Учебное пособие 800390

ночных технологических систем является надежная работа каждой части системы и, в первую очередь, технологического оборудования.

Требования к станкам, работающим в условиях ГПС, по сохранению точности (параметрическая надежность) возрастают на несколько порядков по сравнению с требованиями к используемым в обычном производстве по следующим причинам:

интенсивность использования станков в ГПС возрастает

в8...10 раз;

вмногоцелевых станках одни и те же формообразующие узлы (шпиндель, суппорт) выполняют и чистовые, и черновые операции, поэтому нагрузки на прецизионные узлы возрастают

в10...100 раз;

постоянно растут требования к точности обработки. Поэтому показатели, оценивающие параметрическую на-

дежность станков, - ресурс по точности, запас надежности по параметру, вероятность безотказной работы - являются составным элементом при оценке надежности станочных систем.

Решая проблему создания работоспособных сложных технологических комплексов и в особенности ГПС, как правило, ставят задачу обеспечения трех уровней надежности:

надежности персонала (обучение, расширение функций, безотказность работы);

надежности оборудования и систем управления; надежности результата - производство продукции гаран-

тированно высокого уровня качества.

Показатели производительности. Производительность станочных систем определяется количеством годной продукции, выпущенной в единицу времени. При этом выпущенную продукцию необходимо относить ко всему плановому фонду времени, когда технологическое оборудование должно функционировать.

Основные показатели производительности станочных систем следующие: цикловая производительность, техническая производительность, фактическая производительность.

131

Цикловая производительность Qц - число изделий р, выдаваемое АЛ за время рабочего цикла Тц (мин), т.е. Qц = р / Тц. Если АЛ выдает за цикл одно изделие (р = 1), что наиболее типично, то Qц = 1 / Тц. Каждый рабочий цикл Тц содержит время tр рабочих ходов, когда проводится обработка, контроль, сборка, и время tв - несовмещенных вспомогательных ходов, когда технологический процесс прерывается, например, для загрузки и зажима заготовок. Цикловая производительность Qц характеризует лишь потенциальные возможности станочной системы по выпуску продукции в условиях, когда последняя работает непрерывно, без простоев, и при этом вся выпущенная продукция является годной.

Техническая производительность Qт - среднее число годных изделий, выдаваемых АЛ в единицу времени при условии обеспечения ее всем необходимым, с учетом времени работы и собственных простоев. В условиях массового производства Qт = р·γ / (Тц + Σtc), а в условиях серийного производства с пере-

наладками Qт = р·γ / (Тц + Σtc + Σtпер), где γ - безразмерный коэффициент выхода годных из р обработанных изделий, чис-

ленно равный доле годной продукции, принятой ОТК; Σtc, Σtпер - внецикловые потери на единицу продукции (мин/шт.) соответственно по техническим причинам (собственные) и для переналадки технологического оборудования АЛ.

Фактическая производительность Qф - среднее число годных изделий, выдаваемых АЛ в данных конкретных условиях производства, с учетом всех видов простоев АЛ.

Влияние простоев определяют либо через коэффициент использования ηис, либо через внецикловые потери Σtп. В первом случае

р

Qф Т ц ис .

Здесь ηис = θр / θ, где θр - суммарное время работы станочной системы за время θ.

132

Коэффициент использования можно выразить как произведение частных коэффициентов, отражающих влияние тех или иных видов простоев: коэффициент технического использования, учитывающий простои из-за собственных потерь технологического оборудования; коэффициент переналадок, учитывающий простои вследствие переналадки; коэффициент загрузки, учитывающий простои по организационнотехническим причинам.

Во втором случае оценка фактической производительности проводится через внецикловые потери Σtп, как простои АЛ, приходящиеся на единицу выпущенной продукции (мин/шт.).

В этом случае фактическая производительность Qф = р·γ /

(tр + tв + Σtп).

При расчете производительности станочных систем, работающих в условиях средне- и мелкосерийного производства, когда обрабатываются различные заготовки определенной номенклатуры, могут применяться в общем случае два основных метода: по типовой детали-представителю; по интегральным характеристикам комплекта изделий, закрепленных для обработки на станочной системе.

Расчеты требуемой производительности выполняют на этапах анализа заявки на проектирование и разработки технического задания обычно только для показателей фактической производительности.

Расчеты ожидаемой производительности АЛ осуществляют на различных этапах их проектирования, они различаются степенью точности и достоверности результатов в зависимости от проработанности технических решений и достоверности исходных данных, которые являются следствием обобщения результатов исследований работоспособности аналогичных действующих линий в условиях эксплуатации. Эти расчеты также выполняют только для фактической производительности.

Расчеты реальной производительности АЛ проводят на этапах их сдачи - приемки и промышленной эксплуатации. При этом определяют все показатели производительности

133

(цикловая, техническая и фактическая), коэффициенты использования, технического использования, загрузки.

Целью данных расчетов является оценка соответствия требуемых и реально достигаемых показателей производительности. На основе этого принимают решение о приемке АЛ или о ее доработке, модернизации и т.д. Оценивают резервы повышения производительности АЛ.

Показатели экономической эффективности станочных систем могут быть абсолютными и относительными (сравнительными). Последние служат для сопоставления проектируемого варианта с базовым или различных проектных вариантов между собой.

Значения показателей экономической эффективности АЛ могут быть трех видов: требуемые, ожидаемые и реальные.

Требуемые показатели экономической эффективности - это задаваемые значения конкретных показателей, рассчитываемые исходя из обеспечения служебного назначения изготавливаемой продукции.

Ожидаемые показатели экономической эффективности - это расчетные, прогнозируемые значения показателей проектируемых АЛ,

Реальные показатели экономической эффективности - это значения показателей действующих АЛ в реальных условиях эксплуатации. Важнейшие показатели сравнительной экономической эффективности следующие: срок окупаемости дополнительных капиталовложений; коэффициент эффективности дополнительных капиталовложений; приведенные затраты и, как результат, годовой экономический эффект.

134

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развитие машиностроения связано с прогрессом станкостроения, поскольку металлорежущие станки вместе с некоторыми другими видами технологических машин обеспечивают изготовление любых новых видов оборудования.

Совершенствование современных станков должно обеспечивать повышение скоростей рабочих и вспомогательных движений при соответствующем повышении мощности привода главного движения.

Повышение скоростей рабочих и вспомогательных движений связано с дальнейшим совершенствованием привода станков, шпиндельных узлов, тяговых устройств и направляющих прямолинейного движения.

Современные металлорежущие станки обеспечивают исключительно высокую точность обработанных деталей. Ответственные поверхности наиболее важных деталей машин и приборов обрабатывают на станках с погрешностью в долях микрометров, а шероховатость поверхности при алмазном точении не превышает сотых долей микрометра. Требования к точности в машиностроении постоянно растут, и это, в свою очередь, ставит новые задачи перед прецизионным станкостроением.

Использование гибких производственных систем, состоящих из набора станков, манипуляторов, средств контроля, объединенных общим управлением от ЭВМ, дает возможность и в многономенклатурном крупносерийном производстве стимулировать научно-технический прогресс, быстрый и с минимальными затратами переход к новым, более совершенным образцам выпускаемой продукции. Переход от использования набора станков и других технологических машин к машинным системам в виде гибких производственных систем технологического оборудования помимо повышения производительности труда коренным образом изменяет весь характер машиностроительного производства. Создаются условия постепенного

135

перехода к трудосберегающему производству при наивысшей степени автоматизации.

В настоящее время и в обозримом будущем потребуется создание новых моделей станков, станочных модулей, гибких производственных систем, поэтому будущие специалисты в области САПР должны владеть основами конструирования станков и их важнейших узлов. Для успешного применения вычислительной техники при конструировании необходимо хорошо знать содержание процесса проектирования всех видов станочного оборудования, владеть методами его моделирования и оптимизации.

136

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Бушуев В.В. Основы конструирования станков. М.: Станкин, 1992.

2.Детали и механизмы металлорежущих станков. В 2-х т.

/Д.Н. Решетов, В.В. Каминская, А.С. Лапидус и др.; Под ред. Д.Н. Решетова. - М.: Машиностроение, 1972.

3.Капустин Н.М. Автоматизация машиностроения: Учеб. для втузов / Н. М. Капустин, Н. П. Дьяконова., П.М. Кузнецов; Под ред. Н.М. Капустина. М.: Высшая школа, 2002.

4.Машиностроение. Энциклопедия. / Ред. совет: К.В. Фролов (предс.) и др. Металлорежущие станки и деревообрабатывающее оборудование. Т. IV – 7 / Б.И. Черпаков, О.И. Аверьянов, Г.А. Адоян и др.; Под ред. Б.И. Черпакова. 1999.

5.Металлорежущие системы машиностроительных производств: Учеб. пособие для студентов технических вузов / О.В. Таратынов, Г.Г. Земсков, И.М. Баранчукова и др.; Под ред. Г.Г. Земскова, О.В. Таратынова - М.: Высш. шк., 1988.

6.Металлорежущие станки: Учеб. для машиностр. втузов

/Под ред. В.Э. Пуша. – М.: Машиностроение, 1985.

7.Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник в 3-х т. Т. 1: Проектирование металлорежущих станков / Под ред. А.С. Проникова. – М.: Машиностроение, 1995.

8.Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник в 3-х т. Т. 3: Проектирование станочных систем / Под общей ред. А.С. Проникова. – М.: Изд-ва МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГТУ «Станкин», 2000.

9.Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1997.

10.Схиртладзе А.Г., Новиков В.Ю. Технологическое оборудование машиностроительных производств: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов / Под ред. Ю.М. Соломен-

цева. – М.: Высш. шк., 2001.

11.Тарзиманов Г.А. Проектирование металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1980.

137

138

139

Учебное издание

Корнеев Валерий Иванович Пачевский Владимир Морицович

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ И ОБОРУДОВАНИЯ

Часть 3

Компьютерный набор В.И. Корнеева

ЛР № 066815 от 25.08.99. Подписано к изданию 27.11.03. Уч.-изд. л. 7,0.

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14