Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Современное состояние высокопроизводительной обработки на оц и оценка ее эффективности 5
1.1 Обрабатывающие центры - состояние и тенденции 5
1.2 Современное состояние качественной и количественной оценки эффективности применения ОЦ .. 15
1.3 Выводы по главе 1
Цели и задачи диссертационной работы 17
ГЛАВА 2 Методика оценки эффективности обработки на высокопроизводительном ОЦ 18
2.1 Условия применения методики 18
2.1.1 Особенности применения ОЦ в условиях крупносерийного производства 18
2.1.2 Ограничения рассматриваемых методик 18
2.1.3 Порядок выполнения работы 19
2.2 Методология определения эффективности технологического решения путем оценки производственно-технологического потенциала 20
2.2.1 Понятие производственно-технологического потенциала 20
2.2.2 Определение потенциала 22
2.2.3 Измерение потенциала 22
2.2.4 Использование потенциала для оценки существующего и планируемого производства на ОЦ 24
2.2.5. Понятие технологического решения 24
2.2.6 Оценка производственного потенциала технологического решения для ОЦ 25
2.3. Методика определения стоимости стаико-часа оборудования в современных российских условиях 28
2.4. Затраты времени и средств на высокопроизводительную механическую обработку на ОЦ 31
2.4.1 Затраты, определяемые временем обработки детали Со 33
2.4.1.1 Основное время при обработке на ОЦ 37
2.4.1.2 Вспомогательное время при обработке на ОЦ 38
2.4.1.3 Время замены изношенного инструмента 41
2.4.2 Затраты, определяемые временем наладки на обработку детали или партии деталей Сн 43
2.4.3 Затраты, определяемые стоимостью инструмента Си 48
2.4.4 Затраты, определяемые стоимостью применения СОЖ Ссож 52
2.4.5 Прочие затраты Спр 53
2.4.6 Затраты, определяемые стоимостью материала См : 53
2.5. Влияние построения инструментальной наладки высокопроизводительного ОЦ на состав затрат. 54
2.6 Оптимизация режимов обработки на ОЦ по критериям минимальной стоимости и максимальной производительности технологической операции 56
2.7 Особенности определения потенциала технологического решения на основе высокопроизводительного ОЦ для крупносерийного производства 61
2.8. Разработка блок-схемы алгоритма программного математического обеспечения расчета производственно-технологического потенциала технологической операции 65
2.9 Основные факторы, влияющие на потенциал технологического решения операции обработки 71
2.9.1 Сокращение основного времени 71
2.9.2 Сокращение вспомогательного времени 74
2.9.3 Сокращение времени и стоимости наладки 76
2.9.4 Сокращение стоимости инструмента 77
2.9.5 Сокращение стоимости СОЖ 77
2.9.6 Сокращение стоимости станко-часа 77
2.10 Анализ факторов, влияющих на потенциал технологического решения, с учетом их источников.. 78
2.10.1 Параметры станка, влияющие на потенциал технологического решения 78
2.10.2 Параметры технологии обработки и режущего инструмента, влияющие на потенциал технологического решения 78 2.10.3 Организационно-технологические аспекты, влияющие на потенциал технологического решения... 79 2.11. Выводы по главе 2 79
ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование методики оценки эффективности обработки на ОЦ 81
3.1. Условия применения методики для оценки эффективности технологических переходов при обработке на ОЦ 81
3.2 Оценка эффективности изменения скорости быстрого хода и величины ускорения исполнительных органов ОЦ на потенциал технологического решения 81
3.2.1 Алгоритм работы программы расчета 82
3.2.2 Цели и задачи эксперимента. 83
3.2.3 Оценка ускорения при линейных перемещениях исполнительных органов станка 83
3.2.4 Подтверждение работоспособности алгоритма путем сравнения расчетных и экспериментальных данных 88
3.2.5 Результаты эксперимента 90
3.2.5.1 Для детали типа «плита» 90
3.2.5.2 Для детали типа «корпус» 103
3.3 Оценка влияния конструкции и алгоритма работы устройства смены инструмента ОЦ на потенциал технологического решения 113
3.4 Влияние мощности и крутящего момента шпинделя ОЦ на потенциал технологического решения. 128
3.5 Влияние времени разгона-торможения шпинделя ОЦ на потенциал технологического решения... 135
3.6 Выводы по главе 3 147
ГЛАВА 4 Выбор оптимальной технологии и состава инструментальной наладки ОЦ 149
4.1 Оценка эффективности ОЦ при выборе технологического решения 149
4.2 Оценка эффективности применения специального комбинированного инструмента 153
4.3 Использование методики оценки эффективности применения ОЦ при выборе наиболее эффективного инструмента для конкретных условий обработки 162
4.4 Использование методики оценки эффективности применения ОЦ для подтверждения эффективности некоторых современных технологических средств повышения производительности и точности обработки 165
4.5 Выбор областей применения инструментов с упрощенной высокоточной настройкой 167
4.6 Влияние замены методов обработки на ОЦ при построении технологического процесса (выборе технологического решения) 173
4.7 Выводы по главе 4 187
Общие выводы по диссертационной работе 188
Список литературы 189
Приложение 1
- Современное состояние качественной и количественной оценки эффективности применения ОЦ
- Методика определения стоимости стаико-часа оборудования в современных российских условиях
- Оценка влияния конструкции и алгоритма работы устройства смены инструмента ОЦ на потенциал технологического решения
- Выбор областей применения инструментов с упрощенной высокоточной настройкой
Введение к работе
Одним из основных видов перспективного оборудования в современном производстве являются обрабатывающие центры (ОЦ). ОЦ применяются в различных условиях производства - от единичного до крупносерийного. В данной работе рассматривается применение ОЦ в условиях крупносерийного и серийного производства. Современные высокоэффективные обрабатывающие центры позволяют реализовать все возможности инструмента по повышению производительности обработки.
Технология обработки резанием в последние годы достаточно интенсивно развивается. Твердосплавные инструменты постоянно расширяют свою область применения. Сами твердые сплавы также постоянно развиваются, уменьшается размер зерна, что приводит к росту изгибной прочности и твердости и позволяет вести обработку на более интенсивных режимах резания. Новые виды износостойких покрытий позволили не только увеличить скорости резания, но и реализовать обработку без применения СОЖ и обработку материалов в твердом состоянии, например, после термообработки. Широкое распространение прогрессивных инструментальных материалов, таких как режущая керамика, кубический нитрид бора, поликристаллический алмаз позволило существенно повысить объем удаляемого материала, повысив тем самым производительность обработки. Одновременно применение таких материалов привело к повышению требований к станку в части точности, жесткости и силовых характеристик.
Обрабатывающие центры являются дорогостоящим оборудованием. Эффективность их применения напрямую зависит от правильности выбора технологии обработки, от организационных условий, в которых применяется обрабатывающий центр, и, от соответствия технических характеристик обрабатывающего центра поставленным перед ним задачам.
Перед приобретением обрабатывающего центра или перед переводом обработки детали на существующий центр необходимо проверить, насколько эффективно центр может быть использован в данных условиях производства при обработке конкретных деталей. Для того чтобы количественно оценить эффективно ли применение обрабатывающего центра в конкретных условиях, необходимо иметь в распоряжении набор программных средств для проведения оценки эффективности применения ОЦ в конкретных условиях. Такой набор средств также должен давать возможность оценить, насколько обрабатывающий центр с такими характеристиками эффективен для предлагаемой обработки. Данная работа посвящена решению указанных вопросов.
Современное состояние качественной и количественной оценки эффективности применения ОЦ
Рисунок 11. Инвестиции в зависимости от выпуска изделий для разных групп оборудования Из рисунка видно, что десять лет назад обрабатывающие центры не могли рассматриваться как альтернатива автоматической линии при объемах производства более 50 тысяч штук в год. В 1997 году граница составила 125 тысяч штук в год. Современные обрабатывающие центры сдвинули эту границу еще дальше.
Одним из основных критериев, позволяющих широко применять ОЦ в крупносерийном производстве, является их надежность. Надежность современных обрабатывающих центров настолько высока, что позволяет использовать их без станков-дублеров в условиях крупносерийного производства.
Вопросы конструкции и применения обрабатывающих центров освещены в [1], [3], [9], [20], [26], [29], [36], [50], [52] ,[59] ,[75], [77], [86], [82]. Анализ данных работ показал, что все авторы оценивают обрабатывающие центры как основной вид прогрессивного оборудования для обработки корпусных деталей в производстве любой серийности.
В данных работах практически не рассматривался вопрос применения ОЦ в крупносерийном производстве. Такая постановка вопроса рассмотрена в ряде зарубежных публикаций: [28], [31], [37], [54], [56], [58], [92], [96], [95]. Однако ни в одной из указанных работ не были рассмотрены вопросы эффективности применения ОЦ в условиях крупносерийного производства.
В начале любого нового проекта независимо от его уровня (создание нового завода, производственного участка, установка отдельного станка) необходимо в первую очередь оценить концепцию развития бизнеса, определить его состояние и перспективы. Надо свести воедино все составляющие - маркетинг, инжиниринг, производство и финансы и построить общую концепцию функционирования и развития всей фирмы, одного производственного участка или отдельного оборудования.
С одной стороны, стоимость оборудования и рабочей силы немаленькая и постоянно возрастает. Неквалифицированный низкооплачиваемый ручной труд заменяется на более квалифицированный и далее на автоматизированное оборудование, требующее наличия высокооплачиваемых инженеров и персонала, поддерживающего оборудование в рабочем состоянии. Стоимость материалов возрастает напрямую и косвенно. Это вызывает удорожание выпускаемых деталей и одновременно повышает потери на выпуск бракованных изделий, если такое происходит. Свою определенную долю вносят налоги, увеличивается стоимость энергетических ресурсов. Появляется необходимость платить арендную плату, меняются условия амортизации оборудования. Все это приводит к необходимости более тщательного расчета экономических показателей.
С другой стороны, одна из основных проблем сегодняшнего состояния промышленности заключается в том, что технология принимается по принципу «лучшее из того, что есть» или «проверено на практике» вместо того, чтобы поставить задачу «лучшее». Не ставится задача определить, как должна выглядеть технология в данных конкретных условиях, а ставится задача определить «как работает существующая технология». Такой подход необходимо менять, и чем быстрее, тем лучше. Результатом замены должен стать системный подход к бизнесу.
Исходя из современных требований системного подхода к управлению современным производством, необходимо реализовать следующие задачи: Маркетинговый прогноз сбыта продукции для определения плана производства. Выяснение возможностей оборудования и вспомогательных служб для осуществления плана выпуска с определением необходимости закупки оборудования. Составление плана производства на основе маркетингового прогноза и возможностей оборудования. Контроль за основным производственным графиком, определяющим соответствие плана производства и маркетингового прогноза. Управление изменением состава и характеристик продукции в зависимости от требований рынка или изменения условий производства. Управление научно-техническими разработками. Создание уровневой системы компонентов изделия, позволяющей точно определить логическую структуру изделия. Создание базы данных по компонентам изделия, позволяющей точно определить свойства компонента и последовательность его обработки. Управление технологией с определением экономических показателей процесса производства и с разделением компонентов изделия на группы по технологическим признакам. Управление текущим производством с определением узких мест и их разгрузкой. Контроль за текущим производством по заданным параметрам - производительности в соответствии с графиками поставок и производственных затрат в соответствии с заданием. Из этого перечня видно, что в этой области очень тесно сходятся возможности и требования технологии, экономики и менеджмента. Даже краткий взгляд на перечень показывает, что для решения части задач, связанных с возможностями оборудования, необходимо эти возможности оценивать, причем как качественно, так и количественно. Исходными предпосылками для определения эффективности производства должны стать: Что должно производиться на рассматриваемом оборудовании? В каком количестве должны производится эти изделия? Какой должна быть стоимость изделия? Как долго должно выпускаться изделие? Указанные выше вопросы относятся к маркетинговой политике предприятия. Вопросы оценки эффективности металлообработки освещены в [4], [23], [26], [27], [43], [44], [51], [65], [76], [80], [89], [90]. Однако ни в одной из работ не был предложен реальный механизм оценки эффективности применения ОЦ в условиях конкретного крупносерийного производства. Также не была предложена методика выбора оптимального операционного технологического процесса применительно к конкретным условиям обработки на ОЦ.
Методика определения стоимости стаико-часа оборудования в современных российских условиях
Рассмотрим ситуацию для режущего инструмента: Перетачиваемый инструмент (сюда относится напайной инструмент, а также осевой инструмент, включая цельный твердосплавный) характеризуется тем, что за свой жизненный цикл проходит несколько периодов стойкости. Число этих периодов определяется максимальным числом переточек, которое в свою очередь зависит от длины режущей части инструмента и характера износа (при равномерном износе без выкрашиваний число переточек больше). В этом случае стоимость инструмента равна цене инструмента, разделенной на общее число периодов стойкости, плюс стоимость переточек данного инструмента за весь срок службы. Тогда: где Ци - цена инструмента, руб; Чп - максимальное число переточек, С МИн.перет - стоимость одной минуты времени переточки, руб; ерег - время переточки, мин. Под переточкой в данном случае понимается весь комплекс работ по восстановлению режущих свойств инструмента - непосредственно переточка, подготовка режущих кромок и нанесение нового износостойкого покрытия. Стоимость минуты или часа переточки и время переточки определяется в каждом конкретном случае, т.к. зависит от типа инструмента, инструментального материала, покрытия, оснащения заточного участка, оснащения участка нанесения покрытия и других технологических и организационных факторов. Указанные выше формулы действуют только в том случае, если после переточки стойкость инструмента не меняется. На практике же стойкость инструмента после переточки всегда ниже, чем стойкость нового инструмента. Учитывая коэффициент снижения стойкости Ксниж.ст» получим следующую формулу для расчета стоимости режущего инструмента: где Ци - цена инструмента, руб; Чп - максимальное число переточек. Стоимость переточки принимается в этом случае равной 20% исходной цены инструмента. Такой подход принят большинством инструментальных фирм. Сменные многогранные неперетачиваемые пластины обладают числом периодов стойкости, равным числу кромок. Тогда стоимость для неперетачиваемых пластин где Ци - цена инструмента, руб; Чкр - число кромок. Для корпусов инструмента: Стойкость корпуса Ткй задается числом замен пластин за срок службы корпуса. При замене пластин помимо корпуса изнашиваются и элементы крепления и юстировки пластин. Эти же элементы подвержены воздействию стружки и переменных нагрузок при обработке. Поэтому, к цене корпуса инструмента необходимо добавить цену этих элементов крепления, израсходованных за период стойкости корпуса. Поскольку определить точно это количество и цену невозможно, существует два пути: определить цену как процент от стоимости корпуса инструмента или задать ее в ценовом выражении из опыта фирм-поставщиков. При выборе второго пути можно говорить о переходе цены элементов крепления и юстировки на цену корпуса инструмента в размере 5-40 долларов США. Поскольку эта цифра сильно дифференцирована в зависимости от типа инструмента, более правильным будет принять эту добавленную стоимость в процентном соотношении. Тогда можно принять ее равной 5% для инструментов с простой системой крепления (пластины с креплением винтом или нижним рычагом) или 10% (пластины с креплением прихватом со стружколомом, наличие гнезд под пластину или котировочных элементов): К вспомогательному инструменту в некоторой степени относится сказанное выше о стоимости корпусов инструмента в части элементов крепления и настройки. В данном случае стоимость этих элементов не превышает 5% от стоимости вспомогательного инструмента: Стойкость вспомогательного инструмента определяется в часах работы или в количестве замен режущего инструмента и корпусов инструмента во вспомогательном инструменте. Отдельно можно выделить затраты, связанные с инструментальным хозяйством. В этом случае затраты равны количеству инструментов, находящемуся на станке, в перевозке в переточку или в переточке, умноженному на ставку затрат инструментального хозяйства. Типичная годовая ставка составляет до 20% от стоимости закупки инструмента. Данные затраты целесообразнее отнести как один из коэффициентов в расчет стоимости станко-часа. Затраты на оборудование Затраты на обслуживание системы подготовки и подачи СОЖ: Прочие затраты, связанные с применением СОЖ Подробно данные расходы приведены в приложении. Из существующих источников [88] известно, что при обработке корпусных деталей на автоматических линиях с централизованной подготовкой СОЖ расходы на СОЖ составляют от 11 до 17 % от общей величины расходов. В этой величине оборудование составляет до 65%, материалы - около 13%, энергия - около 12%, ремонт и обслуживание - около 8%, утилизация - около 2%. Для токарной обработки [88] картина совершенно другая - затраты на СОЖ составляют только 1,4% от общих затрат, при этом расходы на оборудование составляют 21%, доля материалов увеличивается до 35%, доля энергии - до 28%, обслуживание и утилизация незначительно увеличиваются - 9% и 3% соответственно. Величина и состав расходов меняется также в зависимости от типа системы - централизованная или в составе станков - и от серийности производства. Поскольку в отечественной промышленности подробные расчеты по статьям расходов на СОЖ затруднены, в предлагаемой методике затраты на СОЖ определяются либо как доля общезаводских затрат, отнесенная к выпуску данных деталей, либо как элемент стоимости станко-часа. Подобный метод является более простым и учитывает реальные затраты на СОЖ для обрабатывающих центров, поскольку в отечественной промышленности обрабатывающие центры достаточно редко объединены централизованной системой подачи СОЖ и, следовательно, не всегда требуется полный учет всех элементов затрат. К этой группе относятся непрямые производственные расходы (накладные расходы), которые не учтены при расчете стоимости станко-часа: управленческие расходы; расходы на техническое обслуживание оборудования; расходы на технические, технологические и исследовательские службы; расходы на утилизацию стружки; расходы на снабжение; расходы на тепло; расходы на электроэнергию и освещение цеха; другие расходы.
Оценка влияния конструкции и алгоритма работы устройства смены инструмента ОЦ на потенциал технологического решения
В рассмотренных ниже конкретных условиях оценены параметры станка и технологии обработки, оказывающие наибольшее влияние на потенциал технологического решения. Данные факторы были представлены в 2.9. В данном разделе работы на примере нескольких реализованных на практике технологических проектов показано их влияние на потенциал технологических решений. К данным проектам относятся: Обработка стальной трубной доски - типовой детали «плита»; Обработка чугунного моноблока дизельного двигателя - детали типа «корпус»; Обработка алюминиевого картера двигателя - типовой детали «корпус». Одновременно для облегчения оценки потенциала созданы несколько программных средств, позволяющих заменить натурный эксперимент математической моделью: Программа расчета перемещений станка Программа расчета силовых характеристик станка. Данные программы расчета позволили определить ряд показателей, не прибегая к сложным натурным экспериментам. Каждый из параграфов данной главы посвящен одному фактору, влияющему на потенциал решения, и содержит выводы, относящиеся к данному фактору. Проводимые эксперименты призваны подтвердить работоспособность методики оценки эффективности обработки на ОЦ, изложенной в главе 2.
Рассмотрим первую составляющую требований к станку - скорость быстрого хода и ускорения исполнительных органов станка по осям координатных перемещений станка. Как уже отмечалось в разделе 2.4.1.2 этот параметр оказывает существенное влияние на часть затрат, связанную с позиционированием инструмента и его перемещением в точку смены инструмента. Основные формулы для расчета времени ускоренного перемещения были приведены в разделе 2.4.1.2. Основываясь на этих формулах, необходимо экспериментально провести анализ распределения времени обработки, оценить долю ускоренного перемещения и влияние времени разгона-торможения на примере нескольких различных технологических решений обработки корпусных деталей различной конфигурации на ОЦ.
Для анализа времени перемещения была разработана программа расчета перемещений исполнительных органов станка, алгоритм которой представлен на рис. 39. Основной задачей программы расчета является расчет затрат времени на перемещения исполнительных органов станка по координатным осям с учетом разгона и замедления. В данной версии программы принято допущения 1. Скорости и ускорения равны для всех линейных (не круговых) координат станка (на практике иногда скорость быстрого хода и ускорения по осям не совпадают для разных координат). 2. Ускорения разгона и ускорения торможения приняты равными друг другу, что, однако, практически всегда соответствует истине. 3. Ускорение торможения для данного станка принято постоянной величиной, независимо от того, осуществляется ли перемещение со скоростью быстрого хода или со скоростью рабочей подачи. Исходными данными для программы являются скорости быстрого хода и ускорения при перемещении по осям. После ввода указанных параметров рассчитывается расстояние разгона-замедления для ускоренного перемещения по линейным осям и контрольное перемещение, равное сумме расстояний разгона и торможения. Исходя из формул (38) - (42) раздела 2.4.1.2, расчет времени перемещения зависит от того, превышает ли заданное перемещение рассчитанное ранее контрольное перемещение. Далее в программу вводятся перемещения исполнительных органов по осям координат станка так, как они указаны в управляющей программе. Перед величиной перемещения вводится признак "11", если перемещение осуществляется на ускоренном ходу, или значение подачи в миллиметрах в минуту, если перемещение осуществляется на рабочей подаче. Если перемещение осуществляется на рабочей подаче, то расстояние разгона-торможения и контрольное перемещение пересчитываются соответственно для заданной скорости подачи. После ввода значений программа рассчитывает время перемещения с учетом разгона-торможения, без учета разгона-торможения и возникающую при втором расчете ошибку во времени. Полученные результаты фиксируются. Через указанную программу расчета могут быть проведены соответствующие расчеты времени перемещений практически любых станков при оценке потенциала технологического решения. В данной работе программа исследований с помощью программы включала в себя исследования влияния скорости и ускорения перемещения исполнительных органов станка. При проведении исследования ставились следующие задачи: Оценить значение ускорения перемещения рабочих органов станка; Оценить долю времени разгона-торможения в общем времени ускоренного и рабочего перемещения для различных технологических решений; Оценить ошибку, возникающую при расчете оперативного времени технологического решения на стадии его проектирования при пренебрежении временем разгона- торможения; Оценить, как для разных технологических решений доля этой ошибки меняется в зависимости от соотношения основного и вспомогательного времен; Оценить долю времени позиционирующих перемещений исполнительных органов станка для отдельных технологических решений. Эксперимент с применением программы расчета проводился, как путем анализа проектируемого технологического решения, так и путем анализа управляющей программы системы ЧПУ существующего технологического решения. Для проведения эксперимента были выбраны технологические решения с разным соотношением основного и вспомогательного времени: Первая технологическая операция обработки трубной доски — фрезерование плоскости и торцев, фрезерование обнижений, сверление отверстий (рис. 41, табл. 5); Вторая технологическая операция обработки трубной доски - сверление трехсот семидесяти четырех отверстий (рис. 42, табл. 6); Первая технологическая операция обработки моноблока двигателя ГАЗ-560 (полная обработка плоскости всасывания) (рис. 40, табл. 4).
Выбор областей применения инструментов с упрощенной высокоточной настройкой
Доля основного времени увеличилась на 4% для первой операции и на 15% для второй. Программа расчета перемещений станка позволяет также получить достоверную информацию о доле основного времени в оперативном для отдельных инструментов. Соответствующие данные приведены в таблицах 8, 9, 10, 11 для каждого из рассмотренных четырех случаев для первой операции обработки трубной доски. Для второй операции, приведенные на диаграммах 47, 51, 55, 59 соотношения основного и вспомогательного времени напрямую относятся к одному используемому инструменту. Все результаты по
Средняя доля основного времени в оперативном увеличивается, как при увеличении ускорения (с 64% до 68% для варианта с увеличением только ускорения), так и при увеличении скорости быстрого хода (с 64% до 67% для варианта с увеличением скорости). Разрыв увеличивается при увеличении и скорости и ускорения (с 64% до 79% для варианта с увеличением и скорости и ускорения). Результат достаточно очевиден, так как во всех случаях происходит сокращение времени вспомогательных перемещений. Однако, данный анализ подтверждает предположение, что сокращение времени вспомогательных перемещений по разному сказывается на увеличении доли основного времени для разных инструментов.
Проведенный анализ (табл. 12) позволяет выделить, по крайней мере, три технологических перехода, для которых доля основного времени велика и практически не меняется с увеличением ускорения и скорости быстрого хода: 1. Торцевые фрезы, обрабатывающие большие поверхности с небольшим количеством переходов между поверхностями. 2. Концевые фрезы, обрабатывающие внешние контуры и торцы деталей. 3. Концевые фрезы, обрабатывающие карманы, выемки и обнижения большой площади. Для сверл доля основного времени существенно увеличивается с увеличением как скорости, так и ускорения перемещения осей. В зависимости от технологического решения (одно отверстие с необходимостью позиционирования для смены инструмента, несколько отверстий с позиционированием на смену инструмента и с позиционированием между отверстиями) меняется и реакция на увеличение скорости и ускорения. Для инструмента, обрабатывающего малое количество удаленных друг от друга отверстий, преобладающее воздействие оказывает увеличение скорости, при увеличении количества отверстий и сокращения расстояния между ними в значительной степени сказывается увеличение ускорения. Ускорение оказывает влияние на сокращение времени отвода (обратного хода) инструментов из отверстия, так как в этих случаях расстояние перемещения невелико. Этим объясняется незначительное влияние увеличения ускорения на время работы метчика — отвод метчика осуществляется на рабочей подаче. Закончим анализ влияния скорости быстрого хода и ускорения координатных осей при обработке типовой детали типа «плита» расчетом потенциала технологического решения для различных вариантов станка. Расчет потенциала проведем по предложенной в главе 2 методике. Для всех вариантов станка по каждой из операций оценим стоимость обработки (по алгоритму, приведенному в главе 2) и производительность обработки (из расчета времени обработки с использованием программа расчета перемещений станка). Как уже было указано в главе 2, сначала оценим стоимость станко-часа для каждого из четырех вариантов станка. Для расчета стоимости станко-часа воспользуемся известными данными и дополним недостающие эмпирическим путем. Стоимость станка в базовом варианте 500У нам известна (98.000 долларов по текущему курсу), известны и все его технические характеристики. Стоимость станко-часа для этого станка составляет 229 рублей. Цена станка ОМС 64V на условиях франко завод в Германии составляет (по данным фирмы ОМС) 80.000 долларов по текущему курсу, что в конечном итоге дает расчетную стоимость станко-часа в размере 254 рублей (с учетом транспорта и таможенной пошлины цена станка увеличивается). Стоимости станко-часа для гипотетических вариантов с увеличения только скорости и только ускорения можно рассчитать, только если экспертно оценить цену станка для этих вариантов. После такой оценки расчетная стоимость станко-часа составит 237 и 250 рублей, соответственно. Показатели производительности и стоимости данных технологических решений обработки приведены в таблице 13 и на рисунке 61 (решение 1 - базовое, решение 2-е увеличением и скорости и ускорения, решение 3-е увеличением только скорости, решение 4-е увеличением только ускорения). Из таблицы 13 и диаграммы 61 видно, что увеличение ускорения или вместе со скоростью ускоренных перемещений или отдельно (решения 2 и 4) увеличивает производительность на 16 % и сокращает затраты на 5-6% (решение 4 обеспечивает более низкие затраты за счет более низкой стоимости станко-часа, однако, как уже упоминалось, станки с большим ускорением и малой скоростью перемещения в промышленности отсутствуют, поэтому стоимость такого станка может быть определена только гипотетически). Существенным является результат по решению 3 (увеличение только скорости). Он показывает, что применение такого станка повышает производительность крайне незначительно, а стоимость обработки увеличивает на 2%. Проверим полученные результаты, исследовав подробно с помощью программы расчета перемещений операцию обработки плоскости выхлопа моноблока дизельного двигателя как детали, совмещающей в себе длительные фрезерные операции и достаточно большое количество переходов быстрых сверления, развертывания и нарезания резьбы. Коротко данное исследование уже упоминалось ранее в этом разделе при проверке работоспособности программы. Технология данной операции уже была представлена в таблице 4, а чертеж обработки — на рис. 40. Оценим распределение времени для данного технологического решения, а также ошибку в расчете, возникающую при пренебрежении ускорением перемещения исполнительных органов станка по осям координат. Полученные в результате расчета диаграммы приведены на рисунках 63 -65.
