Производители инструментов и штампов – это высококвалифицированные мастера, работающие в обрабатывающей промышленности . [a] Производители инструментов и штампов работают в основном в инструментальных цехах — иногда буквально в одном помещении, но чаще всего в среде с гибкими, полупроницаемыми границами производственной работы. Это квалифицированные ремесленники ( ремесленники ), которые обычно учатся своей профессии посредством сочетания академической курсовой работы и длительного периода обучения на рабочем месте, которое функционально является ученичеством . Они производят приспособления , приспособления , штампы , формы , станки , режущие инструменты , калибры и другие инструменты, используемые в производственных процессах. [1]
Основные подразделения индустрии инструментов и штампов включают:
Работая по инженерным чертежам , разработанным изготовителем инструментов, инженерами или технологами, производители инструментов раскладывают конструкцию на сырье (обычно металл), затем вырезают ее по размеру и форме с помощью станков с ручным управлением (таких как токарные станки , фрезерные станки , шлифовальные станки). и координатно-шлифовальные станки ), электроинструменты (например, шлифовальные машины и вращающиеся инструменты ) и ручные инструменты (например, напильники и хонинговальные бруски).
Искусство и наука (в частности, прикладная наука ) в их работе тщательно переплетаются, как и в технике . Инженеры-технологи, а также производители инструментов и штампов часто работают в тесном контакте в составе группы инженеров-технологов . Часто происходит смена профессий, поскольку один человек может работать в обеих сферах в разное время своей жизни, в зависимости от поворотов его конкретного образовательного и карьерного пути. В XIX веке и в начале XX века между ними не существовало систематизированных различий; только после Второй мировой войны инженерное дело стало регулируемой профессией, определяемой исключительно инженерной степенью университета или колледжа. Обе профессии требуют определенного уровня таланта как в художественной/ремесленной/творческой областях, так и в области математики и естественных наук.
С появлением вычислений в производственных областях (включая ЧПУ , CAD , CAM и другие компьютерные технологии ) производители инструментов и штампов все чаще добавляли ИТ- навыки в свою повседневную работу. Сегодняшние производители инструментов и штампов, как правило, должны обладать всеми традиционными навыками, а также значительными цифровыми навыками; эти огромные требования усложняют освоение этой области.
Хотя детали программ обучения различаются, многие производители инструментов и штампов начинают обучение у работодателя, возможно, включая сочетание аудиторного обучения и практического опыта. Некоторые предварительные квалификации в области базовой математики, естественных наук, инженерных наук или дизайна и технологий могут быть ценными. Многие производители инструментов и штампов посещают 4-5-летнюю программу обучения, чтобы получить статус мастера- изготовителя инструментов и штампов. Сегодняшние трудовые отношения часто отличаются по названию и деталям от традиционной организации ученичества, и термины «ученик» и «подмастерье» используются не всегда, но идея периода многолетнего обучения на рабочем месте, ведущего к мастерству, области все еще применяется.
В Соединенных Штатах производители инструментов и штампов, окончившие NTMA (Национальную ассоциацию инструментов и машиностроения), прошли 4 года обучения в колледже, а также 10 000 рабочих часов, чтобы завершить свое обучение. Они также аккредитованы Министерством труда США.
Производитель приспособлений и приспособлений находится в подчинении производителя инструментов и штампов/инструментальщика. Стандартное отличие приспособлений от приспособлений состоит в том, что приспособление направляет инструмент при выполняемой операции, а приспособление просто фиксирует работу. Эти термины иногда используются как взаимозаменяемые. Изготовителю приспособлений и приспособлений необходимо знать, как использовать целый ряд машин для изготовления этих устройств, например, иметь навыки сварки и, в некоторых случаях, знание оборудования для обработки древесины, конечно же, с навыками обработки в инструментальном цехе.
При создании устройств их часто консультирует инженер. Необходимы широкие знания о различных материалах, помимо дерева и металла, таких как пластмассы. Они также могут создавать, проектировать и строить без инженерных планов/чертежей.
Производители приспособлений и приспособлений приобретают практический опыт, отслеживая и внося изменения, поскольку производственный процесс постоянно совершенствуется и проверяется инженерами. Им также может потребоваться внести эти корректировки без помощи инженеров, в зависимости от размера компании. Для некоторых приспособлений и приспособлений требуется электронное и пневматическое приведение в действие, что также потребует знаний/обучения в этих областях.
Правильно изготовленные приспособления и приспособления сокращают количество отходов, обеспечивая идеальную подгонку деталей. Приспособления и приспособления могут быть размером с автомобиль или держаться в руке. Производственные потребности диктуют форму и функцию. Оправочные приспособления, приспособления и калибры необходимы для поддержания стандартов качества при повторяющихся требованиях к производству как в малых, так и в больших объемах.
Продолжающаяся эволюция компьютеризированных технологий проектирования и управления, таких как CAD/CAM , ЧПУ , ПЛК и других, ограничила использование приспособлений в производстве, однако всем машинам с компьютерным управлением требуется какое-то зажимное приспособление для производственных циклов. Типичным примером является то, что для направления сверл к центрам отверстий не требуется сверлильный станок, если это делается на ЧПУ, поскольку оно имеет числовое управление. Тем не менее, приспособления по-прежнему необходимы для удержания детали на месте для выполнения необходимой операции. В настоящее время приспособления необходимы во многих областях производства, но в основном для мелкосерийного производства.
Изготовление штампов — это раздел изготовления инструментов, который фокусируется на изготовлении и обслуживании штампов . Это часто включает в себя изготовление пуансонов, штампов, стальных штампов и наборов штампов. Точность важна при изготовлении штампа; Стальные пуансоны и штампы должны сохранять необходимый зазор для точного изготовления деталей, и часто необходимо обрабатывать компоненты с допусками менее одной тысячной дюйма.
Производство инструментов обычно означает изготовление инструментов, используемых для производства продукции. Обычная оснастка включает в себя валки для формовки металла, режущие инструменты (такие как насадки и фрезы ), приспособления или даже целые станки, используемые для производства, удержания или тестирования изделий во время их изготовления. Из-за уникального характера работы производителя инструментов часто необходимо изготавливать специальные инструменты или модифицировать стандартные инструменты.
Для выполнения всех вышеперечисленных действий может быть привлечен один человек, а соответствующие навыки и концепции частично совпадают, поэтому изготовление инструментов и штампов часто рассматривается как одна область, а также почему изготовление пресс-форм часто рассматривается как их подмножество (а не совершенно отдельная сфера).
Инструментальная в первоначальном смысле слова — это помещение, где хранятся инструменты ; [2] ящик для инструментов. В более крупных компаниях хранящиеся там инструменты необходимо проверять и вынимать, и для обслуживания этой зоны может быть назначен человек. На фабрике под инструментальным цехом понимают пространство, где изготавливаются и ремонтируются артефакты, в частности инструменты для использования на остальной части фабрики, приспособления для наладки и другие детали, помогающие работникам и, как следствие, производству. В машиностроении и производстве деятельность инструментального цеха — это все, что связано со станками и штампами, в отличие от деятельности производственных линий.
Первоначально инструментальная мастерская располагалась буквально в одной комнате , но, как и отделение неотложной помощи , этот термин был в переносном смысле распространен как в существенном , так и в прилагательном смысле на все такие места и методы, используемые там, независимо от физического пространства. Первоначально это название было « Инструментальная комната» или «Инструментальная комната» , но теперь инструментальная комната является нормой в машиностроении и механической обработке .
В самом простом смысле слово « инструментальный цех» относится к хранению инструментов. Более широкое использование этого термина включает ссылку на пространство, где инструменты изготавливаются, ремонтируются, инвентаризируются и/или распределяются для использования на заводе. Такое расширение последнего смысла отражает развитие большей систематизации производства. В XIX веке постепенно сложилось разделение труда , при котором люди, которые изготавливали, ремонтировали, вели учет, хранили и извлекали инструменты, не обязательно были теми же людьми, которые использовали эти инструменты для выполнения самой производственной работы. Примеры такого разделения труда существовали и в предыдущие века, но большая часть производства велась на ремесленной основе, когда не было необходимости в идее создания инструментального цеха отдельно от остальной части мастерской.
Самый простой смысл, описанный выше, также можно передать с помощью слова «инструментальная кроватка» (иногда называемая «инструментальная кроватка» или «инструментальная кроватка» ).
В машиностроении и производстве инструментальный цех — это все, что связано с оборудованием и методами изготовления инструментов и штампов, в отличие от цеха и производственной линии. Для людей, не знакомых с этими областями, чтобы понять использование специалистами, необходимы некоторые пояснения:
В общей области механической обработки существует грубое, но повторяющееся разделение на (а) практику инструментального цеха и (б) производственную практику (изготовление большого количества дубликатов деталей). В этом разница между самим производством и работой с инструментами и штампами, которая выполняется для поддержки производства. Неофициальные примеры подобных различий, вероятно, можно найти тут и там на протяжении всей истории человечества, но как широко распространенная часть «ткани» материальной культуры, это различие (и терминология, с помощью которой о нем говорят) развилось со времен промышленной революции . и особенно с появлением оружейной практики , а затем и массового производства .
Хороший и упрощенный способ обобщить изменение идей — сравнить производство определенного продукта в разные периоды времени. В 1750 году винтовка была изготовлена в мастерской мастером с использованием ручных инструментов, и если бы ему понадобился новый инструмент, вполне вероятно, что он сделал бы его сам, используя те же инструменты и методы, которые он использовал бы для изготовления своего изделия, винтовка (кузница, напильники , ножи для резьбы по дереву и т. д.) Этот вид ремесла можно выполнять и сегодня, но он дорог с точки зрения затрат квалифицированного рабочего времени на единицу продукции, а потому предполагает малый общий объем выпускаемой продукции и высокую цену единицы продукции. Однако сегодня способ производить винтовки в больших количествах по низкой цене за единицу состоит в том, чтобы сначала выполнить работу с инструментами и штампами (работу в инструментальном цехе) (то есть изготовить или поручить изготовление станков, приспособлений и приспособлений кому-то другому). , а затем использовать эти специализированные инструменты для массового производства винтовок автоматизированным способом, не требующим использования инструментов.
Другой пример: вместо сравнения разных веков просто сравниваются различные методы управления траекторией инструмента, которые можно выбрать сегодня: если вам нужно определенное расположение отверстия на каждой детали для вашего сверла , будете ли вы тщательно набирать его вручную много раз (по одному разу для каждого изготовленная деталь), или вы будете тщательно набирать его вручную только один раз - при изготовлении шаблона для последующего сверления, чтобы по нему можно было быстро и без усилий ориентироваться?
Производство небольших партий часто представляет собой самую большую проблему при таком разделении методов. Когда требуется только небольшая партия продукции, будет ли (а) производиться каждая деталь с использованием «индивидуальных» методов (ручная обработка или компоновка и механическая обработка в инструментальном цехе), что приводит к увеличению себестоимости единицы продукции; или (б) сохранить капиталоемкое инструментальное производство, которое также по-своему повышает себестоимость единицы продукции? Другими словами, стоит ли тратить время на изготовление приспособления и стоит ли ограничивать доступность сверлильного станка, настраивая его для специального использования с этим приспособлением? Завтра сверлильный станок может понадобиться для другой детали и с другой настройкой. Для 100 деталей оправданы затраты на изготовление приспособления и подвязку наличия станка. Для 5 деталей, возможно, следует просто создать каждую из 5, используя компоновку в стиле инструментальной и управление траекторией инструмента.
Эволюция информационных технологий и их интеграция в производство еще больше меняют вопросы и уравнения. Например, ЧПУ и робототехника проложили путь к быстрому прототипированию и мгновенному производству , что меняет направление производства инструментальных цехов, предоставляя предварительным инвестициям в инструментальный цех гибкость, которую можно быстро и легко использовать для разработки любого продукта, при этом размер партии не имеет значения.
В крупных корпорациях может существовать очень четкое разделение труда между работой инструментального цеха и производственной обработкой, с разными сотрудниками для каждого, тогда как работа в цехе часто представляет собой смесь работы инструментального цеха и производственной работы, поскольку каждый проект требует чего-то и того, и другого. одни и те же сотрудники могут «носить каждую шляпу» последовательно.