Механический цех - Machine shop

Рабочее место современного механического цеха, 2009 г.

А механический цех это комната, здание или компания, где механическая обработка, форма субтрактивного производства, делается. В механическом цехе машинисты использовать Станки и режущие инструменты делать части, обычно из металл или же пластик (но иногда из других материалов, таких как стекло или же дерево ). Механический цех может быть малый бизнес (например, магазин работы ) или часть фабрика, будь то мастерская или производственная площадка для производство. Конструкция здания, планировка помещения и оборудования различаются и зависят от магазина; например, пол в одном магазине может быть бетонным или даже уплотненным, а пол в другом магазине может быть асфальтовым. Магазин может иметь кондиционер или нет; но в других магазинах может потребоваться поддерживать контролируемый климат. В каждом магазине есть свои инструменты и оборудование, которые отличаются от других магазинов количеством, возможностями и профессионализмом.

Производимые детали могут быть конечный продукт фабрики, для продажи клиентам в машиностроение, то автомобильная промышленность, то авиастроение, или другие. Это может включать частую обработку индивидуальных компонентов. В других случаях компании в этих областях имеют собственные механические цеха.

Производство может состоять из резка, формирование, бурение, отделка и др. процессы, часто связанные с металлообработка. Станки обычно включают токарные станки по металлу, фрезерные станки, обрабатывающие центры, многозадачные станки, сверлильные станки, или же шлифовальные станки, многие контролируются компьютерное числовое программное управление (ЧПУ). Другие процессы, такие как термическая обработка, гальваника, или же картина деталей до или после обработки часто выполняется на отдельном предприятии.

Механический цех может содержать сырье (Такие как Пруток для обработки) и инвентарь готовых деталей. Эти предметы часто хранятся в склад. Контроль и прослеживаемость Количество материалов обычно зависит от руководства компании и обслуживаемых отраслей, стандартной сертификации предприятия и руководства.

Механический цех может быть капиталоемкий бизнес, потому что покупка оборудования может потребоваться большой инвестиции. Механический цех также может быть трудоемкий, особенно если он специализируется на ремонте техники на работа производство основы, но производственная обработка (как серийное производство и массовое производство ) намного больше автоматизированный чем это было до появления ЧПУ, программируемое логическое управление (ПЛК), микрокомпьютеры, и робототехника. Больше не требуется рабочие, Хотя рабочие места которые остаются, как правило, требуют высоких талант и навык. Обучение персонала и опыт в механическом цехе может быть как дефицитным, так и ценным.

Методология, такая как практика 5S, уровень соответствия более правила техники безопасности и использование средства индивидуальной защиты со стороны персонала, а также частота технического обслуживания машин и строгая уборка в магазине могут сильно различаться от одного места к другому.

История

До 19 века

Первые механические мастерские начали появляться в 19 веке, когда Индустриальная революция уже давно идет полным ходом. До промышленной революции детали и инструменты производились в мастерских в местных деревнях и городах в небольших количествах, часто для местного рынка. Первые машины, которые сделали возможной промышленную революцию, также были разработаны в аналогичных условиях. мастерские.

Производственные машины на первых заводах строились на месте, где каждая деталь по-прежнему изготавливалась индивидуально. Через некоторое время на этих заводах открылись собственные цеха, где ремонтировались или модифицировались части существующей техники. В те дни текстильная промышленность была доминирующей, и эти отрасли начали развивать собственные станки.

19 век

Механический цех конца XIX века

Gates Iron Works, Чертежный зал, 1896 г.

Бюллетень отдела планирования, показывающий, как заранее намечена работа для каждого человека или каждой машины в механическом цехе, 1911 год.

Машинисты и инструментальщики делают экспериментальные детали двигателей в Лаборатории исследования авиационных двигателей, 1946 год.

Дальнейшее развитие в начале 19 века в Англия, Германия и Шотландия из Станки и более дешевые методы производства стали, такие как Бессемеровская сталь, вызвало Вторая промышленная революция, что привело к ранней электрификации завода, массовому производству и производственной линии. Механический цех возник, как называл Бургхардт, «местом, в котором металлические детали разрезаются до требуемого размера и собираются вместе, чтобы образовать механические узлы или машины, машины, сделанные таким образом, чтобы прямо или косвенно использовать их в производстве предметов первой необходимости и предметов роскоши. цивилизация ".^[1]

Рост числа механических цехов и их специфические производственные и организационные проблемы послужили толчком к началу магазин работы пионеры менеджмента, теории которых стали известны как научный менеджмент. Одна из первых публикаций в этой области была Гораций Люсьен Арнольд, написавший в 1896 г. первую серию статей о «Экономике современного машинного цеха».^[2] Эта работа простиралась от технологии производства, методов производства и заводской планировки до временных исследований, планирование производства, и управление механическим цехом. За этим последует серия публикаций по этим темам. В 1899 г. Джошуа Роуз опубликовал книгу Современная механическая мастерская, о работе, конструкции и принципах работы торгового оборудования, паровых машин и электрических машин.

20 век

В 1903 г. Циклопедия современной торговой практики был опубликован с Говард Монро Рэймонд в качестве главного редактора, и в том же году Фредерик Уинслоу Тейлор опубликовал свой Управление магазином; доклад, прочитанный перед Американским обществом инженеров-механиков. Нью-Йорк. Тейлор начал свою трудовую деятельность в качестве рабочего в механическом цехе на металлургическом заводе Мидвейл в 1878 году, затем прошел путь до мастера механического цеха, директора по исследованиям и, наконец, главного инженера завода. В качестве независимого инженера-консультанта одно из первых его назначений было в 1898 г. Вифлеемская сталь должен был решить проблему мощностей дорогостоящего механического цеха.

В 1906 г. Оскар Э. Перриго опубликовал популярную книгу Современный механический цех, строительство оборудования и управление механическими цехами. Первая часть Современный механический цех, Перриго (1906) сосредоточился на физическом строительстве здания и представил модельный механический цех. С помощью этой модели механического цеха Перриго исследовал, как можно организовать пространство на фабриках.^[3] В его дни это не было редкостью. Много промышленные инженеры, подобно Церковь Александра Гамильтона, Дж. Слейтер Льюис, Хьюго Димер и др., опубликовали планы какого-то нового промышленного комплекса.

Эти работы среди других собраны в научный менеджмент движение, о котором Тейлор в 1911 году написал свой знаменитый Принципы научного менеджмента, основополагающий текст современной организации и теория принятия решений, значительная часть которого посвящена организации механических цехов.^[4] Внедрение новых режущих материалов как быстрорежущей стали, и лучшая организация производства за счет внедрения новых научный менеджмент методы, такие как доски планирования (см. изображение), значительно улучшенный механический цех продуктивность и эффективность механических цехов. В течение 20-го века они еще больше увеличивались с развитием технологий.

В начале 20 века мощность для станков по-прежнему обеспечивалась механический ремень, который приводился в движение центральной паровой машиной. В течение 20 века электродвигатели взяли на себя питание станков.

По мере того, как материалы и химические вещества, включая смазочно-охлаждающую жидкость, становились все более сложными, осознание воздействия на окружающую среду постепенно росло. Параллельно с признанием постоянной реальности несчастных случаев и потенциальных производственных травм, сортировка лома для вторичной переработки и утилизация мусора развивались в области, связанной с окружающей средой, безопасностью и здоровьем. В регулируемых механических цехах это превратилось бы в постоянную практику, подкрепленную дисциплиной, известной как EHS (для окружающей среды, здоровья и безопасности) или с аналогичным названием, например HQSE, которое будет включать гарантия качества.

Во второй половине 20 века автоматизация началась с числовое управление (ЧПУ) автоматизация и числовое программное управление (ЧПУ).

Цифровые инструменты для контроль качества и контроль становятся широко доступными, а использование лазеров для точных измерений стало более обычным явлением для крупных магазинов, которые могут позволить себе такое оборудование.

Дальнейшая интеграция информационных технологий в станки привела к началу компьютерно-интегрированные производства. Производственное проектирование и производство интегрированы в CAD / CAM, и контроль производства стал интегрированным в Планирование ресурсов предприятия.

Стажер машинист и его начальник работают в механическом цехе в 1917 году. "профессиональное" платье, который, вероятно, будет заменен более практичной одеждой в современных условиях из-за риска запутывания в механизмах.

21-го века

Вступление к промышленные роботы во второй половине 20 века автоматизация производства еще более усилилась. Типичные области применения роботов включают сварку, покраску, сборку, комплектование и размещение (например, упаковка, укладка на поддоны и SMT), осмотр продукции и испытания. В результате этого внедрения механический цех также «был модернизирован до такой степени, что робототехника и электронное управление были введены в эксплуатацию и управление машинами.^[5] Однако для небольших механических мастерских роботы - скорее исключение.

Тематика механического цеха

Машины

А машина это инструмент содержащие одну или несколько частей, которые используют энергия для выполнения намеченного действия. Машины обычно питание механическими, химическими, термическими или электрическими средствами и часто моторизованный. Исторически сложилось так, что электроинструмент также требовалось отнести движущиеся части к классу машин. Однако появление электроника привела к развитию электроинструментов без движущихся частей, которые считаются машинами.^[6]

Обработка

Обработка представляет собой любой из различных процессов, в которых кусок сырья разрезается до желаемой конечной формы и размера с помощью контролируемого процесса удаления материала. Многие процессы, объединяющие эту общую тему, контролируемое удаление материала, сегодня все вместе известны как субтрактивное производство, в отличие от процессов контролируемого добавления материала, которые известны как аддитивное производство. То, что подразумевает «контролируемая» часть определения, может варьироваться, но почти всегда подразумевается использование станков (в дополнение к только электроинструментам и ручным инструментам).

Хотя не все механические цеха могут иметь ЧПУ фрезерный центр, как правило, они могут иметь доступ к ручному фрезерному станку.

Станки

А станок это машина для формирования или механическая обработка металл или другие твердые материалы, обычно путем резки, растачивания, шлифование, сдвиг или другие формы деформации. В станках используется какой-то инструмент, который выполняет резку или формовку. Все станки используют некоторые средства ограничения заготовки и обеспечивают управляемое движение частей станка. Таким образом, относительное движение между заготовкой и режущий инструмент контролируется или ограничивается машиной, по крайней мере, до некоторой степени, а не полностью «от руки» или «от руки».

Режущие инструменты

Фрезы разных размеров и профилей.

Профессиональное управление инвентарь режущих инструментов происходит в основном при более крупных операциях. Небольшие механические цеха могут иметь более ограниченный ассортимент концевых фрез, фрез для шпонок, пластин и других режущих инструментов. Выбор сложности конструкции режущего инструмента, включая материал и отделку, обычно зависит от работы и цены режущего инструмента. В некоторых случаях стоимость инструментов, изготовленных на заказ, может быть непомерно высокой для небольшого магазина.

В зависимости от отрасли и требований работы режущий инструмент может использоваться только для определенного типа материала, то есть режущий инструмент не может контактировать с другой заготовкой, изготовленной из других материалов. химический состав.

Не все механические цеха оборудованы мельницами, и не все механические цеха предназначены для этого. фрезерование работай.

Уборка

Некоторые механические цеха организованы лучше, чем другие, и некоторые места содержатся в более чистом виде, чем другие предприятия. В некоторых случаях в цеху подметают за несколько минут до окончания каждой смены, а в других случаях нет расписания или распорядка, или цикл подметания и уборки более расслаблен.

Когда дело доходит до машин, в некоторых местах уход и техническое обслуживание оборудования имеют первостепенное значение, а стружка (обычно называемые стружкой), образующиеся после обработки деталей, которые ежедневно удаляются, а затем машина продувается воздухом и протирается; в то время как в других механических цехах стружка остается в станках до тех пор, пока не возникнет абсолютная необходимость ее удаления; второй экземпляр не рекомендуется.

Переработка отходов

Остаточные материалы или остатки используемых материалов, таких как алюминий, сталь и масло, среди прочего, могут быть собраны и переработаны, и, как правило, их можно продать. Однако не все механические цеха практикуют переработка отходов, и не у всех есть персонал, посвященный соблюдению привычки разделять и хранить материалы отдельно. В более крупных и организованных операциях такая ответственность может быть делегирована Здоровье, безопасность, окружающая среда и качество (HSEQ) отдел.

Осмотр

Видеть Категория: Измерительные приборы для металлообработки

Гарантия качества, контроль качества и осмотр, термины, которые обычно используются как синонимы. В тщательность и точность Достижение зависит от нескольких определяющих факторов. Поскольку не все машины обладают одинаковым уровнем надежности и способностью обеспечивать предсказуемые конечные результаты в определенных условиях. допуски Если все производственные процессы не достигают одинаковой точности, то механический цех ограничивается собственной надежностью в достижении желаемых результатов. Впоследствии, в зависимости от требований, заявленных заказчиком, механический цех может быть обязан пройти верификация и валидация еще до выдачи и подтверждения заказа.

В механическом цехе может быть определена специальная зона для измерения и проверки деталей с целью подтверждения соответствия, в то время как другие цеха полагаются только на проверки, проводимые машинистами и производителями. Например, в некоторых магазинах гранит калиброванный. поверхностная плита могут быть разделены между разными отделами, а в других цехах токарные станки, фабрики и т. д. могут иметь свои собственные или могут не иметь их вообще.

Калибровка

Набор Империал калибровочные блоки.

Соблюдаемые стандарты, обслуживаемая отрасль, контроль качества и, главным образом, тип практики в механическом цехе будут обозначать использование прецизионных контрольно-измерительных приборов и точность применяемой метрологии. Это означает, что не все механические цеха реализуют периодический интервал калибровки измерительных приборов. Не во всех механических цехах есть измерительные приборы одного и того же типа, хотя микрометры, Штангенциркуль с нониусом, гранитные плиты и другие.

Частота и точность калибровки метрологических инструментов могут различаться, и для этого может потребоваться использование услуг специализированной третьей стороны. Кроме того, в некоторых случаях поддержание калибровки всех имеющихся в магазине инструментов может быть необходимым требованием, чтобы они не вышли из строя.

Макет

Расположение и ориентация машин важны. Желательно заранее продумать расположение оборудования; вероятно, не так тщательно, как в исследование компоновки завода, близость машин, типы машин, куда поступает и хранится сырье, а также другие факторы, в том числе вентиляция, принимаются во внимание при определении первоначальной планировки механического цеха. А схема маршрутизации а повседневные операции могут диктовать необходимость перестановки.

Прибыльность обычно является движущим фактором в отношении максимизации производства и, таким образом, эффективного выравнивания машин; однако необходимо учитывать другие критические факторы, такие как профилактическое обслуживание оборудования и безопасности на рабочем месте. Например, дать механику возможность маневрировать за обрабатывающим центром для проверки соединений, а не размещать станок там, где он может заблокировать аварийный выход.

Кладовые и инструментальные кроватки

В некоторых магазинах есть клетки или комнаты, предназначенные для хранения определенных инструментов или принадлежностей; например, комната может быть отведена только для сварочных материалов, газовых баллонов и т. д .; или где хранятся принадлежности для уборки или другие расходные материалы, такие как шлифовальные диски. В зависимости от масштаба операции, управления и контроля, эти зоны могут быть ограничены и заблокированы, или они могут быть укомплектованы сотрудником, например, помощником инструментальной кроватки; в других случаях складские помещения или клетки доступны для всего персонала. Однако не во всех магазинах есть приспособления для хранения инструментов или кладовые, и во многих случаях достаточно большого шкафа.

Ручные инструменты

Кроме того, способ хранения ручных инструментов и их предоставления изготовителю или операторам зависит от того, как цех функционирует или управляется. Во многих случаях обычные ручные инструменты видны в рабочей зоне и доступны для всех. Во многих случаях работникам не нужно предоставлять свои собственные инструменты, поскольку повседневные инструменты доступны и предоставляются, но во многих других случаях рабочие приносят свои собственные инструменты и ящики для инструментов на свое рабочее место.

Безопасность

Безопасность - это фактор, который необходимо соблюдать и обеспечивать ежедневно и постоянно; однако магазин может отличаться от других магазинов строгостью и тщательностью, когда речь идет о реальной практике, применяемых политиках и общей серьезности, установленной персоналом и руководством. В целях стандартизации некоторых общих руководящих принципов в Соединенных Штатах Управление по охране труда (OSHA ) издает дидактические материалы и обеспечивает меры предосторожности с целью предотвращения несчастных случаев.

Огнетушители - обычное требование в механическом цехе, и их необходимо регулярно проверять.

В механическом цехе обычно существует множество известных методов безопасной работы с машинами. Некоторые из распространенных практик включают:

• Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ ) - Такие как защитные очки.
• Носите соответствующую одежду и обувь - как туфли со стальным носком и короткие рукава при работе с машинами, которые имеют функцию вращения с приводом, такую ​​как токарный станок.
• Не носите украшения, в том числе кольца.
• Не скручивайте длинные волосы без стрижки.
• См. Руководства по эксплуатации и обслуживанию машин.
• Заблокировать тег из (ЛОТО ).
• Правильное использование огнетушитель; виды пожаров и регулярные проверки.
• Эргономика. Резиновые коврики для поддержки рабочих мест.
• На путях эвакуации не должно быть препятствий, а аварийные выходы не должны быть заблокированы.
• Другой.

Меры безопасности в механическом цехе направлены на предотвращение травм и трагедий, например, чтобы исключить возможность смертельного исхода рабочего из-за того, что он запутается в токарном станке.

Многие машины имеют меры безопасности как неотъемлемую часть их конструкции; например, оператор должен нажать две кнопки, которые не мешают работе пресса или пуансона, и, таким образом, не защемить руки оператора.

Смотрите также

• Магазин вакансий
• Кузница
• Машиностроительный завод
• Машиностроение
• Производитель станков

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Барнуэлл, Джордж У. Новая энциклопедия практики механических цехов; руководство по принципам и практике работы механического цеха. (1941).
• Калверт, Монте А. Инженер-механик в Америке, 1830-1910 годы: конфликт профессиональных культур. Балтимор, Мэриленд: Johns Hopkins Press, 1967.
• Ван Девентер, Джон Герберт. Справочник по управлению механическим цехом. Книжная компания McGraw-Hill, Incorporated, 1915 г.
• Джеймс А. Харви. Торговые секреты механического цеха: руководство по производственной практике в механическом цехе. Industrial Press Inc., 1 янв. 2005 г.
• Рекс Миллер, Марк Ричард Миллер. Основы механического цеха Audel. 5-е изд. John Wiley & Sons, 30 янв. 2004 г.
• Оскар Э. Перриго. Строительство современного механического цеха, оборудование и управление. 1905
• Раймонд, Говард Монро, изд. Циклопедия современной торговой практики. 1903/06/09. Том 1; Vol. 2; Vol. 3; Vol. 4
• Мольтрехт, Карл Ганс (1981), Практика механического цеха, Том 1 (2-е изд.), Нью-Йорк: Industrial Press, 1981.
• Мольтрехт, Карл Ганс (1981), Практика механического цеха, Том 2 (2-е изд.), Нью-Йорк: Industrial Press, 1981.
• Мольтрехт, Карл Ганс (1981), Обработка для любителей: начало работы " Норуолк, Коннектикут: Промышленная пресса, 2015.
• Джошуа Роуз. Практика современного механического цеха: работа, конструкция и принципы работы цехового оборудования, паровых двигателей и электрических машин., Том 1, Scribner's, 1887 г .; 3-е изд. 1899 г.
• Рой, Дональд. "Ограничение квот и золотоискательство в механическом цехе." Американский журнал социологии (1952): 427-442.
• Рой, Дональд. "Эффективность и «решение проблемы»: неформальные межгрупповые отношения в слесарном механическом цехе." Американский журнал социологии (1954): 255-266.
• Гарольд Клиффорд Таун. Технология механического цеха. Лонгманс, Грин, 1951.
• Альберт М. Вагенер, Харлан Р. Артур (1941). Механический цех: теория и практика.

внешняя ссылка

• СМИ, связанные с Механические цеха в Wikimedia Commons