Особенности организации кузнечного производства

Все кузнечные цехи делятся на классы: кузнечные, кузнечно-прессовые, кузнечно-штамповочные и специализиро­ванные кузнечно-штамповочные.

Внутри каждого класса цехи разбиваются на группы в за­висимости от мощности (годового выпуска поковок) и макси­мальной массы изготовляемых в них поковок.

Почти на каждом машиностроительном заводе имеются кузнечные цехи, относящиеся к заготовительной фазе основного производства. Роль и значение кузнечных цехов систематически повышается, растет объем их производства. Необходимо широко внедрять специализацию и концентрацию кузнечного производства, которые позволят использовать высокопроизводительные и экономичные процессы производства поковок. Удельный вес кованых и штампованных деталей в современных машинах непрерывно повышается и доходит в отдельных случаях до 60 %. На машиностроительных заводах кузнечные и штамповочные цехи являются важнейшими заготовительными цехами основного производства с широким весовым диапазоном производимых поковок от нескольких десятков граммов до сотен тонн. В общих затратах на машины доля затрат на кованые и штампованные детали колеблется пределах 30...75 %.

Характерной особенностью кузнечно-штамповочного производства является небольшая длительность цикла изготовления поковок, которая определяется числом операций и их трудоемкостью. При свободной ковке количество операций не превышает двух: нагрева и ковки. Более расчлененный процесс наблюдается при ковке в штампах, где число операций достигает четырех-пяти. В связи с небольшим рабочим периодом производства поковок первостепенное значение приобретает организация выполнения операций непосредственно на рабочем месте.

Отличительной чертой кузнечного производства является относительно малая связь оборудования с формой детали. Если оборудование развивает усилия, достаточные для деформации металла, то практически создается возможность на одном и том же агрегате обрабатывать изделия в довольно широких пределах веса и формы. Это предопределяет многовариант­ность обработки и, следовательно, возможность отыскания на основе линейного программирования оптимальных планов за­грузки оборудования. Вспомогательное время по ковке и штамповке в 2 раза и более превышает время машинной рабо­ты, поэтому съем продукции с кузнечных агрегатов в значи­тельной степени определяется величиной вспомогательного времени. В силу этого одной из основных задач рациональной организации кузнечно-прессового производства должны явиться расчеты партии запуска наряду с механизацией и ав­томатизацией выполнения вспомогательных операций.

Ввиду незначительных затрат времени на ковку загрузка агрегата одной и той же деталью в течение месяца возможна крайне редко. Высокая производительность оборудования по­зволяет удовлетворить потребность в данной детали в течение нескольких дней или даже часов работы молота или пресса (особенно при холодной штамповке). Поэтому преобладаю­щим является серийный характер загрузки рабочих мест.

Производственная структура цеха

Производственная структура кузнечных цехов характеризуется тем, что в большинстве случаев основные участки организуются либо по принципу технологической однородности оборудования, либо по принципу однородности размеров оборудования (крупные, средние и мелкие молоты). При технологической специализации кузнечный цех обычно состоит из следующих основных участков: заготовительного, термического, кузнечных, и участка очистки поковок. Заготовительный участок может отсутствовать, так как резка заготовок может производиться централизованным порядком в специальном цехе или на складах. Термический участок целесообразно иметь лишь в крупных кузнечных цехах.

Кузнечные цехи состоят из основных производственных и вспомогательных отделений, складов, служебных и бытовых помещений. К основным производственным отделениям относятся: заготовительное, свободной ковки, штамповки, термическое и очистное. В крупных цехах ковка и штамповка могут осуществляться в нескольких отделениях в зависимости от мощности или габаритных размеров молотов и прессов, например в отделениях тяжелых, средних и легких молотов.

К вспомогательным отделениям относятся: инструментально-штамповое; насосно-трансформаторное; ремонтно-механическое.

В кузнечных цехах должны быть склады металла, заготовок, вспомогательных материалов, готовой продукции, а также кладовые штампов, инструмента и запасных частей для оборудования.

Компоновка площадей различных отделений цеха определяется технологическими и транспортными взаимосвязями между ними. Перед компоновкой необходимо определить положение цеха на генеральном плане, конфигурацию здания, расположение заготовительного отделения. После этого производится компоновка площадей цеха, для чего сначала устанавливается конфигурация и габариты оборудования, определяются трассы проведения по цеху энергоносителей, выбор стандартной ширины пролетов и уточняется конфигурация зданий.

Обычно выполняют несколько вариантов расположения в плане основных, вспомогательных отделений цеха, служебных бытовых помещений. При компоновке цеха склады металла заготовительное отделение лучше располагать в начале про­летов, с тем, чтобы обеспечить прямоточное движение металла.

Сосредоточение машин по их мощности в специальных отделениях имеет то экономическое преимущество, что на площадях тяжелых молотов действует и соответствующее крановое оборудование, а на площадях легких молотов — бо­лее легкие краны или же применяется нижняя подача и уборка деталей.

Площади вспомогательных отделений цеха необходимо располагать с таким расчетом, чтобы они находились в непо­средственной близости от тех отделений, с которыми они бо­лее всего связаны.

Особенностью организации труда в кузнечных цехах является преимущественно бригадный ее характер. Организация труда в кузнечном производстве основывается на отделение основных терапий от вспомогательных, а также на разделение труда внутри бригад при выполнении основных операций.

В зависимости от сложности работы состав бригады может быть различным.

На тяжелых молотах работают бригады из 12 - 15 рабочих, а на небольших молотах - из трех рабочих. Закрепляя бригады за молотами при свободной ковке, следует учитывать большой удельный вес времени нагрева и подноски инструмента в общем времени работы. Это вызывает обычно попере­менную работу бригад на одном и том же молоте.

Организация производственного процесса

Небольшое число и однородность операций облегчает организацию и планирование, создают предпосылки для внедрения в кузнечных цехах поточных методов для механизации и автоматизации процесса в целом. Наличие двух стадий (нагрев и ковка) и сложность операции ковки затрудняют организацию ковки, а также организацию рабочих мест. Эти особенности затрудняют механизацию и автоматизацию операции ковки.

Для правильной организации ковки необходимо соблю­дение двух условий: ковка должна выполняться сразу же после окончания нагрева каждой заготовки; работа на этой стадии должна быть непрерывной.

Соблюдение этих условий достигается загрузкой заготовок в нагревательные печи в оп­ределенном количестве и через строго определенные проме­жутки времени. Изготовление поковок может выполняться при одном нагреве и при нескольких нагревах.

Организация ковки при одном нагреве: в печь каждая заготовка загружается через промежуток времени, равный времени загрузки одной заготовки в печь.

По окончании нагрева первой заготовки она выгружается из печи и подается на ковку, затем выгружается вторая и т. д. После выгрузки последней заготовки первой порции на ее место загружается в печь очередная порция заготовок; затем загружается порция заготовок на место второй и т. д.

При нагреве в печи одновременно меньшего числа заготовок, чем установлено, на стадии ковки возникает перерыв, который нарушает непрерывность работы.

Время загрузки одной заготовки в печь значительно меньше, чем время нагрева, и им можно пренебречь.

Организация ковки при нескольких нагревах. С несколькими нагревами изготовляют поковки, у которых стадия ковки занимает длительное время. Это имеет место, как правило, в единичном и мелкосерийном производствах. Каждый нагрев и каждая ковка после нагрева могут рассматриваться отдельными «переходами». Поэтому в данном случае могут быть применены два вида организации операции: попереходный и пооперационный.

Попереходный вид организации ковки – «работа по отдельным выносам» - заключается в том, что сначала вся пар­тия проходит первый нагрев и первую ковку, после чего производят второй нагрев и вторую ковку, третий нагрев и третью ковку и т. д. до последних нагрева и ковки включительно.

В тех случаях, когда емкость печи не позволяет одновременно загрузить в нее нужное число заготовок для каждого нагрева, возникают перерывы в ковке не только в процессе изготовления партии поковок в одном нагреве, но и при переходе от одного нагрева к другому. Время изготовления партии поковок увеличивается уже на сумму времени перерывов.

При данном виде организации операции рабочий изменяет порядок работы при переходе от одного нагрева к другому один раз для всей партии поковок. Это приводит к меньшим потерям времени на переналадку рабочего места, а также способствует приобретению рабочими навыков выполнения каждого «перехода», то есть повышению производительности труда. Однако в этом случае заготовка полностью охлаждается после каждой ковки вследствие длительного пролеживания от окончания ковки до начала следующего нагрева, что нежелательно для крупных поковок из легированных сталей и связано с перерасходом топлива. По этим причинам попереходный вид организации применяется редко, лишь при изготовлении небольших поковок из углеродистых и низколегированных ста­лей.

Пооперационный вид организации ковки – «ковка с подогревами» - состоит в том, что по окончании ковки после первого нагрева заготовка сразу загружается в печь для второго нагрева и так до тех пор, пока не закончится послед­ний нагрев. Продолжительность каждого следующего нагрева всегда меньше продолжительности первого нагрева, так как заготовки остывают лишь частично. Время ковки после по­следних нагревов обычно также уменьшается.

Число одновременно нагреваемых в печи заготовок в данном случае должно быть таким, чтобы не происходило перегрева заготовок при последующих нагревах.

Пооперационный вид организации операции ковки при­меняется главным образом для сравнительно крупных поковок или поковок из легированных сталей, для которых не рекомен­дуется попереходный вид.

Технико-экономические показатели

При технико-экономическом планировании работы куз­нечных цехов необходимо обоснованно выбирать единицы для учета объема продукции, производительности труда и себе­стоимости.

В цехах единичного и мелкосерийного производства для планирования и оценки деятельности цехов в качестве основного показателя обычно пользуются физической тонной поковок.

Однако при изменениях в номенклатуре, когда физические тонны не отражают действительных затрат труда и стимулируют цехи к изготовлению более крупных и простых поковок, следует пользоваться методом условных, приведенных тонн. Наиболее простой способ приведения — установление переводных коэффициентов по соотношению нормативной заработной платы на 1 кг поковок.

Для цехов крупносерийного и массового производства планирование и учет производства могут осуществляться в комплектах деталей на машину, в натуральных тоннах, если номенклатура заготовок устойчива, и в приведенных тоннах, если такой устойчивости не наблюдается.