Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Система ресурсосберегающей технологической подготовки 10
1.1. Структура технологической подготовки 10
1.2. Автоматизация проектирования и выбора технологической оснастки (ТО) 19
1.3. Минимизация потребности в средствах технологического оснащения (СТО) 23
1.4. Группирование и модульный принцип проектирования СТО 28
1.5. Автоматизация систем технологической подготовки производства 39
1.6. Основы календарного-планирования-при производстве СТО в гибкоструктурном производстве 55
Выводы 68
Глава 2. Система ускоренного оснащения гибкоструктурного производства . 71
2.1. Оценка потребности в технологической оснастке. 71
2.2. Управление внешними заказами на средства технологического обеспечения 74
2.3. Обоснование выбора оснастки в гибкоструктурном производстве 77
2.4. Управление выбором средств технологического оснащения 80
Выводы 84
Глава 3. Моделирование связей между объектами производства и технологической оснасткой в гибкоструктурном производстве .
3.1. Постановка начальных и граничных условий модели управления качеством технологическими средствами. 85
3.2. Физическая модель структуры управления качеством изделий. 87
3.3. Динамическая система управления технологичностью и качеством продукции 92
3.4. Использование модели для оснащения гибкоструктурного производства станкостроительного завода 107
Выводы 110
Глава 4. Создание системы оснащения промышленного предприятия на стадии технологической подготовки производства . 111
4.1. Обоснование уровня комплектации оборудования технологической оснасткой 111
4.2. Ресурсосберегающее оснащение гибкоструктурного производства 122
4.3. Оптимизация решений с помощью экспертных оценок 129
4.4. Создание универсальных способов повышения точности и качества за счет новых видов оснастки 132
4:5. Система построения ресурсосберегающего обеспечения производства технологической оснасткой. 135
Выводы 142
Заключение 143
Список использованных источников 175
Приложения 158
- Минимизация потребности в средствах технологического оснащения (СТО)
- Управление внешними заказами на средства технологического обеспечения
- Динамическая система управления технологичностью и качеством продукции
- Создание универсальных способов повышения точности и качества за счет новых видов оснастки
Введение к работе
Актуальность темы. Потребительские свойства и спрос на изделия современного многономенклатурного машиностроения зависят от многих факторов, среди которых основными являются: качества, сроки запуска в производство и себестоимость продукции. В условиях частой смены объектов производства требуется постоянное обновление средств технологического оснащения (СТО), период создания которых определяет сроки выполнения заказов, т.е. стабильность положения предприятия на рынке сбыта продукции. Опыт Воронежского станкостроительного завода показал, что при единичных заказах на изготовление и, особенно, на ремонт оборудования для каждого вида изделий может потребоваться до 80% новой оснастки, в основном приспособлений, что может составить до 50% в себестоимости заказа и потребовать на эти цели при традиционном подходе к оснащению сроков до 1 года. Такие сроки, как правило, не удовлетворяют как заказчика,.так и исполнителя. Исследования: показали, что ускорение технологической подготовки с поддержанием высокого качества производимой продукции возможно за счет повышения универсальности средств технологического оснащения, в частности путем применения модульного принципа, освоенного в универсальной технологической; оснастке, где при переходе на новые изделия основная трудоемкость включала изготовление наладок, сборку и отладку приспособлений. Такие средства оснащения оказались технологичными для многономенклатурного производства,.но время на переоснащение, особенно на выполнение заказов по ремонту оборудования, вызывало временную остановку производства, снижение качества изделий и финансовые утраты. Завод мог потерять заказчиков. При этом ухудшались возможности финансирования социальных программ. Требовалась новая технологическая оснастка, которая бы обеспечивала высокое качество изделий и требовала минимального времени на переналадку при выполнении заказов, следовательно была бы технологичной и универсальной. В результате многолетних поисков соискатель предложил использовать для чистовых операций приспособления на ба-
зе реологических сред, применяемых ранее в оборонных отраслях в качестве подшипников. Эти среды могут сочетаться с магнитными столами выпускаемого и ремонтируемого оборудования, обеспечивают высокую точность базирования и стабильное качество продукции, в основном, на чистовых операциях, требуют минимального времени, на перенастройку. Таким образом рациональное сочетание модульного принципа на предварительных этапах обработки и новых сред при чистовых операциях в технологической оснастке позволяет достичь уровня универсальности, требуемого для современного многономенклатурного производства, а создание системы управления ускоренной технологической подготовкой открывает для предприятия возможности повышения качества продукции и завоевания стабильных позиций в конкурентной борьбе за рынки сбыта. Эта проблема является определяющей для машиностроения, и ее решение актуально для промышленности.,
Работа выполнялась в соответствии с программами Академии технологических наук РФ "Развитие новых высоких промышленных технологий" на 2005-2010 годы и, научным направлением ВГТУ "Проблемно-ориентированные системы управления" на период до 2010 года.
Целью работы является повышение технологичности средств оснащения за счет применения* универсальной оснастки, обеспечивающей требуемое качество продукции на всех стадиях изготовления изделий при снижении затрат и сроков подготовки производства, позволяющих создать преимущества в конкурентной, борьбе за рынки сбыта продукции и сохранить сложившийся профиль предприятия.
Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:
Разработка нового подхода к технологичности средств технологического оснащения, обеспечивающего требуемое качество изделий.
Создание путей повышения качества изделий за счет адаптации установочных баз универсальными средствами оснащения.
Моделирование связей между базовыми поверхностями заготовки и формой контактных участков реологической жидкости в момент ее затвердевания при чистовой обработке.
Разработка структуры технологического оснащения по принципу максимальной технологичности при стабильном качестве изделий.
Создание системы управления финансовыми потоками на ускоренное оснащение многономенклатурного производства.
Разработка динамических моделей очередности запуска в производство средств технологического оснащения.
В работе использовались следующие методы исследований: теория управления многономенклатурным производством, математическая статистика;'теория модульного проектирования оборудования, основы календарного планирования в машиностроении.
Научная новизна работы включает:
Закономерности нового подхода к оценке технологичности средств оснащения, обеспечивающих стабильное качество изделий на чистовом этапе обработки за счет адаптации базовых поверхностей заготовки к реологическим средам на стадии отвердевания и устранения погрешностей предшествующей обработки при различной жесткости заготовки, что снижает затраты и сроки оснащения.
Единый подход к управлению качеством изделий при мелкосерийном и единичном производстве, позволивший минимизировать количество средств технологического оснащения и достичь уровня универсальности не достижимого другими средствами.
Закономерности и численные методы расчета потребности в средствах оснащения с учетом их применимости и универсальности для многономенклатурного производства.
Закономерности оценки сроков запуска и изготовления оснастки в зависимости от динамики заказов, отличающиеся возможностью оперативной корректировки объемов оснастки и финансирования на эти цели при из-
менении рыночной конъюнктуры применительно к производимой продукции.
5. Теорию управления многономенклатурным вспомогательным производством с учетом особенностей применения модульного принципа и реологических сред, отличающуюся критериальной оценкой потребности при слабо формализуемых объемах запуска изделий в производство.
6; Систему построения структуры управления качеством за счет универсальной самоформирующейся оснастки на базе реологической жидкости, повышающей возможности производства по повышению точности и качества
поверхностного слоя точных деталей машиностроения; Практическая ценность работы включает:
Система отработки технологичности изделий за счет универсализации* и адаптации технологической оснастки на этапах обработки деталей.
Новые способы применения реологической жидкости на большинстве чистовых технологических операций, позволяющие ускорить технологическое оснащение, повысить показатели качества (точность, шероховатость поверхностного слоя) и снизить затраты на оснащение до 10 раз.
Систему оперативного управления подготовкой производства, позволяющую минимизировать количество и материальные затраты на оснастку при увеличении уровня ее универсальности и объемов использования.
Обоснованную структуру обеспечения и контроля качества продукции за счет динамического регулирования объемами, видами: средств оснащения и поэтапного финансирования затрат на оснастку, что позволяет повысить коэффициенты загрузки имеющегося оборудования, получить повышенную прибыль и решить первоочередные задачи социального обеспечения трудового коллектива.
Личный вклад соискателя включает:
1. Новый (на уровне изобретения) подход к отработке технологичности изделий через адаптацию формы оснастки на базе реологических жидкостей, что позволило достичь высокого уровня универсальности приспособлений на чистовой стадии обработки, обеспечивающих сокращение количества
средств технологического оснащения до 10 раз и снижение затрат на подготовку производства малотиражной продукции в 2-3 раза.
Стабилизацию требуемого качества единичной и мелкосерийной; продукции (особенно при ремонте оборудования) за счет адаптации установочных баз к опорным поверхностям заготовок с устранением влияния погрешностей чернового этапа обработки и повышения жесткости технологической системы. Это позволило при минимальных объемах оснащения и сроках подготовки производства обеспечить при ремонте оборудования точность до 6-7 квалитета, шероховатость поверхности Ra=0,08-0,16 мкм, т.е. полностью восстановить уровень качества, заложенный в новых станках.
Закономерности выбора объемов и видов средств технологического оснащения,. позволяющие повысить технологичность изделий за счет новых видов оснастки при,минимизации затрат на ее создание и добиться стабилизации показателей качества продукции.
Разработку системы управления финансовыми потоками, обеспечивающей ускоренное оснащение много номенклатурного производства при обоснованных объемах финансирования.
Модели очередности запуска в производства универсальной оснастки, что позволило сократить сроки перехода на выполнение очередных заказов и ускорило технологическую подготовку.
Адаптацию станочной оснастки на базе магнитных столов к работе с реологическими жидкостями для расширения технологических возможностей имеющегося оборудования. Принятые технические решения легли.в основу заявок на патенты по защите новизны новых станочных приспособлений.
Подтверждение теоретических положений и внедрение в производство новых видов технологической оснастки и системы управления финансированием на оснащение многономенклатурного производства.
Реализация и внедрение результатов работы. Разработанная оснастка прошла промышленную проверку в 1999-2005 годах при освоении продукции, поставляемой Воронежским станкостроительным заводом на метал-
лургические заводы, железнодорожной отрасли, фирмам Китая, Ирана, Ис
пании и других стран. Результаты исследований внедрены на ФГУП ВМЗ
(г. Воронеж), НПО ОАО ВСЗ (г. Воронеж), ООО ПФК ВСЗ "Холдинг", в
учебный процесс ВГГУ, ГНТП "ТЭХО", г. Казань. , .
Апробация работы. Основные материалы работы прошли обсуждение и одобрены на конференциях и семинарах: межвузовской региональной конференции "Теория и практика машиностроительного производства" (Воронеж, 2003), Всероссийских научных конференциях "Производство специальной техники" (Воронеж, 2003, 2004), международных научно-технических конференциях "СНО-2004" (Воронеж, 2004), "Научная работа в университетских комплексах" (Воронеж, 2005), 7th International Conference on Deburrung and surface Finishing (University of California, USA, 2004), 35th СWS Conference (HVAR-CROATIA, 2004), Welding in Maritime Engineering (HVAR-CROATIA, 2004), на юбилейной научно-технической конференции; по двигателестроению (Казань, 2005),
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 13 научных работах общим объемом 4,1 п.л. (в т.ч. лично автором 3,4 п.л.), из которых выполнены в соавторстве 5 публикаций, где соискателю принадлежит: в [1] - алгоритм системы обеспечения технологической оснасткой и модель системы; в [3] - принципы оптимизации выбора средств технологического оснащения; в [5] - обоснование связи между технологией чистовой обработки и средствами технологического оснащения; в [6] - выбор оснастки по критерию минимальных затрат; в [8] - создание нового способа базирования деталей при обработке за счет ферромагнитных сред.
Объем и структура диссертации. Работа содержит введение, 4 главы, заключение, список литературы из 142 наименований, приложение. Материал напечатан на 163 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц, 40 рисунков.
Минимизация потребности в средствах технологического оснащения (СТО)
Наибольший интерес для современного гибкоструктурного производства представляют приспособления многократного применения, которые могут быть оригинальными и стандартизированными, служащими основой для проектирования основной части приспособлений, применяемых в современном машиностроении.
В разделе 3.2.3. [134] показано, что в условиях рыночной экономики необходимо интенсивное обновление материально-технической базы производства. Сроки выпуска изделий машиностроения сокращаются до 2-3 лет, а на заводах с мелкосерийным производством до одного года. Моральное старение машин во многих случаях наступает значительно раньше физического.
Специальные приспособления при смене объекта проидвадстваАне могут быть использованы, хотя на них затрачено большое количество материалов и значительные трудовые затраты для их проектирования и изготовления. В мелкосерийном производстве они еще физически не изношены, но идут в лом.
Проектирование и изготовление новых специальных приспособлений увеличивает сроки и стоимость подготовки, производства, Усложнение конструкций оборудования, повышение их быстроходности, точности и надежности требует увеличения количества приспособлений и усложнения их конструкций, что увеличивает затраты на их проектирование и изготовление.
Приспособления многократного применения могут быть использованы при смене объекта производства вплоть до их физического износа (7-Ю лет) за счет переналадки или перекомпоновки приспособлений. Применение таких приспособлений позволяет значительно сократить количество приспособлений, поскольку они заменяют в условиях мелкосерийного производства свойственного современному в машиностроении, значительное количество специальных приспособлений: Стандартизованные приспособления многократного применения можно изготовлять на специализированных предприятиях, что значительно снижает их стоимость и повышает качество за счет использования прогрессивных заготовок и материалов, и применения новых технологических процессов изготовления приспособлений большими сериями. Переналаживаемые приспособления должны иметь высокую гибкость мобильность, обеспечивающих быструю переналадку, должны обладать высокой прочностью, жёсткостью, виброустойчивостью, надежностью, обеспечивать высокую повторяемую точность. Стандарт предусматривает пять видов переналаживаемых приспособлений: универсальных безналадочных приспособлений (УБП); универсально-наладочных приспособлений (УПТО); специализированных наладочных приспособлений (СНП); универсально-сборных приспособлений (УСП сборно-разборных приспособлений (СРП). Приспособления подсистемы УБП обеспечивают установку заготовок: широкой номенклатуры. Конструкция УБП представляет собой законченный механизм долговременного действия с постоянными элементами для установки различных заготовок, предназначенный для многократного-использования без доработки, который эффективно применять в условиях единичного и мелкосерийного производства. Система характеризуется применением универсальных регулируемых приспособлений, не требующих изготовления специальных деталей. К. УБП относятся машинные тиски, поворотные столы, стойки и т.п.
Приспособления подсистемы УПТО более универсальны, так как позволяют за счет применения сменных нападок устанавливать заготовки более широкой номенклатуры. Под сменной наладкой понимается элементарная сборочная единица, т.е. самостоятельная специальная часть компоновки, обеспечивающая установку определенных заготовок на базовом приспособлении, или совокупность единиц, предназначенных для базирования конкретной заготовки, УПТО состоит из конструкции универсального базового агрегата (по схемам базирования и конструктивным формам обрабатываемых заготовок) и сменных наладок. Базовый агрегат — неизменяемая постоянная часть приспособления; предназначенная для установки наладок в процессе компоновки конструкций наладочных станочных приспособлений—представляет собой законченный-механизм долговременного действия, предна- значеннышдля многократного использования в компоновках в условиях-единичного и мелкосерийного производства. Базовая часть приспособления изготовляется заранее по соответствующему стандарту. При переходе на изготовление новых изделий базовые агрегаты используются многократно.
Проектированию и изготовлению подлежит лишь наиболее простая и недорогая часть приспособления — сменная наладка, Замена наладок осуществляется без снятия базового приспособления со станка: Для установки наладок на базовом агрегате предусматриваются поверхности для базирования наладок. Базирование наладок осуществляется, по плоскости и цилиндрическим отверстиям или П-образным пазам, а также Т-образным пазам. Для закрепления -наладок используют резьбовые отверстия или Т-образные пазы. Цикл оснащения операции универсально-наладочным приспособлением состоит из проектирования, изготовления и установки наладки на базовом агрегате, на что затрачивается до. 15 ч.
УПТО применяют для токарных, фрезерных, сверлильных и др. операций. Для обработки заготовок на токарных станках применяют кулачковые и цанговые патроны. Сменными наладками кулачковых патронов являются кулачки, а цанговых — сменные цанговые втулки с одинаковыми размерами конусной поверхности и с разными размерами цилиндрических поверхностей центрирующих и закрепляющих заготовки разных диаметров. Для токарной обработки деталей типа корпусов подшипников, кронштейнов, рычагов применяют однокулачковые универсальные наладочные патроны со сменными установочной и зажимной наладками для установки рычага.
Управление внешними заказами на средства технологического обеспечения
По мнению автора:.Б.М. Базрова применение модульных технологий открывает возможность создания единой элементной базы, создает основу ресурсосберегающей оснастки для современного машиностроения. По нашему мнению предложенный в [19] подход является эффективным средством управления системой оснащения гибкоструктурного производства, т.к. по [19] любое машиностроительное изделие состоит на 50-70% из деталей общего назначения, которые можно объединить в модули различной комплектации. Там же указано, что коэффициент преемственности в оснастке не превышает 0,3. Поэтому ежегодно на оснастку затрачивается около 1000 миллионов нормочасов и 1000 тысяч тонн металл, из которых около половины сдается в лом из-за невостребованности ТО.
Разнообразие технологических процессов в машиностроении чрезвычайно велико. Это объясняется [46] не только многообразием форм, размеров и точностей деталей машиностроения, большим разнообразием типов оборудования и видов инструментов, применяемых на производстве, но весьма часто детали одинаковые или сходные по конструктивно-технологическим признакам обрабатываются различными методами лишь в зависимости от взглядов и опыта технолога. Все это приводит к большому различию в экономических показателях производства и является, в значительной мере, ре зультатом все еще недостаточной разработки и систематизации общих прин ципов и положений, определяющих построение технологических процессов.:;
Кажущееся бесконечным: разнообразие деталей в машиностроении; а г п своей: основной массе может:быть систематизировано, если в основу классификации принять общие для них признаки: форму детали, размеры и общность технологического процесса их изготовления.
В основу классификации деталей, на которой основывается типизация технологических процессов, заложены конструктивно-технологические признаки; такая классификация существенно отлична от конструкторской. В основу классификации последней заложено служебное назначение деталей.
На основе классификации деталей могут быть построены принципиальные, типовые технологические процессы, определяющие решение основных" вопросов конкретного технологического процесса на реальную деталь: способ получения заготовки, план операций, выбор установочных баз и последовательности основных операций (так как второстепенные операции не оказывают существенного влияния на процесс обработки), виды применяемого оборудования, оснастки и инструментов.
Разработка общих принципов проектирования типовых технологических процессов является важнейшей задачей теории технологии машиностроения; она должна определить также основные тенденции развития конструкций станков.
Идея типизации технологических процессов зародилась [46] в нашей стране.в середине 30-х годов и была вызвана к жизни бурым развитием советского машиностроения [73].
Единой классификации деталей еще не выработано; различные предприятия, институты или даже отрасли промышленности пользуются своими-системами классификации. Например проф. А. П. Соколовский, один из основоположников методики типизации технологических процессов и классификации деталей, выделял 15 классов деталей (валы, втулки, диски, эксцентриковые детали, стоики, плиты, зубчатые колеса и т.д.), распределяющихся потом на группы и типы [46]; проф. Ф. С. Демьянюк [46] предлагает 7 клас сов деталей (корпусные, круглые стержни - валы, полые цилиндры, втулки,, диски, рычаги небольшие детали сложной; формы, крепежные детали) и четыре размерные группы (крупные, средние, небольшие, мелкие детали), объединяющие 23: классификационных; групп деталей. Имеются.также классификации деталей, разработанные научно-исследовательскими; проектными организациями и промышленными предприятиями.
За пределами классификационных таблиц обычно остается 10-30% всех видов уникальных деталей, которые должны обрабатываться по индивидуальным технологическим процессам. Типовые технологические процессы рекомендуется разрабатывать по меньшей мере по двум вариантам (предложение проф. Ф.С. Демьянюка): для изготовления деталей на универсаль- ном оборудовании (простейший) при небольшом выпуске деталей и высоко эффективный технологический процесс с применением высокопроизводительного автоматизированного и специального оборудования, предназначенный для массового производства [73]. Промежуточные процессы могут быть созданы для среднего масштаба выпуска. В работах, одного из научно-исследовательских институтов в основу построения типовых технологических процессов положено агрегатное переналаживаемое оборудование из унифицированных узлов [73].
Внедрение типизации технологических процессов позволяет повысить качество технологических процессов и снизить стоимость обработки, сократить цикл подготовки производства, унифицировать технологическую оснастку и дать объективную оценку уровня технологии, применяемой в производстве.
Групповые технологические процессы, теория и практика которых обстоятельно разработана доктором технических наук СП: Митрофановым [73], является дальнейшим развитием идеи типизации технологии, особенно важным для индивидуального, мелкосерийного и серийного видов производства, которые, как известно, наиболее распространены в современном машиностроении. Групповой метод имеет целью устранить неоправданное разнообразие технологических процессов обработки, поднять отсталые процессы доуров-: няшередовых, характерных для крупносерийного и массозого производства, обеспечить применение; в. мелкосерийном и индивидуальном производстве высокопроизводительной-технологической оснастки и создать предпосылки модернизации и автоматизации оборудования. Основой этого метода является классификация деталей данного предприятия по признаку однотипности оборудования, на котором производится обработка, общности приспособлений и настройки станка.
Разнообразные детали подбирают по группам (классифицируют). Если: ранее на каждую деталь требовалось разрабатывать индивидуальный технологический процесс, то после такой классификации эти детали обрабатывают по общим технологическим процессам [73, 46].
Применяемая при этом классификация характеризуется большой гибкостью. В группы, являющиеся основной технологической единицей, могут сводиться детали с законченным общим циклом обработки на однотипном оборудовании или детали с общими отдельными операциями (на других операциях они входят в иные группы или обрабатываются по индивидуальным процессам) или, наконец, детали с общим маршрутом обработки, выполняемым на разнотипных станках. Схема классификации деталей при групповой обработке приведена на рис. 1.8 [46].
Основой для разработки технологического процесса группы деталей является комплексная деталь, которая должна содержать в себе все геометрические элементы деталей данной группы, хотя бы они и были в реальных деталях расположены в иной последовательности.
Динамическая система управления технологичностью и качеством продукции
Учитывая, что большинство случайных воздействий в моделях заложено при создании календарных планов, а задача оснащения производства средствами технологического обеспечения является частью общей модели, где исходные данные о потребности в оборудовании берутся из расчетов по имитационным моделям, для выбора средств технологического оснащения можно применить формализованный матричный метод совместно с методом графов, учитывающих передаточные функции между оборудованием и позволяющих оптимизировать маршрутные технологии.
Анализ известных работ показал: 1. В гибкоструктурном производстве преимущественно используются универсальные СТО, которые достаточно технологичны для черновых операций, где допуски имеют широкий диапазон. Но для чистовых операций требуется оснастка, в основном приспособления, с более шысоким уровнем универсальности. Здесь наиболее эффективная реологическая среда; позволяющая на \ чистовых операциях базировать заготовки за. счет переменного агрегатного состояния среды в зазоре между базовыми поверхностями заготовки и опорными участками приспособлений. Однако исследований по этому вопросу в доступной литературе нами на установлено; 2. Исследования связей между станочным оборудованием и техноло гической оснасткой отражают, в основном, условия серийного производства, свойственные доперестроечному периоду, и не учитывают особенностей : гибкоструктурного производства, свойственного современному станкостроению., где основные заказы относятся к ремонту оборудования различного назначения, в том числе зарубежной поставки. Это усложняет и-замедляет, технологическую подготовку производства. 3. Традиционный подход к отработке технологичности включает доработку, в основном, геометрии заготовок, но не учитывает изменение формы их опорных баз относительно элементов технологической оснастки. Требуется новая методика исследований по технологичности, выполняемая путем создания адаптивных сред, особенно на чистовом этапе обработки. 4. Принципы модульного построения изделий, разработанные отечественными учеными, применимы для проектирования технологической оснастки в гибкоструктурном производстве и могут служить основой для построения системы управления производством на стадии его технологической подготовки. Такой подход может обеспечить высокое качество изделий при наибольшем использовании имеющейся оснастки, сокращает количество типоразмеров инструмента и приспособлений, что усиливает позиции предприятия в борьбе за рынки сбыта продукции. 5. Известные исследования в области календарного планирования работ слабо учитывают отраслевые особенности станкостроения, где необходимо учитывать ограничения по очередности выпуска оснастки, уровню ее механизации и автоматизации, узкой специализации относительно имеющегося оборудования, периоды востребованности и возможность перенастройки неновые изделия; Вместе с тем календарное планирование позволяет,улуч- -шить качество оснастки, содержит основы оперативного управления ее-выпуском в короткие сроки при ограниченных ресурсах и дает возможность спланировать очередность изготовления, обеспечивающую наибольшую загрузку станочного парка.
В условиях, когда требуется выполнять ремонт оборудования, выпущенного ранее своим предприятием и другими фирмами, необходимо минимизировать потребность в технологическом оснащении. Критериями оценки потребности в технологической оснастке могут служить:
Значимость для выполнения ремонтных операций, технологической оснастки (приспособлений, инструмента). Если без такой оснастки выполнение программы невозможно, то её следует иметь при любом объеме заказов. Эту оснастку обычно относят к первой очереди, т.к. без неё невозможно выпустить кондиционные изделия. Если производится ремонт станков собственного изготовления, то обычно удается получить из архивов документацию о ранее созданной оснастке и её конструкции, а в ряде случаев — сами приспособления и инструмент (иногда требующие ремонта). Однако для выполнения заказов по восстановлению и модернизации оборудования других фирм, как правило, требуется разработка (или приобретение) новой оснастки.
Снижение трудоемкости ремонтногвосстановительных работ за счет использования дополнительно создаваемой технологической оснастки, позволяющей ускорить восстановление оборудования, механизировать и автоматизировать операции, использовать наработки по применению эффективных технологических процессов.
Необходимость модернизации оборудования. Иногда это сводится к изготовлению нового станка, где сохраняются только базовые детали. Здесь требуется предусмотреть объем технологического оснащения, соизмеримых с количеством оснастки для нового изделия на стадии выпуска опытного образца, что должно быть учтено в калькуляции и цене заказа.
Создание универсальных способов повышения точности и качества за счет новых видов оснастки
Недостатком устройства является невозможность создания магнитного поля при знаках из неферромагнитных материалов и-фиксации их в зоне обработки.
Целью-нашей работы является.обеспечение надежного закрепления с помощью реологических ферромагнитных жидкостей при обработке на магнитных столах деталей из немагнитных материалов.
Способ отличается тем, что реологическую ферромагнитную жидкость наливают сплошным слоем по толщине детали на магнитном столе между разноименными магнитными полюсами в месте установки обрабатываемой детали, включают магнитное поле, увеличивают его силу до появления сил торможения перемещению детали на столе, перемещают деталь по столу с фиксацией положения наибольшего притяжения, увеличивают интенсивность магнитного поля до наибольшего значения.
Магнитный стол, отличающийсятем, что соседние магнитные полюса на рабочей поверхности стола имеют противоположные знаки и размещены на столе в направлении действия сил резания, с шагом не менее размеров опорной поверхности обрабатываемых деталей, а на периферии рабочей поверхности стола магнитные полюса имеют разноименные знаки в диаметральном направлении.
Магнитный стол 1 имеет по периферии магниты 2 с разноименными полюсами (N, S) и магниты 3 с разноименными полюсами. Магниты 3 связаны с регуляторами силы магнитного поля 4. На поверхности стола 1 размещена обрабатываемая деталь 5 из немагнитного материала, окруженная реологической ферромагнитной жидкостью 6. Направление действия силы резания (Pz) показано стрелкой.
Способ осуществляют следующим образом: регулятором 4 снижают силу магнитного поля магнитов 3 (для постоянных магнитов путем отвода их от рабочей поверхности магнитного стола 1, для электромагнитов - снижаем напряжение подаваемого тока). Устанавливают деталь 5 между магнитами 3, наливают на поверхность стола 1 реологическую ферромагнитную жидкость 6 до высоты детали 5. Магниты 2 не позволяют жидкости 6 выйти за пределы магнитного стола. 1. Повышают регуляторами 4 силу магнитного поля одновременно локально перемещая деталь 5 по рабочей поверхности стола 1. После появления магнитного поля сопротивление перемещению детали за счет сил торможения будет различным и её фиксируют в положении наибольшего сопротивление перемещению. Затем регулятором 4 создают наибольшую силу магнитного поля, достаточную для закрепления детали 5 и устойчивого положения при действии сил резания Pz.
В качестве примера использования нового способа показано изготовление листовых деталей сложной формы для ремонта станков, где на стол электромагнитного стола с размерами между полюсами соседних магнитов 83 мм кладут плоскую деталь из нержавеющей стали: 12X18Н9Т толщиной 1,0 мм и длиной 80; мм, наливают на поверхность стола толщиной 1,0 мм реологическую ферромагнитную жидкость на базе воды; Включают ток, повышают напряжение.на магнитах до 50 В, перемещают деталь до определен ния места наибольшего сопротивления перемещения, переключают напряжение до 110 В. Шлифуют поверхность детали с припуском на 1 проход 0,05 мм, при этом сила резания в направлении подачи круга составила около 350 Н. При общем съеме с детали 0,2 мм деталь сохранила установочные базы.
Ограничением в применении предложенного способа служит не высокий уровень сил для удерживания заготовки от смещения под действием сил резания. Такой способ может быть рекомендован для не крупных деталей при чистовых операциях. Кроме того ферромагнитная жидкость имеет высокую стоимость, нойона достаточно просто регенерируется (очищается от стружки и загрязнений) не теряет своих свойств, может использоваться на многих видах оборудования. Поэтому накладные расходы на оснастку при использовании такой жидкости будут минимальными.
Автор провел исследования и доказал, что имеющаяся конструкция магнитных столов требует, изменения (это касается и применения ферромагнитных жидкостей), что стало объектом изобретения (подана заявка на получение патента).
К особенностям управления оснащением следует отнести многокритериальную оценку начальных условий, зависящих от постоянных и случайных воздействий, дискретный запуск продукции в производство, отсутствие четких границ между потребностью в оснастке при различном (часто не предсказуемом), объеме заказов, динамике поступления средств и ряде других факторов.
