В1.Роль станкостроения в обеспечении научно-технического прогресса. Тенденции развития станочного оборудования.

Станкостроение базовая отрасль машиностроения.

Научно – технический прогресс в металлообработке непрерывно связан с автоматизацией механической обработки. Автоматизацией предусматривается замена ручного управления производственным процессом или его элементами – машинным управлением без участия человека. Этот процесс осуществляется в двух направлениях – создание многопозиционных станков, автоматических линий и заводов, которые применимы в условиях массового производства и являются высшей степенью автоматизации производственных процессов и, в частности, процессов механической обработки. Второе направление это создание гаммы станков с программным управлением и станков со следящей системой управления, являющиеся основными для использования в условиях индивидуального и серийного производства. К ним относятся станки, которые производят обработку по заранее заданной программе, легко вводимой в систему управления и станки, на которых обработка осуществляется по копирам и шаблонам, являющимися копиями обрабатываемых поверхностей.

Наиболее важные тенденции развития современных станков:

1. Расширение номенклатуры оборудования для комплексной обработки на одном станке все более сложных деталей.

2. Объединение различных технологий снятия припуска.

3. Для повышения производительности и точности по сравнению с традиционными технологиями на базе резания, намечается тенденция дальнейшего объединения или согласования между собой термической, химической или электрохимической обработок./ Разработаны станки, в которых сочетается лазерная обработка и механическое фрезерование/.

4. Наблюдается тенденция роста использования обработки металлов давлением, которая не требует удаления стружки. В этом случае стоит задача дополнительного повышения точности обработки или роста производительности.

5. Расширяется диапазон использования электроискровой обработки.

6. Увеличиваются скорости быстрых перемещений. За последние 5 лет скорости быстрых перемещений в европейских обрабатывающих центрах достигли порядка 100 м/мин.

7. Уменьшение времени смены инструментов. Среднее время смены инструментов снизилось с 20 до 10 с.

8. Увеличение числа станков, оснащаемых линейными двигателями. Скорость у таких двигателей достигает 120 м/мин при ускорении 1.4 g, а точность перемещения по оси координат — 0,003 мм.

9. Выпуск экологически безвредных станков (рабочая зона освобождается от вредных выбросов таких, как масло/охлаждающая жидкость, масляный туман, пыль, стружка, запахи, шумы, вибрации и электромагнитные волны). На станках делают кабинетную защиту.

10. Выпуск энергосберегающих станков. В целях экономии энергии и защиты окружающей среды, к станкам неизбежно предъявляются требования уменьшения габаритов, снижения массы и использования более современных материалов. Кроме того, для сохранения окружающей среды необходимы станки такой конструкции, которая не требует текущего ремонта и новых комплектующих, то есть станки, имеющие ограниченный срок службы. Например, в Японии это не более 5 лет для таких станков, как обрабатывающий центр.

11. Развивается модернизация станков прежних лет выпуска, часто за счет скупки наиболее трудоемких старых базовых деталей.

12. Характерно возрастание мощности и уменьшение размеров станков; механика станков упрощается и резко возрастает доля электронных устройств.

В2.Основные понятия. Понятие проектирования. Определение системы. – проектирование – творческое предопределение будущего технического устройства или технологического метода, при котором расчетами, эскизами или экспериментально делается предварительная проработка; результат – обоснование для последующего конструирования устройства или разработки метода; – конструирование – определение посредством изображения замысла технического устройства; результат – получение чертежей нового изделия или нового технологического процесса. Конструирование, в свою очередь, разделяется на два вида деятельности: эскизное проектирование и оформление. При эскизном проектировании определяется принцип действия разрабатываемого изделия, а при оформлении выполняется полный комплект документации для его изготовления.

Система – есть множество элементов (объектов) и отношений (связей между ними), образующих целостность (единство).

В3.Техническая сторона производства имеет первостепенное значение для экономики предприятия. От неё зависит рост производительности труда, экономное расходование сырья, материалов, электроэнергии, выпуск продукции высшего качества. Автоматизация производства и управления является инструментом совершенствования управления производства и повышения его эффективности. Она привела к появлению широкого класса человеко-машинных автоматизированных систем различного назначения, без которых невозможно представить современную организацию производства и управления им. Автоматизация производства есть процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполняемые человеком, передаются автоматическим управляющим устройствам. В настоящее время основным направлением автоматизации производства является создание таких высокоинтенсивных технологических процессов, автоматизация которых с участием людей будет неэффективной, а иногда невозможной вообще, так как в ряде случаев только полная автоматизация гарантирует получение очень высокой производительности и высокого качества продукции, более экономичное использование физического труда, материалов и энергии, сокращение периода времени от возникновения потребности в изделии до получении готовой продукции, возможность расширения производства без увеличения трудовых ресурсов, позволяет полностью исключить или существенно снизить отрицательное воздействие производственного процесса на человека, поскольку человек заменяется автоматами различного служебного назначения, которые могут В4-5. Производительность АСПроизводительность технологического оборудования - количество годной продукции, выдаваемой в единицу времени. В дискретом производстве (машиностроении и приборо­строении) наиболее характерна продукция, измеряемая штуками годных изделий (обрабо­танных, собранных, проконтролированных и т. д.). Для некоторых типов оборудования (например, станков для электрофизической и электрохимической обработки) мерой про­изводительности более удобно считать количество снимаемого материала.

Эффективность автоматизации определяется, прежде всего, экономической эффективностью, а также взаимосвязью технических и экономических показателей производства. Производительность труда и коэффициент роста производительности труда являются обобщенными показателями автоматизированного производства (АП).

Методы расчета и оценки производительности автоматизированных систем

Производительность определяется числом годных деталей, изделий, комплектов, выпускаемых машиной в единицу времени. Время обработки детали машиной является величиной, обратной производительности. При расчете, анализе и оценке производительности автоматизированного оборудования с учетом разных видов затрат времени используют четыре вида ее показателей.

Технологическая производительность К — максимальная теоретическая производительность при условии бесперебойной работы машины и обеспечения ее всем необходимы. Цикловая производительность Qц — теоретическая производительность машины с реальными холостыми и вспомогательными ходами и при отсутствии простоев (Σtпр = 0): Техническая производительность Qт — теоретическая производительность машины с реальными холостыми ходами и учетом ее собственных простоев Σtc, связанных с выходом из строя инструментов, приспособлений, оборудования, т.е. при условии tх > 0, tвсп > 0 и Σtс > 0: Фактическая производительность Qф — производительность, учитывающая все виды потерь: Чем чаще и длительнее простои, тем ниже производительность.Производительность автоматических линий с разным агрегатированием На однопоточных линиях последовательного агрегатирования концентрируют разноименные операции ТП, последовательно выполняемые для каждого изделия. Такие линии могут иметь жесткую межагрегатную связь без межоперационных накопителей заделов или гибкую связь с установкой таких накопителей.

В4.потери могут быть следующих видовЦикловые потери: потери I-го вида: подача заготовок, транспортировка, зажим, разжим, подводы и отводы рабочих органов, переключение отдельных механизмов и т.д. Внецикловые потери, потери II-го вида: смена, установка и регулировка инструмента, хождение за инструментами, его заточка и т.д.Потери III-го вида: регулирование и ремонт механизмов машины, ожидание рем мастера, получение запасных изделии, и т.д.Потери IV-го вида, уборка стружки, сдача деталей, получение заготовок, сдача смены, отсутствие рабочего и т.д.Потери V-го вида: брак изделий.Потери VI-го вида: переналадка оборудования при переходе на другое изделие, замена технологической оснастки. Кинематическая настройка и т.д.Все эти потери можно разделить на 2 категории.1 – потери, прямо и косвенно связанны с режимом работы оборудования – собственные потери. К ним относятся потери по ремонту регулированию устройства.2 – потери функционально не связанные с режимом работы и вызванные внешними причинами – дополнительных потерь. К ним относятся, прежде всего, потери по организационным причинам: отсутствие заготовок, опоздание работника, брак, и т.д.Если потери первой группы, в какой то мере неизбежны, поскольку не существует ВИД ПРОСТОЯ форма классификации простоев, таких как: 1) простои из-за несвоевременного обеспечения цехов покупными материалами, сырьем, комплектующими изделиями; 2) простои из-за несвоевременного обеспечения цехов; 3) простои в результате несвоевременного обеспечения энергоресурсами; 4) простои в результате несвоевременного обеспечения подразделения транспортными и погрузочно-разгрузочными средствами; 5) простои в результате несвоевременного обеспечения подразделения инструментами, штампами, приспособлениями, технологической оснасткой нужного качества; 6) простои из-за сверхнормативного ремонта оборудования и некачественного исполнения; 7) простои из-за несвоевременного обеспечения технической документацией.ечного инструмента, то потери второй группы могут и должны быть доведены до минимума.

В6.Для станков с ЧПУ и ГПС применимы два основных метода расчета производительности оборудования в условиях серийного производства.

1. По типовой детали-представителю. Из числа деталей, закрепленных за данным обо­рудованием, или тех, которые могут здесь обрабатываться, выделяется одна, которая принимается типовым представителем. В формулах учитываются характеристики оборудо­вания при обработке данной конкретной детали, т. е. задача, по существу, сводится к выводу формул и методам расчета при массовом производстве. Дополнительно следует лишь учесть потери на переналадку с помощью характеристики среднего времени переналадки θпер и среднего размера Z партии деталей, обрабатываемых между двумя переналадками, а также числа параллельно работающих станков р:Недостаток метода заключается в трудности достоверною подбора типового предста­вителя, так как выбранная деталь может иметь среднюю длительность обработки, но не средние вспомогательные ходы или время переналадки. Кроме того, формула, по суще­ству, не содержит ни одного параметра станка, технологического процесса и пр. Между тем очевидно, что производительность станков с ЧПУ определяется комплектом обрабатываемых деталей и технологическим процессом их обработки; техническими характеристиками оборудования; условиями эксплуатации в данном конкретном производстве. Эти факторы должны найти отражение в формулах производительности.

2. По интегральным характеристикам комплекта изделий, закрепленных за данным оборудованием. Допустим, на станке с ЧПУ обрабатывается n типоразмеров деталей, каждая из которых имеет неповторяющееся сочетание характеристик: число переходов Si при обработке, число Ai обрабатывающих инструментов, длительность tpi отдельных переходов, партию Zi обрабатываемых деталей, вспомогательное время tвi и т. д. Рассмотрим интегральные характеристики времени обработки комплекта деталей, закрепленных за станком.

В11.РОТОРНЫЕ И РОТОРНО-КОНВЕЙЕРНЫЕ ЛИНИИ — оборудование, в работе которого используется принцип ротора, позволяющего в десятки раз увеличивать производительность труда. Автоматическая роторная линия, комплекс рабочих машин, транспортных устройств, приборов, объединённых единой системой автоматического управления, в котором одновременно с обработкой заготовки перемещаются по дугам окружностей совместно с воздействующими на них орудиями (см. Автоматическая линия). Наиболее распространены А. р. л. для операций, выполняемых посредством прямолинейного рабочего движения (штамповка, вытяжка, прессование, сборка, контроль).

Ротор представляет собой барабан, по периферии которого расположены агрегатные головки (рабочие органы), выполняющие различные технологические операции (в машиностроении, например, рубка, штамповка, вытяжка, термическая обработка и т. п.; в химическом производстве — дозировка сыпучих и жидких веществ, прессование и т. п.). Вращаясь, барабан (ротор) захватывает очередную заготовку (порцию вещества) и за один оборот последовательно совершает комплекс технологических операций.

Производительность линий определяется скоростью вращения барабана, числом рабочих органов и ярусов. С помощью роторных и роторно-конвейерных линий можно автоматизировать гальванические, лакокрасочные, сборочные операции, операции контроля, упаковки, т. е. практически любые операции во всех видах производства.

В отличие от конвейеров, вытянутых в линию, роторная линия, расположенная в виде карусели, требует в несколько раз меньшей производственной площади. В целях дальнейшей автоматизации производства и повышения производительности труда роторные линии компонуются в роторно-конвейерные, в которых осуществляется передача обрабатываемых деталей (материалов) с одного барабана на другой.