ дения, которые разъясняют сущность выполняемых по данной документации работ.

В целях установления лучшего взаимопонимания между раз­ личными организациями, предприятиями и отраслями машино­ строения в настоящее время разрабатывается единая система технологической документации (ЕСТД). В этой системе будут

20

применяться стандартные формы технологических карт, обяза­ тельные для предприятий всех отраслей машиностроения.

Работу по созданию стандартной технологической докумен­ тации выполняет Всесоюзный научно-исследовательский институт по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ), входящий в систему Госстандарта СССР. Активное участие в этой работе принимают многочисленные организации и предприятия машино­ строения.

Следует особо отметить, что все системы АСУП основываются на применении современных средств вычислительной техники — электронно-вычислительных машин — ЭВМ. В частности, с их помощью на некоторых предприятиях уже разрабатываются тех­ нологические процессы обработки стандартных и унифицирован­ ных деталей, составляются необходимые для подготовки произ­ водства сводные ведомости расхода материалов, норм времени по специальностям и квалификации исполнителей, ведомости за­ грузки оборудования и др.

В ряде случаев ЭВМ используется и для разработки черте­ жей заготовок (поковок, штамповок и др.). Использование ЭВМ для таких работ возможно только при наличии стандартных форм технологической документации. В этих формах должно предусматриваться не только обязательное помещение опреде­ ленных данных, но и размещение их в точно определенных мес­ тах технологических карт, что является необходимым условием для обеспечения возможности считывания нужных параметров с помощью ЭВМ.

Некоторые из стандартных форм технологической документа­ ции уже разработаны и утверждены. В ряде случаев произво­ дится их опробование в практической деятельности предприя­ тий. Общий порядок их внедрения на всех машиностроительных предприятиях будет определяться утвержденными правилами. Таким образом, в ближайшие годы использование предприятия­ ми собственных форм технологической документации будет по­ степенно исключаться.

До повсеместного применения единой системы технологичес­ кой документации на турбостроительных заводах в качестве основного документа по технологии механической обработки все еще широко используются карты краткого технологического про­

При работе по картам технологического процесса обязатель­ но надо пользоваться и рабочими чертежами, обрабатываемых деталей и сборочных единиц. В технологических картах на меха­ ническую обработку ответственных деталей даются эскизы, разъясняющие содержание работы по некоторым сложным опе­ рациям; наличие операционных эскизов особенно необходимо, когда запись содержания операции без эскиза оказывается не-

21

достаточной для ее полного понимания или когда наличие эскиза значительно упрощает и сокращает соответствующую запись.

В цехах, изготовляющих турбинные лопатки, применяются операционные карты (приложение 2). Эти карты составляются отдельно на каждую операцию. В них даются эскизы 1 обработ* ки, указываются способы измерения деталей, места и методы клеймения, режимы резания. По таким подробным операцион­ ным картам работа может производиться и без чертежей, так как все размеры, которые должны быть у заготовки после данной операции, указываются в эскизах. Такой специфичный метод разработки технологического процесса изготовления турбинных лопаток объясняется исключительно большой сложностью фор­ мы этих деталей и особенностью их обработки, при которой для ряда начальных и промежуточных технологических операций, связанных с подготовкой базовых поверхностей и предваритель­ ной обработкой профильных частей, технологами указываются размеры, отличные от указанных на рабочих чертежах лопаток. Для расчета технически обоснованных норм применяются опе­ рационно-нормировочные карты (приложение 3). Кроме указан­ ных карт механической обработки применяются технологичес­ кие карты сборки, сварки и других видов работ (приложения

4и 5).

6.Цеховые органы подготовки производства

Во всех цехах машиностроительных заводов, в том числе и турбиностроительных, в которых технологический процесс и при­ меняемый инструментарий являются сложными, а номенклатура изделий достаточно большой, создаются цеховые органы подго­

В состав бюро вхоДят технологи, нормировщики и инженеры или техники по инструменту. В крупных цехах создаются особые бюро инструментального хозяйства. Начальник этого бюро под­ чиняется начальнику технологического бюро цеха или замести­ телю начальника цеха по подготовке производства.

В обязанность цеховых технологов входит контроль точного выполнения утвержденных технологических процессов, ликвида­ ция всех отклонений и возникающих неполадок. В период освоения новых объектов или отдельных методов обработки це­ ховые технологи участвуют в разработке технологических про­ цессов и являются основными инструкторами, помогающими мастерам, наладчикам и рабочим полностью освоить новые виды

1 Эти эскизы следует выполнять в определенном масштабе, чтобы у веду­ щего обработку рабочего складывалось вполне четкое представление о выпол­ няемой операции.

22

работ II установленные для них нормы выработки. Ведя повсе­ дневное наблюдение за ходом работ, они сигнализируют цент­ ральному технологическому отделу о недостатках разработанных технологических процессов или инструментария и дают предло­ жения о необходимых изменениях, В период проектирования технологических процессов изготовления новых объектов цехо­ вые технологи консультируют центральный технологический отдел также по вопросам загрузки цехового оборудования и т. п.

Как видно из изложенного, основой системы подготовки про­ изводства на турбиностроительных заводах является централи­ зация всех основных работ в общезаводском масштабе и пере­ дача цеховым органам только оперативных функций, выполне­ ние которых требует постоянного присутствия технологов в цехе.

7.Основные типы производства

Взависимости от объема производственной программы и характера изготовляемой продукции, в машиностроении разли­ чают следующие основные типы производства: единичное, мел­ косерийное, серийное, крупносерийное и массовое.

Серийность производства в машиностроении определяется номенклатурой и повторяемостью изготовляемых изделий, их количеством в годовой программе выпуска, с учетом весовой характеристики изделий, сложности конструкции' и трудоемко­ сти их изготовления. Тип производства не всегда может быть резко выражен. Так, например, при единичном изготовлении турбин производство лопаток, а также и крепежных деталей, идущих на турбины в больших количествах, при определенной степени унификации может стать' серийным. Особенно часто со­ путствуют друг другу единичное и мелкосерийное производства; крупносерийное и массовое. Поэтому в практике проектирова­ ния машиностроительных заводов принято рассматривать три типа производства: единичное и мелкосерийное, серийное, круп­ носерийное и массовое.

Вряде случаев в одном цехе одновременно осуществляется производство изделий с разной серийностью. Характер организа­ ции производства в цехе обычно относят к тому типу серийно­ сти, который является в данном цехе преобладающим.

Единичным и мелкосерийным называется производство с раз­ нообразной номенклатурой изготовляемых изделий, каждое из которых выпускается в небольших количествах и на протяже­ нии года не повторяется или повторяется через достаточно большие промежутки времени. Этот тип производства характе­ ризуется в механических цехах применением универсального оборудования, располагаемого преимущественно по группам одинаковых видов обработки; универсальных приспособлений; нормального и лишь в небольшой части спёциального инстру-

23

мента; универсальных подъемно-транспортных устройств и т. п. Примерами данного типа производства могут служить — турбин­ ное, крупного машиностроения, например производство блюмин­ гов, трубопрокатных станов и тому подобных машин.

Серийным называется производство с установившейся но­ менклатурой изделий, изготовляемых сериями (например, ме­ таллорежущие станки), повторяющимися регулярно через опре­ деленные промежутки времени. В зависимости от количества изделий в серии и их размерной характеристики серийное произ­ водство подразделяется на мелко-, средне- и крупносерийное.

В качестве ориентировочных суждений о характеристике се­

с универсальным оборудованием, приспособлениями и нормаль­ ными инструментами применяется специализированное обору­ дование, а для отдельных видов операций — и специальные стан­ ки. Более широко используются специальные приспособления и инструменты.

Отделения и участки цехов организуются по технологически сходным деталям с установкой оборудования в порядке после­ довательности выполнения технологических операций. По от­ дельным, более массовым деталям, оборудование устанавли­ вается по поточным линиям. Для приближения технического уровня серийного производства к крупносерийному организуют­ ся групповые поточные линии для обработки технологически од­ нородных деталей, например турбинных лопаток.

Крупносерийным и массовым называются производства с ус­ тановившейся номенклатурой, включающей одно или несколько изделий, выпускаемых в больших количествах на протяжении нескольких лет.

8. Общая характеристика турбинного производства

Рассматривая паро-газотурбинное производство в свете при­ веденных характеристик, следует, в общем, отнести его к серий­ ному с отдельными участками мелкосерийного типа (цилиндры,

24

роторы), среднесерийного (диски, диафрагмы) и крупносерий­ ного (рабочие и направляющие лопатки). Разработка техноло­ гических процессов ведется с учетом указанных типов произ­ водства.

В паро-газотурбиностроении, особенно в лопаточных цехах для обработки крупных лопаток, широко используется поточный метод организации производства с применением специальных и специализированных станков.

Для обработки крупных деталей (цилиндров, роторов, дис­ ков, диафрагм) создаются групповые поточные линии, которые в отличие от поточных линий обработки одних и тех же массовых деталей служат для одновременной обработки различных, но технологически однородных деталей с одинаковым или близким технологическим маршрутом. Оборудование в групповой поточ­ ной линии устанавливается в соответствии с послёдователыюстью выполнения технологических операций для изготовления типовой или «комплексной» детали, т. е. такой детали, для ко­ торой используется наибольшее количество операций. Для от­ дельных типов операций, например для обработки пазов под лопатки в роторах газовых турбин, расточки цилиндров высоко­ го давления по половинам, фрезерования косых разъемов у диафрагм и других наиболее сложных и трудоемких операций, обычно применяются специальные станки. При необходимости использования универсальных станков они модернизируются и снабжаются групповыми наладками.

9. Станочный парк турбинных заводов

Станочный парк турбинных заводов состоит в основном из универсальных станков. Анализ их загрузки при производстве одной турбины дает следующие усредненные показатели в % к общей трудоемкости механической обработки: токарно-центро­

сальных станков для обработки крупных деталей турбин, необ­ ходимо иметь уникальные (по размерам) станки: токарные с высотой центров 1000—2000 мм и расстоянием между центрами до 12 000 мм; карусельные с диаметром планшайбы 6000—

25

Р А З Д Е Л В Т О Р О Й

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Глава II. СТРУКТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1. Структура изделий и классификация деталей

Продуктом конечной стадии всех отраслей промышленности является изделие. Изделием (по ГОСТу 2.101—68) называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Устанавливаются следующие виды изделий: а) детали; б) сборочные единицы; в) комплексы; г) комплекты.

Деталь — изделие, изготовленное из однородного по наимено­ ванию и марке материала, без применения сборочных операций, например: валик из одного куска металла; литой корпус.

Сборочная единица •— изделие, составные части которого под­ лежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операцйями (свинчиванием, сочленением, клепкой, сваркой, пайкой, опрессовкой, развальцовкой, склеиванием, сшивкой и т. п.). В технологии сборочные единицы принято на­ зывать узлами.

Комплекс — два и более специфированных изделия, не соеди­ ненных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуа­ тационных функций, например: поточная линия станков, турбина и вспомогательное оборудование к ней и т. п.

Комплект — два и более изделия, не соединенных на пред­ приятии-изготовителе сборочными операциями и представляю­ щих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначе­ ние вспомогательного характера, например: комплект запасных частей; комплект инструмента и принадлежностей; комплект измерительной аппаратуры; комплект упаковочной тары и т. п.

К покупным относят изделия, не изготовляемые на данном предприятии, а получаемые им в готовом виде, кроме поставляе­ мых в порядке кооперирования.

Каждая турбина состоит из большого количества деталей, уникальных по сложности и размерам (цилиндры, роторы, рабо­ чие колеса, обоймы, диафрагмы и т. д.), мелких и средних (ва­ лики, втулки, шпонки и др.). Например, турбина ВПТ-25-3

27

вместе со вспомогательными механизмами имеет свыше 3000 наи­ менований различных деталей.

Для лучшей организации и обеспечения большой эффектив­ ности работ по подготовке производства целесообразно прово­ дить классификацию деталей по типам и видам обработки. Это позволяет создать единство технологических решений для одно­ типных деталей, разработав для определенных групп деталей типовые технологические процессы; сократить сроки проектиро­ вания и подготовки производства; создать условия для более правильного нормирования работ и уменьшить объем технологи­ ческой документации. Для удобства проведения классификации турбинные заводы заменяют порядковую систему нумерации чертежей предметной. При этой системе рабочие чертежи разде­ ляются на классы, секторы и группы. Так, например, классифи­ катор Калужского турбинного завода представляет собой круг, разделенный окружностями на три части; внутренний круг, сред­ нее кольцо, наружное кольцо.

В центральной части классификатора (во внутреннем круге) ставится номер класса — это номер, присвоенный одному из вы­ пускаемых заводом изделий. Например, турбина паровая— 1, турбина газовая — 2, насос питательный — 3. Среднее кольцо разделено на десять сегментов (в системе классификации эти части названы секторами), в которые помещены следующие на­ звания наиболее крупных типовых составных частей турбин и ее документации:

0 — общие виды агрегатов, эскизные и технические проекты, технические документы;

1 — парораспределение и клапаны;

2 — статор турбины;

3 — ротор и облопачивание турбины;

4 —■регулирование турбины;

5 — редукторы и вспомогательное оборудование турбины;

6 — измерительные приборы, щитки, арматура;

7 — масляная система, трубопроводы;

8 — унифицированные детали;

9 — разные узлы и детали.

Наружное кольцо разделено на сто сегментов, по десять на каждый сектор. Они названы группами. Например, сектор 3 — ротор и облопачивание турбины — имеет следующие группы:

0 — рабочие лопатки, промежуточные тела и бандажи;

1— сегмент направляющих лопаток колес скорости; ■2 — направляющие лопатки, «проставки» и бандажи колес;

3 — диски и колеса в сборе;

4 — валы и цельнокованые роторы;

5 — роторы в сборе;

6 — муфты и прочие детали и т. д.

В классификаторе заложен ключ к системе выпуска рабочих чертежей.

28

Номер каждого чертежа состоит из трех частей. На­ пример, для дисков турбин номер чертежа 133-С-078; турбина — 1-й класс, ротор — 3-й сектор, диски — 3-я группа, т. е. 133. •С — формат средний; 078 — номер последовательности регистра­ ции чертежей внутри группы.

При таком порядке нумерации чертежей и хранения их по группам конструктор и технолог могут рассмотреть все анало­ гичные детали, не прибегая к просмотру громоздких архивов для подбора однотипных деталей, что имеет место при порядковой нумерации чертежей. Создается возможность при конструирова­ нии новых турбин широко использовать ранее выпускавшиеся детали без изменения или с сохранением формы и размеров от­ дельных элементов этих деталей; создается основа для типиза­ ции технологических процессов.

Установление единой классификации изделий и их элементов во всех отраслях машиностроения значительно повысит уровень преемственности работ по проектированию различных машин и их элементов (деталей, сборочных единиц и т. д.), а также по разработке технологических процессов и технологической оснаст­ ки всех видов. Это дает большую экономию материальных средств и значительно ускорит как проектирование изделий в машиностроении, так и весь процесс подготовки их производ­ ства.

Это облегчит также планирование и организацию производ­ ства во всем машиностроении в целом, улучшит условия для ко­ оперирования предприятий и обмена опытом между ними, повы­ сит мобильность производства и создаст необходимую базу для широкого применения станков с числовым программным управ­ лением, т. е. обеспечит возможность создания и хранения стан­ дартных программ для обработки идентичных элементов машин.

В целом создание единого классификатора для обозначения элементов машин будет иметь большое народнохозяйственное значение. Поэтому в настоящее время организации Госплана

СССР совместно с организациями Госстандарта СССР и при деятельном участии организаций и предприятий отраслевых ма­ шиностроительных министерств разрабатывают общесоюзный единый классификатор для обозначения машиностроительных изделий и их элементов. В частности, уже разработан и находит­ ся в промышленности для изучения и опытной проверки обще­ союзный классификатор промышленной продукции (ОКП).

Однако этот классификатор еще не решает всех вопросов де­ тальной классификации элементов машин как с конструктивной, так и, особенно, с технологической точки зрения. Работа по соз­ данию единых конструктивных и технологических классифика­ торов в машиностроении продолжается, но она является исклю­ чительно сложной, и поэтому отраслевые классификаторы и клас­ сификаторы предприятий еще долго будут необходимы..

29