Technology of watch production - part 9

FUNDAMENTALS  OF  PRODUCTION-PROCESS  DESIGN 

The designs  of the  product and  of the  production  process  are  carefully 

worked  out b efore s tarting large - s eries  or mass  production.  The extensive 
preparatory work conducted is  called p r o d u c t i o n   p 

1 

a n n  i n  g. 

Production planning comprises  a  whole  range  of measures  undertaken 

at definite  dates and  includes  the following five  basic  stage s :  

1 .   Desi gn  o f  the n e w  products ,  o r  radical  modification o f  an existing 

design  (improvements ). 

2 .   Preparation and testing of experimental prototypes . 

3 .   Planning the  production process ,  and  the  equipment and  tooling. 

4 .   Manufacture  of the  production e quipment. 

5 .   Testing and  development o f  the  p roduction process o n  a  pilot batch. 

In the watch industry,  the design  of new products  o r  the radical  modifi-

cation of  exis ting designs  is  c onducted  in  the  following stage s :  

Establishing the  p roduct s pecifications: 

Working out the design d rawings . 

Working  out  technical specifications for  the  parts  and s ubass emblies .  

Preparing design  drawings  of gear profiles  and  special  profiled parts . 

E s tablishing  the  assembly p rocedures  for the  product. 

The  experimental p rototypes  are made  in the  experimental  s hop  of the 

plant under the  s upervis ion of the s enior  designer .  The  drawings  are  cor­

rected in the cpurs e  of prototype  manufacture ,   and the  dimensions  and 

tolerances  are  carefully c oordinated. 

Prototypes are thoroughly tested in the  watch laboratory in order to 

ascertain whether the design  meets  the  specifications . 

Process planning c onsists  in  establishing  the  s equence  of  operations  for 

each part  and for  assembly operations ,  s electing the equipment,  machinery 

and  tools,  establishing  the  p rocess  c onditions ,  calculating  the  time  rates 

for  the  operations ,  and  establis hing the  work category. 

In working out the proces ses the  rates  of material  consumption are  cal­

culated,  the dimensions  and s hape  of the parts  at each operation  are  fixed, 

and the m eans  and methods  of inspection are  established. 

All the s e  data  are noted on engineering charts  of different  shapes  and 

purpose s ,   whos e  extent and  contents  depend  on the  type  of production. 

The most  c omplicated among the operations  are  tested experimentally 

in ihe  c ourse  of the  p rocess  planning. 

The  production  equipme nt  is  built by the plant's  tool s hop and  the  techno­

logical process  planned  is  us ually tested  on  a  pilot batch. 

The  pilot  batch is  m achined and assembled in  the  bas ic  shops  on  machin­

e ry  and at workplaces identical with those planned  for the actual  production 
process . 

The  punching dies ,  fixtures  and  other pieces  of equipment are tested ,  and 

corrections  are  introduced into  the  engineering charts  and  the  equipment 

drawings  if necessary .  

After the  process has b een tested,  normal production begins .  The  test­

ing of the planned process by m eans  of a  pilot batch is  a  necessary  stage 

for mass  and large - s eries  production. 

In order to s horten the  time  taken by p roduction planning,  many  j obs  are 

conducted in parallel by the  chief  production  engineer ' s  and  the  chief  de­
signe r ' s   departments . 

3 3  

c.> 

� 

-S 

� �  

0 .  

;z: o.. 

Spindle 

rpm 

Form  for  the  operation  chart  for  all  machining  operations 

Chief production-engi-

Plant 

Operation chart  No. 

neer·s  department 

Number 

of 

Product 

Sketch  and  technical specifications 

parts  per 

product 

Name  of the  part 

Drawing  No. 

Symbol 

Part  of 

Operation 

assembly 

Na111c  of the  operation 

No. 

Staff 

Equipment 

Inv.  No. 

Servicing 

Output 

Rate  per 

Trade 

Category 

norm 

norm 

1 000 

pieces 

Basic  material 

Name 

Brand  or 

Requirement  in  kg 

Dimensions 

grade 

GOST 

per 

1000 

pieces 

Auxiliary 

GOST 

Requirement 

Auxiliary 

GOST 

Requirement 

in 

kg per 

I 000 

in kg per 

I 000 

materials 

or  TU 

pieces 

material 

or  TU 

pieces 

Fixture 

Tool 

� �  

Cutting 

Measuring 

Name  of passes 

Name 

Drawing 

E  ·� 

Drawing 

Drawing 

No. 

Name 

Name 

:z: .:.  

No. 

No. 

Operating  conditions 

Time  norm  per 

1000 

pieces 

Number 

Organiza-

of  parts 

Shop  No. 

Receive  from 

Pass  on  to 

Drawn  up by 

Depth 

machined 

tional-

Feed 

Machine  Auxiliary 

Total 

of cut 

simulta-

technical 

Checked by 

serv1cmg 

Next  operation 

Rated by 

Approved  by 

Production planning must be  particularly  thorough  when assimilating 

new products . 

E xperience  of  watch  plants  has  shown  that  production planning for a  new 

type  of watch takes  roughly  a  year.  Up  to 

7 5 % 

of this  time  is  taken by the 

preparation of the  production processes .  Sometimes  the  products  are  de ­

s igned,  and  the  drawings  checked by building prototypes  in  departmental 

(branch )  s cientific  research institutes  or  in special  design  offices .  In such 

cas e s  the  plant need only work out  the p roduction proce s s .  

E quipment norm s  and  typical  technological  proces ses,  a s  well  as  other 

normative technical  materials,  are  very important  in reducing the  time 

required to p repare the production process es . 

The  basic  enginee ring document  used  in  watch production  is  the  ope ration 

chart.  Its  form  for  all  machining  operations  is  given below.  Charts  of a 
different kind  are

'

used for certain  operations ,  s uch as  c old s tamping,  metal 

c oating,  heat treatm ent,  etc. 

In addition to  the  operation  charts ,  special  lathe- adjustment charts  are 

worked  out for machining on automatic 

l

athe

s

.

' 

On  the  basis  of  data  from  the  ope ration  charts ,  specifications  and  con­

sumption norms  for materials  can be es tablished,  and  summary process 

charts and lists  of standard and special tools to be used can be  drawn  up. 

The  operation  charts also serve  as  the  basis  for planning the  special 

technological  equipment,  drawing up  machining lis ts,  and  establishing ac­
ceptance  stand!lrds  for the parts , 

The basic material  used by the  engineers  in planning the  technological 

process e s ,   aside from  the  product drawings ,  includes :   technical  catalogues 

for the  m achinery,  typical  or  standardized  technological  processes ,  GOST, 

departmental  and plant standards for  materials  for  punching die s ,   fixtures ,  

cutting tools  and  measuring instruments ,  stan.dards  for technical  rate­
s ettfng,  and tariff  guide  for establishing work catego rie s ,   etc. 

In working out the processes,  engineers must strive to use typical  techno­

logical processes and  standard  tools  and  equipment whereve r  pos sibl e .  

These aids  reduce  the  time  and work  involved i n  the  p reparations  for 

production,  and lower the  process  cost. 

If typical  technological processes  are used there  is no need to plan  new 

processes,  it being sufficient to indicate the  typical  process  to be used  and 

the  part dimensions .  Standard  tools  are  specified by listing their reference 
number. 

In planning the  technological  process  it  is  necessary  to  take  into  consi­

deration the  size of the production program,  the available  trained pers onnel, 

and  the  available  equipment.  Depending upon  these conditions ,  the  produc­

tion process  can  either be  split into  simple  operations  each  of  which  can  be 

carried out on ve ry  simple  machine s  with the  aid  o f  simple  fixtures ,   or the 
proces s ing can be  done  on a  smaller number of  complex machines . 

The  differentiation  of  ope rations  is  not advantageous  in mass  production, 

since both  the  piece  time and the  reject  rate increase as 

a 

result of the 

increase in the number of workplaces;  it  is  more  advantageous  to  plan 

mass -production processes  according to the p rinciple  of concentration  of 

operations . 

Processes  drawn up  according to  this  principle  c onsist  of  complex oper­

ations  carried out on complex machinery,  such as  automatic  and  unit-built 

tpachines ,   and  require  complex adjustments .  Such  arrangements  result in 

3 5  

a  reduction in  the  number  of  ope rations ,   higher productivity,  higher pro­

cess  accuracy,  shortened  production- cycle  time ,   and reduced  floor-space 
requirements . 

Processes  designed  on  the  principle  of  concentration  of  operations  re ­

present a  further  step  toward  the  transition to  automated  lines  consisting 

o f automated  machines  linked together  into  complex groups . 

In  automated line s  the  transfer of  parts  from  one  machine  to  the  next 

takes  place  automatically,  and  the inspection of the  processed parts  is  also 

done  automatically and  is  included in the  general  work cycl e .  

Although the  initial  inves tments  involved i n  the c oncentration of operations 

are  much heavier than  for  s impler arrangements ,  these processes  result 

in higher values  for  the  engineering- efficiency figures .  

The  engineering  efficiency  of  the  process  planned  can b e  assessed by 

the  following indexe s :  

a )   product c o s t :   composed of the  c o s t  of the  materials  and  s emifinished 

products and the wage and  overhead  expenses  in the  shops  and the plants ;  

b )   mechanization coefficient:  the  ratio  of the  rated  machine  time  to  the 

total  working tim e ,   per unit p roduct .   The  nearer the  c oefficient  to  unity, 
the  higher the  level  of  m echanization

· 

of the  planned  processes ; 

c )   coefficient  of  equipment utilization:  the  ratio  of the  time during which 

the  e quipment is  directly in  use  to  the  total  time  available in two  shifts ; 

d )   coefficient  of  the  metal  used per unit  product. 

These indexes are not sufficient,  however,  to  allow comparisons  to  be 

made  between the technolo gical processes and production planning of two 

plants  manufacturing similar products .  To  that end,  additional indexes 

must be used. 

Some of such  engineering - efficiency  indexes  are: 

1 )   labor productivity,  defined as the  annual  output in rubles per  pro ­

duction  worker; 

2 )   the  yearly output in rubles per  machine  and  1 m2  of floor space; 

3 )  

the yearly output in p roduct units  per  worker,  per machine,  and per 

1 m2  of floor spac e .  

3 6