Содержание к диссертации
ВВВДЕНЙЕ
ГЛАВА I. МЕТОДЫ ОПРВДЕЛЕНИЯ КОЭШЩИЕНТА ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗ
ВОДИТЕЛЬНОСТИ УНИВЕРСАЛЬНЫХ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАН
КОВ
Критерии оценки производительности металлорежущих станков .
Анализ методов определения коэффициента повышения производительности универсальных металлорежущих станков
Выводы по главе I. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. АНАЖЗ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОШЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИС
ТИК КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ
ИХ ОБРАБОТКИ НА МС С ЧПУ
2.1. Состав и структура обрабатываемых поверхностей
корпусных деталей
Плоскости
Пазы
Основные отверстия
Резьбовые отверстия
Вспомогательные отверстия
2.2. Технология обработки различных видов поверхнос
тей корпусных деталей на МС с ЧПУ
Технологические схемы обработки плоскостей . .
Технологические схемы обработки пазов
Технологические схемы обработки основных отверстий
Технологические схемы обработки резьбовых отверстий
2.2.5. Технологические схемы обработки вспомогательных
отверстий 59
2.3. Выводы по главе 2 61
ГЛАВА 3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭШВДЕНТА ПОВЫШЕНИЯ ПР0ИЗ-НЩИШШОСТИ МНОГООПЕРАЩОННЫХ СТАНКОВ С ЧПУ ПО СТАТИСТИЧЕСКИМ ДАННЫМ О ЗАТРАТАХ ВРЕМЕНИ НА ОБРАБОТКУ ХАРАКТЕРНЫХ ШДОВ ПОВЕРХНОСТЕЙ ... .63
Основные положения метода статистических данных о затратах времени на обработку характерных видов поверхностей 63
Структурная формула трудоемкости обработки сложных корпусных деталей для сравнительных оценок КПП . 68
3.3.1. Оценка коэффициента повышения производительности
на этапе разработки технического проекта .... 82
Уточнение коэффициента повышения производительности на этапе приемочных испытаний станка 87
Определение ожидаемого коэффициента повышения производительности для конкретных условий потребителя 89
3.4. Определение единичных трудоемкостей обработки
характерных видов поверхностей -94
единичные трудоемкости обработки плоскостей ... '. 95
Единичные трудоемкости обработки пазов 100
Единичные трудоемкости обработки основных отверстий 102
Единичные трудоемкости обработки резьбовых отверстий 1-105
Единичные трудоемкости обработки вспомогательных отверстий ""107
Определение вспомогательных времени . 1.08
3.5. Методы определения поправочных коэффициентов . . ІЮ
Поправочные коэффициенты для расчета трудоемкости обработки плоскостей на МС с ЧПУ 112
Определение поправочных коэффициентов вспомогательных времен при обработке плоскостей . . .. . , . . П8
Поправочные коэффициенты для расчета трудоемкости* обработки основных отверстий ..... .'" ~. . . 120
Определение поправочных коэффициентов вспомогательных времен обработки основных отверстий .... . 125
3.6. Особенности формирования объема минимальной выборки при статистическом исследовании признаков характерных видов поверхностей сложных корпусных деталей. . J26 Выводы по главе 3 .1 :. . .. . . ,. ... . ... ; . .' . 135
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ " МЕТОДА 0ПРШЛЕНШ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ С ЧПУ
Изучаемая выборка станочных корпусных деталей.1. ".- 30
Методика сбора информации,необходимой для расчета
сравнительной производительности новых моделей МС
с ЧПУ ; ........ ,v . . V ..... . 140
4^3. Статистически представительные характерные виды
поверхностей станочных корпусных деталей . . ^ 1461 4.4, Оценка точности и расчета коэффициента повышения производительности методом характерных видов поверхностей . . . . . . . ; ." v . і . '* ; ; ї ;; . Ш'
4.4.1.- Влияние объема выборки на размеры статистически
представительных характерных поверхностей . . 7 ї&
4.4.2^ Экспериментальная проверка точности определения
коэффициента повышения производительности ... І6ІЗ 4;5. Методика автоматизированного получения информации для расчета сравнительной производительности многооперационных станков с ЧПУ ; . ? .' . . . . 169
Выводы по главе 4 .' . . . . ^1 .' . . .: ...... I w; ;. 173
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОИЗВО
ДИТЕЛЬНОСТЬ .............;.... 175
5.Т. Расчет производительности при улучшении техно
логических характеристик станка .... . . 175
5.1.1. Расчет влияния повышения мощности главного
привода на производительность .' . .' V . . . 176
Расчет производительности обработки при повышении верхних предельных частот вращения шпинделя . .' 182
Расчет производительности при применении нового инструментального материала . . . .... . .... 183
5.1.4.- Расчет производительности при совершенствовании
УЧПУ. ...;..... ..... . v . . . . .J 185
Сравнение многооперационных станков ЧПУ разных моделей по производительности ........ ' . 186
Оценка эффекта оти использования метода характерных поверхностей ;- . . . .... .' . ' . . 193
Выводы по главе 5 ....... . . .: . . .' . . .' . . 196
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ..........;... v . . .; . . . 198
ЛИТЕРАТУРА. . Л ..'... ^ .! .... ^ . . . . . . . .: 201
ПРИЛОЖЕНИЕ I.' . . .v. .. ^ ......... ^ .. . . 214
ПРИЛОЖЕНИЕ П . . . ... і .............. . 222
ПРИЛОЖЕНИЕ Ш .'.'.. . . . . . . .: ;'' . . . Iі .: . v . .' . 224
ПРИЛОЖЕНИЕ ІУ . ; v . v . . . . . .....;.. 'J . 230
ПРИЛОЖЕНИЕ У .... v; ..... .: ......' .; ... .; 232
ПРИЛОЖЕНИЕ УІ ;; . ;.. ;! ......;.... .'!. v ? 234
ПРИЛОЖЕНИЕ УП . Г .......... . . . . V . . У; . .1 236
ПРИЛОЖЕНИЕ УШ :' ;: . 1 .' ;п . . .; . . .' .; . . ...... . 238
Введение к работе
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на І98І-І985г.г. и на период до 1990 года" предусмотрено значительное увеличение производства многооперационных станков (МС) с числовым программным управлением (ЧПУ) и автоматической сменой инструмента, предназначенных для изготовления корпусных деталей.
Для обеспечения опережающего развития машиностроительных отраслей народного хозяйства Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР JEE45 от 18 февраля перед станкостроением поставлены важнейшие задачи по достижению необходимых показателей производительности, надежности и точности вновь создаваемого металлообрабатывающего оборудования.
Процесс совершенствования существующих моделей и создания новых станков требует оценки экономического эффекта на этапах разработки технического проекта и приемочных испытаний с целью решения вопроса о целесообразности их выпуска отечественным станкостроением.
В связи с этим актуальным является разработка и внедрение объективных методов определения сравнительной производительности станков новых моделей по сравнению с заменяемыми.
Знание коэффициента повышения производительности /КПП/ новых станков необходимо для обоснования лимитных цен на стадии разработки технического проекта, установления величины экономического эффекта нового оборудования, расчета прироста продукции машиностроения, прогнозирования и принятия плановых решений по оптимизации структуры парка станков в масштабе отрасли^всего народного хозяйства.
Производительность металлорежущего станка в общем случае измеряется количеством штук деталей требуемого качества, обрабатываемых на станке в единицу времени (минуту,час,смену и т.д.) или
- 7 -обратной величиной, т.е. временем обработки определенного числа деталей. Для сравнения производительности двух специальных или специализированных станков разных конструкций (разных моделей)предназначенных для обработки одной и тойж же детали, или выполнения одной и той же операции, необходимо установить во сколько раз или на сколько процентов один станок производительнее другого.
Производительность универсального станка, и в особенности МС с ЧПУ, предназначенного для выполнения различных технологических операций при обработке деталей широкой номенклатуры,является величиной непостоянной, и определение её является существенно более сложной задачей.
В число факторов, влияющих на производительность универсального станка, помимо характеристики и конструктивных особенностей самого станка, входят параметры,зависящие от обрабатываемых деталей,технологической оснастки, применяемого режущего инструмента и условий организации производства; Учитывая это, производительность универсального станка новой модели может быть оценена только как относительная величина, т.е. в сравнении с производительностью станка заменяемой (базовой) модели, применяемой в той же области, при обработке тех же деталей и в тех же условиях производства.
Условно все факторы,влияющие на производительность, можно разделить на три группы: производственная характеристика и конструктивные особенности станка; технологические факторы; организация производства и условия использования станка в процессе эксплуатации.
В настоящей работе ставится задача определения сравнительной производительности универсальных станков, обрабатывающих одни и те же детали в одинаковых организационно-технологических условиях. Поэтому основными факторами, влияющими на этот показатель.являются технические характеристики и конструктивные особенности станков,
обуславливающие использование их технологических возможностей.' По
- 8 -мере накопления информации о процессе эксплуатации станков КПП следует уточнять с учетом других факторов, количественное влияние которых на фактическую производительность может быть оценено с помощью соответствующих коэффициентов.
Для сравнения двух универсальных металлорежущих станков теоретически необходимо было бы определить время выполнения каждой операции всех обрабатываемых деталей в течение определенного отрезка времени (например, года) на одном станке и сравнить с временем выполнения тех же операций или обработки тех же деталей, изготовленных в одних и тех же условиях на новом станке.
Так как такое сравнение практически невозможно для всей области рационального использования станка, то ограничиваются набором "типовых" или "комплексных" деталей, устанавливаемых экспертно, используя которые определяют и сравнивают штучно-калькуляционные времена их обработки на базовом и новом станках.
В результате такой субъективной оценки предприятия - потребители получают заведомо неверную информацию о величине КПП и технологических возможностях нового станка,; В настоящее время для определения КПП универсальных станков наиболее распространен метод статистически представительных деталей (МСЕЩ), который позволяет определить коэффициент повышения производительности новых станков, обрабатывающих детали простой формы (токарные, кругло-шлифовальные и др.).
Однако применение этого метода практически затруднено при
оценке КПП новых станков, обрабатывающих сложные корпусные детали.
Целью работы является исследование технологических принципов ,
формирования трудоемкости обработки сложных корпусных деталей и
разработка на его основе метода определения коэффициента повышения производительности универсальных металлорежущих станков с ЧПУ.
В качестве объекта исследования взяты многооперационные станки (МС) с ЧПУ и автоматической сменой инструмента, которые наиболее полно удовлетворяют таким требованиям производства как специализация и централизация при одновременном повышении гибкости и степени универсальности в металлообработке, так как принципы оценки КПП новых MG с ЧПУ, обладающих широкими технологическими возможностями при обработке сложных корпусных деталей, могут быть применимы и для других групп станков: фрезерных, сверлильных, го-риз онтально-раст очных.
Результаты работы получены на основе комплексных исследований, включающих: анализ работ по оценке производительности универсальных станков; исследование статистических данных о распределениях конструктивно-технологических параметров корпусных деталей; разработка единых принципов описания сложных корпусных деталей с помощью набора характерных видов поверхностей и на этой основе теоретическое обоснование механизма формирования трудоемкости обработки поверхностей корпусных деталей; статистическое исследование диапазонов характерных видов поверхностей, обработка которых производится по одинаковым технологическим схемам; теоретическое обоснование возможности определения коэффициента повышения производительности без конструирования статистически представительных деталей; разработка принципов выбора МС с ЧПУ из выпускаемых отечественным станкостроением для конкретных корпусных деталей. Разработка ручной и частично автоматизированной методики сбора информации о геометрических и качественных параметрах корпусных деталей, режимах обработки и распределениях вспомогатель-
- 10 -ных времен на смены инструмента, повороты стола, смены координат.
В работе получены следующие. новые результаты: выявлены закономерности формирования трудоемкости заранее установленных размерных диапазонов, характерных видов поверхностей; разработана дескрип -тивная (описательная) модель формулы трудоемкости сложных корпусных деталей; определены слагаемые структуры затрат времени обра -ботки корпусных деталей по управляющей программе, в области рационального использования МС с ЧПУ, удовлетворяющих требованию оценки КПП для массива деталей с габаритными размерами до :
I. 200x200x200 мм; 2. 320x320x320 мм;
3. 500x500x500 мм; 4. 800x800x800 мм;
разработана методика расчета КПП новых МО с ЧПУ, учитывающая этапы: технического проекта, приемочных испытаний, подбора станка для конкретных деталей; уточнены зависимости между технологическими пара -метрами станка и производительностью обработки видов поверхностей; обоснован набор статистически представительных характерных видов поверхностей, характеризующих область рационального использования МС с ЧПУ.
Полученные научные и инженерные результаты исследований, по -зволили разработать методику расчета КПП новых МС с ЧПУ. Набор статистически представительных характерных видов поверхностей обеспечивает определение КПП МС с ЧПУ, обрабатывающих корпусные детали с габаритными размерами до 800x800x800 мм.
По разработанной методике определены КПП станков моделей ИР 500ММ, 6906ВЮ2, 2206ЕМФ4 для конкретных деталей потребителей.
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, изложенных на 146 стр. машинописного текста, 50 стр. рисунков и таблиц, приложений на 38 стр. и перечня литературы, включающего 122 отечественных и II зарубежных публикаций.
- II-
