4.3.7 Вибір технологічного обладнання
Вибираючи обладнання при проектуванні робочого технологічного процесу, орієнтуються на обладнання, яке є в цеху з урахуванням фактичного завантаження окремих його груп. В умовах одиничного виробництва проектування нових технологічних операцій для дуже завантаженого унікального обладнання, що лімітує загальний випуск заводської продукції, може бути застосоване лише у виняткових випадках, коли ніякі інші верстати, а також методи обробки не можуть бути використані. В будь-яких інших випадках слід застосовувати інше наявне обладнання, що забезпечує якісну обробку деталей. При проектуванні технологічних процесів для підприємств, що створюються, можливості технолога обмежені лише економічними міркуваннями.
Вибір верстата для реалізації операції виконують за такими критеріями:
тип виробництва;
технологічні можливості щодо реалізації включених до операції методів обробки (склад технологічних переходів);
габарити робочої зони;
кількість розміщуваних інструментів;
потужність двигунів;
ціна верстата.
Згідно з класифікацією верстатів, запропонованою А.Т. Каширіним, верстатне обладнання поділяться на такі види: верстати широкого або загального призначення (універсальні), верстати високої продуктивності, верстати спеціалізовані та спеціальні.
Верстати широкого або загального призначення застосовують у дрібносерійному та одиничному виробництвах. Верстати високої продуктивності мають обмежені технологічні можливості. Однак, завдяки підвищеній потужності і жорсткості, на них можна вести обробку на більш високих режимах різання й більш концентрованими методами. До верстатів цього виду належать: токарні багаторізцеві, гідрокопіювальні, одно - і багатошпиндельні автомати и напівавтомати, круглошліфувальні, що працюють методом поперечної подачі, безцентрово-шліфувальні, барабанно і карусельно-фрезерні та ін. Такі верстати призначені для великосерійного та масового виробництв. Спеціалізовані верстати створюють на базі верстатів високої продуктивності встановленням додаткових шпинделів та інших вузлів, за допомогою яких вони можуть бути пристосовані для виконання конкретних операцій при обробці конкретних деталей в умовах масового виробництва. Спеціальні верстати проектують та виготовляють на особливе замовлення та використовують для виконання певної операції. Проектування та виготовлення верстатів цієї групи є дуже дорогим. Тому вони виправдовують себе лише у масовому виробництві. Особливі групи складають агрегатні верстати, що застосовуються в серійному та масовому виробництвах, та верстати з числовим програмним управлінням, які використовують в умовах дрібно та інколи середньосерійного виробництв. Вибір технологічного обладнання повинен базуватись на аналізі витрат на реалізацію технологічного процесу в межах життєвого циклу виробів при заданий їх якості. Результати аналізу оцінюють відношеннями: основних та штучних часів, приведених витрат при виконанні робіт на різних верстатах..
Практика показує, що найбільш багатоваріантним є обладнання для токарної обробки. Питання про вибір токарного, токарно-револьверного, токарного одно чи багатошпиндельного напівавтомата може бути вирішене без складних розрахунків, за допомогою графіків та діаграм, що встановлюють межу економічного використання цих верстатів при різних програмах випуску виробів. У кожному конкретному випадку, вибираючи модель, користуються паспортами верстатів, а при їх відсутності — каталогами металорізального та іншого обладнання.
Вибір пристроїв.
При виборі пристроїв керуються таким. В одиничному i дрібносерійному виробництвах широко застосовують універсальні пристрої (патрони, лещата, ділильні універсальні головки, поворотні столи тощо). У великосерійному i масовому виробництвах застосовують головним чином спеціальні пристрої, які скорочують допоміжний і основний час більше, ніж універсальні, при більш високій точності. Вибір пристроїв повинен бути основаним на аналізі витрат на реалізацію технологічного процесу у встановлений проміжок часу при заданій кількості виробів. Аналіз витрат повинен передбачати порівняння варіантів пристроїв, що відповідають однаковим вимогам i забезпечують вирішення однакових завдань у конкретних виробничих умовах. При виборі оптимального варіанта пристрою повинні враховуватись:
технічні вимоги на виготовлення деталі — кількість деталей та строки їх виготовлення;
вимоги техніки безпеки та промислової санітарії;
витрати на виготовлення пристрою.
У практиці сучасного машинобудівного виробництва сформувались такі системи пристроїв.
Універсально-збірні пристрої (УЗП) компонують з остаточно оброблених взаємозамінних стандартних універсальних елементів. Їх використовують як спеціальні оборотні пристрої короткочасної дії. Вони забезпечують встановлення та фіксацію заготовок у межах габаритних можливостей комплекту УЗП.
Спеціальні збірно-розбірні пристрої (СРП) — пристрої, які компонують із стандартних елементів додатковою їх механічною обробкою i використовують як спеціальні необоротні пристрої тривалої дії з оборотних елементів.
Нерозбірні спеціальні пристрої (НСП)—пристрої, які компонують із застосуванням стандартних деталей та вузлів загального призначення як необоротні пристрої довготривалої дії з необоротних деталей i вузлів. Вони складаються з двох частин: уніфікованої базової частини та змінної наладки. Пристрої цієї системи стійкі до змін конструкцій оброблюваних заготовок та коригувань технологічних процесів. У випадку подібних змін необхідна лише заміна змінної наладки. Пристрої цієї системи використовують - при груповій обробці деталей.
Універсально - безналагоджувальні пристрої (УБП) — найбільш поширена система в умовах серійного машинобудування. Ці пристрої забезпечують установку та фіксацію оброблюваних заготовок будь-яких виробів малого та середнього габариту. При цьому установка заготовок зв'язана з необхідністю контролю їх орієнтації в просторі. Такі пристрої забезпечують виконання широкої номенклатури операцій обробки заготовок.
Універсально-налагоджувальні пристрої (УНП) — пристрої, які забезпечують установку за допомогою спеціальних наладок, фіксацію оброблюваних заготовок малого i середнього габариту та виконання широкої номенклатури операцій обробки заготовок. Застосовуються як пристрої короткочасної дії.
Спеціалізовані налагоджувальні пристрої (СНП) — пристрої, що забезпечують за певною схемою базування, установлення за допомогою спеціальних наладок i фіксацію споріднених за конструкціями заготовок для здійснення типових операцій.
Уci перераховані системи пристрою належать до категорії уніфікованих. Вибір уніфікованого пристрою багато в чому відрізняється від вибору звичайної оснастки. Як правило, цю роботу виконує конструктор по оснастці. Технолог лише вказує необхідну систему пристрою i приводить схему базування.
При виборі пристрою слід використовувати таку документацію:
нормативно-технічну — стандарти на пристрої та їx деталі, стандарти на терміни i визначення технологічного оснащення;
технічну — альбоми типових конструкцій пристроїв, каталоги i паспорти на технологічне обладнання, інструктивно-методичні матеріали щодо вибору технологічного оснащення.
При техніко-економічному обґрунтуванні вибору пристроїв розраховується коефіцієнт завантаження пристрою і затрати на оснащення операцій. Коефіцієнт завантаження пристрою визначають за формулою:
Кз.п = Тк N/Fд,
де Тк — штучно-калькуляційний час виконання технологічної операції, хв; N — місячна програма (кількість повторів, операцій), що планується;
Fд— дійсний місячний фонд часу, год.
При виборі системи пристрою можна використовувати рекомендації ГОСТ 14.305-86 (див. рис. 4.2).
Рисунок 4.2.- Межі раціонального використання пристроїв різних систем