Концепция развития производства листовых деталей на основе метода эластичной формовки для ОАО "ВАСО"

УДК621.98

КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ МЕТОДА ЭЛАСТИЧНОЙ ФОРМОВКИ ДЛЯ ОАО "ВАСО"

В.М. Чернов

В статье представлена концепция внедрения в заготовительно-штамповочное производство Воронежского акционерного самолетостроительного общества технологии эластичной формовки листовых деталей. Описаны цели, задачи, подходы и принципы, установлены целевые показатели. Проведен анализ существующего производства, обзор современных решений. Предложены практические шаги для реализации концепции

Ключевые слова: гибкое производство, формовка, авиастроение

Производство современной авиационной техники представляет собой сложную многоуровневую систему процессов, объединенных общей целью - созданием самолета, предназначенного для обслуживания потребителей.

Значительную роль в обеспечении качества деталей каркаса самолета играет заготовительно-штамповочное производство, изготавливающее листовые детали самых разных размеров и форм.

Целью концепции является формирование ритмичного производственного потока с тактом, обеспечивающим требуемую серийность (24 самолета АН-148 в год).

Предлагаемые решения должны обеспечить следующие показатели:

• общее снижение трудоемкости на конец проектного периода не менее, чем на 50%;

• сокращение времени нахождения деталей и узлов в производстве не менее чем в 2,5 раза;

• сокращение времени на подготовку производства не менее чем в 2,0 раза.

Требования к производственному процессу изготовления листовых деталей определяются условиями эффективности сборочного процесса:

• оптимальным технологическим

членением;

• минимальным уровнем подгоночных и доводочных работ;

• ритмичностью подачи деталей и узлов на сборку.

Эти условия устанавливают,

соответственно, требования для

заготовительного производства:

• завершенность изготавливаемых

деталей по форме и размерам;

Чернов Владислав Михайлович - ВГТУ, старший преподаватель, тел. (4732)48-14-57 80

• минимальное время нахождения

детали в обработке;

• минимальные трудоемкость и себестоимость процессов;

• ритмичность;

• возможность быстрой смены номенклатуры.

Для каркаса самолета АН-148изготавливается большое количество

различных деталей из листа: полупатрубки, коробчатые детали, оболочки. Детали имеют самые различные формы наружных обводов и местных элементов: дуги, прямые, отбортовки, подсечки, выштамповки, отверстия различных форм и т.д. При этом применяются самые различные листовые материалы: алюминиевые и титановые сплавы, нержавеющие стали, жаростойкие сплавы, с толщинами от 0,2 до 2,0 мм.

На предприятии в настоящее время применяется два основных технологических метода изготовления листовых деталей:

• штамповка на падающих молотах в свинцово-цинковых штампах;

• формовка эластичной средой на прессах QAB-32 и QRD-600.

По сравнению со штамповкой на падающих молотах формовка эластичной средой имеет ряд преимуществ:

• Более высокую точность получаемых деталей;

• Малый объем доводочных работ;

• Более высокий уровень безопасности и экологичности;

• Большую производительность.

Обеспечение формовки деталей

эластичной средой осуществляется по следующей технологической цепочке:

1) получение КД и электронных моделей деталей;

2) проектирование технологического процесса и оснастки;

3) изготовление оснастки;

4) изготовление заготовок;

5) формообразование.

Исходным этапом, влияющим на эффективность используемых

технологических процессов, является этап проектирования. Проектирование

технологических процессов и оснастки в настоящий момент осуществляется без учета механики процесса и особенностей оборудования. Проектировщик использует только личный опыт и общие технологические рекомендации.

Для выполнения операций используется устаревшее оборудование 1975 г. выпуска, обладающее низким рабочим давлением (не более 500 bar), с устаревшей полуавтоматической системой управления, с низким остаточным ресурсом (особенно гидравлической части).

В результате:

• технологический процесс не является оптимальным;

• не обеспечивается изготовление деталей в окончательный размер, требуется большое количество доводочных операций;

• управление процессом формовки осуществляется без использования всех возможностей оборудования;

• большая часть номенклатуры деталей изготавливается на падающих молотах.

Исследование состояния производства позволяет выявить следующие существующие проблемы:

• Высокая доля доводочных работ в общей плановой трудоемкости (более 80%);

• Высокий уровень потерь времени (в общем времени работы производственных рабочих составляют более 60%.);

• Устаревшая система технологической подготовки производства.

• Устаревшее технологическое

оборудование.

• Устаревшие методы управления информацией.

• Неэффективная организация

материальных потоков, без использования современных методов учета и управления.

• Процессы запутаны и плохо организованы.

• Низкая культура производства и

организации работ производственного

персонала.

Для достижения целей развития необходимо использовать имеющийся

мировой опыт.

Современные технологические решения предлагают технологии и оборудование для формовки гидроэластичной средой (Flexform) и резиновой подушкой (Rubber Pad), например, предлагаемые компанией Avure Technologies (Швеция).

Информационные системы ТПП должны обеспечивать:

• использование электронных 3-D моделей деталей;

• анализ механики процесса;

• расчет заготовки;

• расчет параметров процесса;

• проектирование технологической

оснастки;

• выбор операций и оборудования;

• формирование технологической

документации.

В промышленности используются программные системы анализа и проектирования технологических процессов и оснастки, такие как AutoForm, LS-DYNA, SIMULIA/Abaqus, DEFORM и др.

В области организации производства могут быть рекомендованы методы организации производственных процессов AIRBUS, которые используются на предприятии при изготовлении пилонов самолета А320.

Сложность форм изделий, повышение требований к качеству и точности, требует применения современных методов и средств контроля. В последнее время многие предприятия для такого контроля используют координатно-измерительные машины (КИМ) и лазерные сканеры для бесконтактного съема информации с геометрии изделия с точностью до 0,005 мм.

Возможные решения проекта

заключаются в различных сочетаниях альтернативных вариантов отдельных составляющих элементов производственного процесса на этапах получения электронного описания деталей, электронного

моделирования технологического оснащения, проектирования техпроцесса и изготовления оснастки и деталей. Целевые показатели могут быть достигнуты применением различных средств и методов.

Выбор решения должен производиться с учетом того, что модернизация производства должна пройти в условиях действующего предприятия, реализующего программу технологического перевооружения, и, одновременно, наращивающего выпуск продукции.

С учетом этих факторов предложено решение, основанное на идеологии гибких производственных систем, - "цифровое производство".

При подготовке производства:

• Использование электронных 3-D

моделей деталей и оснастки и проектирование оснастки и техпроцессов на использование специального программного обеспечения в рамках единого информационного

пространства;

• Изготовление технологической

оснастки на оборудовании с ЧПУ.

• Осуществление раскроя заготовок на оборудовании с ЧПУ;

• Оснащение производства новым

оборудованием с расширенными

технологическими возможностями;

• Использование автоматизированных устройств хранения оснастки;

• Использование систем и методов контроля, позволяющих применять в качестве эталонов электронные модели.

• Формирование системы бизнес-процессов (реинжиниринг);

• Использование PDM (TeamCenter) и PLM-ERP (SAP) систем в рамках единого информационного пространства;

• Использование опыта производства пилонов А320 AIRBUS;

• Формирование "новой культуры производства".

Для реализации концепции в течение ближайших 2-х лет предлагается провести следующие мероприятия:

• Разработку типовых технологических процессов на основании классификаторов;

Перевод анализа и проектирования

техпроцессов на использование -SIMULIA/Abaqus, DEFORM;

• Создание библиотеки электронных моделей типовой оснастки;

• Разработку новых техпроцессов

формовки для деталей переводимых с

штамповки на падающих молотах;

• Разработку методов организации контроля деталей с помощью КИМ и сканеров.

• Компьютеризация служб управления

цехом (ПДБ), формирование единой информационной среды управления

производством;

• Разработку системы учета и оборота

материалов, заготовок, деталей и оснастки на основе штрих-кодирования. Организацию новой транспортной системы,

диспетчеризация внутрипроизводственных перевозок;

• Реинжиниринг бизнес-процессов с

помощью современной компьютерной

системы;

• Разработку и внедрение системы статистического управления процессами.

• Внедрение элементов "Бережливого

производства": производительного

обслуживания, организации рабочего места и др.;

• Разработку программ и проведение обучения технических специалистов и руководителей подразделений.

Литература

1. Р 50-54-93-88 Рекомендации. Классификация, разработка и применение технологических процессов.

2. СТП 7514710.05.039 - 97 Технологическая подготовка производства. Процессы технологические. Правила разработки и оформления и изменения технологической документации.

Воронежский государственный технический университет

CONCEPT OFTHE SHEETPARTS PRODUCTION BASEDFORELASTIC FORMINGMETHOD FOR JSC "VASO"

V.M. Chernov

The article introduces the concept of harvesting and the introduction of stamping production JSC "VASO" technology elastic sheet forming. There are the goals, objectives, approaches and principles, set targets. The analysis of existing facilities, an overview of current solutions are made. Practical steps to implement the concept are proposed

Key words: flexible manufacturing, forming, aircraft building