Масове виробництво й замінність частин

Масове виробництво предметів споживання (машин чи апаратів і т.п.) на відміну від одиничного, дозволяє здешевіти випуск продукції.

Таке виробництво не має великих технічних труднощів, якщо виріб являє собою тільки одну частину чи деталь (наприклад, гвіздок, кнопка, перо) або не вимагає при своєму виготовленні великої інженерної точності. Зовсім не обов’язково, щоб два екземпляри того чи іншого виробу були цілком однаковими, вони повинні лише задовольняти споживацьким вимогам. Таке масове виробництво не важко налагодити, якщо воно користується широким попитом, що виправдовує витрати на виготовлення спеціальних машин і виплату заробітної плати великій кількості робітників, кожен з яких спеціалізується на виконанні однієї операції. Дійсність дає з давніх пір множину прикладів масового виробництва подібного виду.

Приклади з історії:

У середньовіччі. Налагоджено відливку типографських металевих літер.

1680 р. Використовується спеціальна штампувальна машина з педальним приводом в Нюрнбергу для прикріплення головок до англійських булавок.

1700 р. Швед Хрістофер Польхем організував масове виробництво на невеликому заводі (100 робітників) різних виробів. Всі виробничі операції він старався переводити на гідроприводи. У нього були цвяхові верстати, ножиці для різання штабового заліза й листового металу, преси, прокатні валки і т.п. Завод випускав великими партіями такі товари як пружні лемеші, зубці для борони, молотки та інше.

Нехай тепер ми маємо розв’язати задачу з налагодження масового виробництва тієї чи іншої складної машини, що складається з багатьох частин. Кожну деталь можна було б випускати окремими великими партіями на основах масового виробництва, які були відомі з ХVІІІ ст. і навіть раніше. Але при складанні з таких частин першої ж машини виявилось би, що точно підігнати одну деталь до іншої не вдається. Тоді прийшлося б або розсортирувати тисячі і тисячі деталей на придатні до складання комплекти, або ж найняти спеціально для підгонки частин досвідчених слюсарів-складальників, які терпугом, молотком чи іншими інструментами довели б деталі до потрібних розмірів і точності. Таке доведення на заключній (кінцевій) складальній операції поглинула б всю ту економію, яку дає масове виробництво.

Таку складність можна перебороти, якщо налагодити випуск окремих частин машин за стандартом у межах установлених допусків на розміри. Тоді з любого комплекту деталей, взятих навмання, можна буде скласти машину. Фактично частини повинні бути взаємозамінними. З цієї причини подібну удосконалену систему масового виробництва на засадах взаємозамінності частин називають скорочено взаємозамінним виготовленням.

Першим прикладом організації масового виробництва був завод з виготовлення деталей для адміралтейства, який став до ладу в Англії приблизно в 1808 році. Це виробництво було сплановане Марком Брюнелем і Семюелем Бентоном, а Генрі Модель створив верстати, які були згруповані відповідно тій чи іншій виробничій операції. На заводі було 44 верстати найсучаснішої конструкції (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Поперечно-стругальний верстат,

побудований у 1804 році Моделем для заводу масового виробництва деталей, приналежного Брунелю і Бентону

Верстат стругав поверхні 10 блоків одночасно. Спеціальний пристрій повертав всі десять блоків одночасно на 90⁰, що дозволяло оброблювати блоки почергово з чотирьох боків.

Завод, працюючий за принципом масового виробництва, дозволив 10 некваліфікованим робітникам виконувати роботу, на якій раніше було зайнято 110 кваліфікованих майстрів. І все ж, незважаючи на високу ефективність масового виробництва, інших спроб в Англії з упровадження принципу взаємозамінності частин більше в ті часи не було, хоч у Франції і США такі одиничні спроби були. Це пояснюється тим, що в ХІХ ст. було ще мало таких виробів, випуск яких був би виправданим на підприємствах масового виробництва зі взаємозамінністю частин.

У подальшому винахід і упровадження ряду верстатів сприяли розвитку масового виробництва за принципом взаємозамінності.

Приклади з історії:

1818 р. На заводах з’явились перші фрезерні верстати для оброблення поверхонь металів.

1890 р. З’явився верстат з револьверною голівкою, що дало можливість виконати на ньому приблизно до 8 різних операцій.

1861…1862 рр. З’явився в США універсальний фрезерний верстат (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Перший універсальний фрезерний верстат

1864 р. Випуск у США перших циліндричних шліфувальних верстатів-автоматів (рис. 4.6; 4.7).

Рис. 4.6. Автоматичний токарний верстат