Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изучаемого вопроса. цель и задачи исследования. 11
1.1. Научные направления развития отечественного станкостроения. 11
1.2. Характеристики типов производств и технологические средства, используемые в них . 13
1.3. Значение парка МРС в процессе интенсификации металлообработки. 20
1.4. Место гибких производственных систем в структуре парка МРС. 26
1.5. Анализ состояния станкостроительной отрасли России. 32
1.6. Организационные принципы, используемые при проектировании сложных объектов машиностроения . 37
1.7. Цель и задачи исследования. 45
Глава 2. Модель деятельности предприятия. целевая функция 48
2.1. Структурная схема составляющих деятельности предприятия. Технологический ресурс предприятия. 48
2.2. Прибыль - характеристика деятельности предприятия. 51
2.3. Анализ характера изменения ТЕ. 57
2.4. Аналитическое представление суммарной трудоемкости изготовления изделия . 63
2.5. Определение структуры МРС. 67
2.6. Выводы по второй главе. 73
Глава 3. Статистический анализ технического уровня металлорежущих станков отечественного производства . 75
3.1. Общие положения. 75
3.2. Классификация деталей машиностроения. 76
3.3. Классификация металлорежущих станков. 84
3.4. Структура и технический уровень металлорежущих станков. 90
3.4.1. Технический уровень станков токарной группы. 90
3.4.2. Технический уровень металлорежущих станков фрезерной группы. 98
3.4.3. Технический уровень горизонтально-расточных станков. 102
3.4.4. Технический уровень многоцелевых станков с ЧПУ. 103
3.5. Выводы по третьей главе. 113
Глава 4. Технический уровень станков электроэрозионной технологии 115
4.1. Обоснование выбора объекта исследования. 115
4.2. Анализ развития перспективных технологий машиностроения. 115
4.3. Технический уровень ЭЭС и ЭПС. 118
4.4. Методика и результаты экспериментального исследования технического уровня станков мод. СКЭ250ФЗ с ЧПУ . 124
4.5. Выводы по четвертой главе. 129
Глава 5. Практическое приложение результатов исследования. 131
5.1. Техническое задание на создание станков ЭЭ технологии. 131
5.2. Организационно-экономический анализ. 134
5.3. Основные принципы проектирования станков ЭЭ технологии. 137
5.4. Технологические особенности изготовления кареток. 142
5.5. Выводы по пятой главе. 148
Основные выводы. 150
Список литературы. 152
Приложение. 158
- Характеристики типов производств и технологические средства, используемые в них
- Организационные принципы, используемые при проектировании сложных объектов машиностроения
- Аналитическое представление суммарной трудоемкости изготовления изделия
- Методика и результаты экспериментального исследования технического уровня станков мод. СКЭ250ФЗ с ЧПУ
Введение к работе
Актуальность темы. Быстро изменяющиеся условия развития общества (экономические, социальные и др.) и возрастающее значение современных технологических достижений вызывают необходимость использовать технологию как стратегический компонент роста машиностроительного предприятия.
Технология, как и продукт, имеет свой жизненный цикл: подъем, насыщение и спад. Технологическое изменение (как улучшение) не может вечно длиться, потому его границы конечны. В связи с рассмотрением жизненного цикла технологии особое значение имеют следующие вопросы:
возможно ли, на основе существующего состояния известных технологий, предусмотреть границы их будущих эффектов и развития;
какими технологиями обладает анализируемое предприятие, а какими обладают потенциальные конкуренты;
эффективны ли вторичные усилия в улучшении старой технологии, или будет выгоднее перейти на новую технологию.
Многие примеры управления машиностроительным производством, в складывающихся в РФ рыночных отношений, свидетельствуют о том, что технология, к сожалению, все еще не имеет оценку ключевого фактора, который определяет рост предприятия. Больше внимания уделяется анализу рыночной позиции, определению места изделий в предполагаемых отношениях цен и объема рынка и т.п. Отношение между технологическими средствами предприятия и его деловой стратегией должно быть «стратегически уравновешено».
Выражение «стратегическая уравновешенность» относится к обоснованному определению вида и количества технологических средств, достаточных для изготовления выбранной номенклатуры изделий.
Настоящая диссертационная работа посвящена частичному решению проблемы достижения «стратегического равновесия» за счет расширения номенклатуры и технологических возможностей металлообрабатывающих станков и снижения затрат при их изготовлении. С такой точки зрения, тема исследования является актуальной.
Область исследования. Использование металлообрабатывающих станков в условиях серийного производства.
Объект исследования. Станки электроэрозионной технологии (ЭЭТ).
Целью диссертационной работы является повышения эффективности использования в технологических процессах на машиностроительных предприятиях станков, построенных по модульному принципу.
Для достижения сформулированной цели необходимо решить следующие задачи:
разработать модель формирования структуры парка технологического оборудования с учетом трудоемкости изготовления металлообрабатывающих станков, построенных по модульному принципу, и с учетом потребительского спроса на них;
выявить основные факторы, влияющие на характер изменения составляющих параметров модели;
разработать практические рекомендации по расширению технологических возможностей металлообрабатывающих станков, построенных по модульному принципу;
апробировать результаты исследования на практике.
Методы исследования. Трудоемкость изготовления
металлообрабатывающих станков в работе описана в виде целевой функции. Для решения целевой функции, с целью достижения минимальной трудоемкости изготовления изделия, использован
математический аппарат направленного перебора составляющих функцию. При оценке рынка металлорежущих станков (МРС) отечественного производства использованы методы математической статистики и системного анализа.
Научная новизна диссертационной работы заключается: в разработанной методике комплексной оценки трудоемкости изготовления продукции станкостроения, и в использовании модульного принципа конструирования станков ЭЭТ.
Практическая ценность. Вклад в практику проектирования и изготовления электроэрозионных станков с учетом конкретных рекомендаций по конструированию и технологии их изготовления.
Реализация работы. Работа выполнена в рамках ПИР МГИУ по теме: «Разработка научных основ создания гибкого наукоемкого оборудования и технологической оснастки для обработки сложно контурных деталей» (ГРНТИ 55.31.29, 73.01.21).
Отдельные разделы диссертации вошли в дисциплину «Основы инжиниринга в машиностроении», читаемую автором на кафедре «Технология и металлорежущие системы автомобилестроения» МГИУ.
Рекомендации по проектирования станков ЭЭТ и учета ряда технологических особенностей изготовления отдельных узлов переданы в виде технического предложения в ОАО «ЭНИМС» и на завод «Станкоконструкция» г. Москва.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях кафедры «Технология и металлорежущие системы автомобилестроения» МГИУ в 2002 и 2003 годах, а также на международной конференции в г. Люблине (Польша) в 2001 году и на двух научно-технических конференциях в г. Пензе в 2002 году.
Публикации. По теме диссертации опубликовано восемь печатных работ.
Объем работы. Диссертация набрана на компьютере и состоит из: основного текста на 152 стр., 34 иллюстраций, 39 таблиц, списка литературы - 52 наименования и приложения на 10 стр. Общий объем работы составляет 165 стр.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения. Во введении обосновывается актуальность выбранного исследования. В первой главе проведен подробный анализ состояния изучаемой проблемы, сформулирована цель и задачи исследования. Во второй главе изложены материалы теоретического исследования, составлена целевая функция в виде минимизированной трудоемкости механической обработки изделия, показаны методы ее решения и даны общие рекомендации по достижения сформулированной цели. В третьей главе рассмотрена методика формализованного представления информации об обрабатываемых деталях машиностроения и проведен подробный анализ технического уровня рынка МРС с использованием специальной системы кодирования типов и разновидностей станков. В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования станков ЭЭ технологии, полученные в производственных условиях. В пятой главе рассмотрены варианты практического приложения результатов исследования по проектированию станков ЭЭТ технологии. В приложении представлены статистические материалы по исследования рынка технического уровня МРС отечественного производства.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Скворцова С.А., Илларионов А.В. Технологический ресурс предприятия - основа развития в рыночных условиях. - Современные технологии в
машиностроении: Сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции. Ч.І. Пенза, 2001, с.5-7.
Скворцова С.А., Илларионов А.В. Методика сбора информации о рынке металлорежущих станков. - Материалы и технология XXI века. Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции. Ч.ІІ. Пенза, 2001, с.175-177.
Аверьянов О.И., Скворцова С.А., Толмачев С.А. Роль технологии в деловой стратегии предприятия. М.: СТИН, 2001, №2, с.7-8.
Скворцова С.А., Аверьянов О.И. Формализованная классификация деталей машиностроения. М.: СТИН, 2001, №6, с.24-26.
Аверьянов О.И., Аверьянова И.О., Скворцова С.А. Формализованная классификация деталей машиностроения. - TECHNOLOGICZNE SYSTEMY INFORMACYSNE W INZYNIERII PRODURCJI I KSZTALCENIU TECHNICZNYM: IV RONFERENCJA NFUKOWO-TECHNICZNA, LUBLIN, 2001, С.105-109.
Аверьянов О.И., Скворцова С.А. Информационная среда рынка металлорежущих станков - основа реформирования станочного парка предприятий машиностроения. - Технология, экономика и организация производства технических систем. Межвузовский сборник научных трудов. М.: МГИУ, 2002, с.3-5.
Скворцова С.А. Учет влияния технологической наследственности предприятия в бизнес-плане. - Технология, экономика и организация производства технических систем: Межвузовский сборник научных трудов / Под редакцией В.А. Демина, О.Н. Герасиной - М.: МГИУ, 2002, с.65-68.
Аверьянов О.И., Аверьянова И.О., Сычева Н.А., Скворцова С.А. Методика статистического анализа технического уровня отечественных станков. М.: СТИН, 2002, №2, с.7-8.
Характеристики типов производств и технологические средства, используемые в них
Тип машиностроительного производства в России определяется программой выпуска одинаковых изделий в год и трудоемкостью их изготовления. В этом смысле различают следующие типы производств: единичное, серийное (мелко, среднее и крупное) и массовое. Тип производства можно определить аналитически при помощи, так называемого, коэффициента закрепления операций [29,47]: где: Н0 - общее число операций, необходимое для выпуска изделий; Нр - число рабочих мест, на которых выполняются эти операции.
В табл. 1.1 приведены данные, определяющие тип производства в зависимости от значения К30. В зарубежной практике подобная классификация отсутствует и в основу оценки типа производства положены показатели, учитывающие количество наименований (номенклатуру) деталей, находящихся в производстве, и их годовой выпуск. Усредненные значения этих показателей приведены в табл. 1.2.
Из сравнения табл. 1.1 и табл. 1.2 следует, что за рубежом продукция не выпускается длительно массовым тиражом, так как рынок постоянно диктует высокие требования по качеству изготовления с одновременным обновлением выпускаемой продукции.
В настоящее время серийное производство в России составляет до 75-80% действующих производственных мощностей. Основную долю станочного парка в серийном производстве составляют универсальные МРС с ручным управлением (РУ), которые, согласно классификации, разработанной еще в 30-х годах академиком Дикушиным В.И., делятся по технологическому признаку на токарные, фрезерные, зубообрабатывающие, шлифовальные и другие станки [39]. Всего таких признаков этой классификации девять. Причем, каждый технологический признак в свою очередь делиться еще на девять признаков по разновидностям технологических операций в пределах одной технологической группы станков.
За последние 20-30 лет удельный вес МРС с ЧПУ составил порядка 5% от общего парка металлорежущего оборудования [2,15,17,20]. Отсюда следует, что до настоящего времени МРС с ЧПУ не определяют общий уровень производительности металлообработки в целом.
Анализ интенсивности механообрабатывающего производства в промышленно-развитых странах показывает, что она достаточно низка, особенно в мелко- и среднесерийном производствах. Характерными показателями являются относительно высокая занятость рабочих (60-80%), небольшая продолжительность времени непосредственной обработки детали по отношению к общему времени цикла изготовления детали (в среднем около 8%).
Если взять за 100% теоретически возможный фонд времени работы, то в принципе станок как машина может работать непрерывно все 24 часа в сутки и 365 дней в году, т.е. теоретически возможный фонд времени составит 8760 часов. Однако станки простаивают в выходные и праздничные дни, а также в 3-ю смену, что составляет 53% теоретически возможного фонда времени. Если не организована и 2-я смена, то с учетом потерь организационно-технического характера в мелко- и среднесерийном производствах станок работает только 6-10% от общего фонда времени. Оператор МРС основную часть рабочего времени расходует на взаимодействие со станком в процессе обработки заготовки. При этом часть выполняемых им функций требует значительных физических усилий и внимания даже при односменной работе. Станок простаивает в процессе загрузки и переналадки. Таким образом, для обеспечения работы станка в течение времени теоретически возможной его работы (6-10%), рабочий использует весь свой реальный фонд времени. Для исключения только сменных потерь времени работы одного станка, необходимо более четырех станочников. При этом из-за технического несовершенства и организационно-технических потерь время полезной работы станка составило бы 30-40% от общего количества фонда времени. Как правило, необходимость запуска деталей на обработку партиями, несогласованность по времени работы отдельных станков и другим причинам приводит к тому, что непосредственно в обработке на станке деталь находится 5-10% времени производственного цикла. Очевидно, что в этих условиях рабочий не может обеспечить работу универсального станка с требуемой интенсивностью. Повысить интенсивность механообработки можно за счет уменьшения зависимости работы станка и вспомогательного оборудования от обслуживающего персонала. Необходимо создавать такое станочное оборудование, которое позволило бы обеспечить его круглосуточную автоматическую работу в комплексе с транспортно-накопительным, загрузочным, складским и другим оборудованием. Комплексная автоматизация оборудования последовательно высвобождает станочника от непосредственного его обслуживания.
Создание оборудования нового поколения непосредственно связано с развитием самих средств автоматизации, которые трансформировались и совершенствовались на базе электронной техники. Иногда в технической литературе встречаются выводы о независимости развития средств автоматизации в различные периоды с внешними побудительными причинами. Более правильными, представляются подходы к этому вопросу немецких специалистов (рис. 1.1). Рисунок показывает, что 70-80-е годы характеризовались насыщением рынка продукцией преимущественно ограниченной номенклатуры, но большого объема. Развитие производства при этом шло по пути повышения производительности за счет частичной механизации различных видов работы, выполняемой при взаимодействии рабочий-станок с учетом технологической оснастки. Конечная цель этих мероприятий сводилась к достижению качества выпускаемой продукции за счет повышения точности изготовления станков, прецизионной сборки и других технологических устройств и приемов.
Организационные принципы, используемые при проектировании сложных объектов машиностроения
Как уже отмечалось, при сложившейся ситуации в станкостроении, без глубоких организационных мероприятий в отрасли решить проблему реформирования парка технологических машин не возможно. Старые формы плановой организации работы не пригодны в условиях рынка, а более прогрессивные находятся на стадии поиска.
В мировой практике в условиях наличия в производственной сфере огромного количества мелких и средних предприятий, играющих весьма существенную роль в разработке и изготовлении продукции машиностроения, большое значение приобретают, так называемые, инжиниринговые фирмы. Следует отметить, что многие из этих фирм не являются крупными организациями с развитой инфраструктурой и поэтому предъявляют к своему персоналу требования широкого круга знаний и умения работать в условиях диверсификации деятельности. Поэтому специалист (инженер, менеджер проекта, исследователь и т.д.), работающий в инжиниринговой фирме, должен обладать редким сочетанием знаний, позволяющим свободно ориентироваться в ситуационной обстановке, окружающей его, а также в различных областях прикладной науки и техники, владеть методами прогнозирования и умением использовать возможности вычислительной техники при разработке новых товаров и технологии.
Понятие "инжиниринг" в настоящее время достаточно широко используют во многих странах мира и под этим подразумевают деятельность организации (фирмы), которая на основе коммерческих взаимосвязей оказывает различные консультационные услуги и разрабатывает проекты научно-технического, производственного и рыночного характера, связанных с созданием продукции.
В принципе разработку любого проекта можно осуществить собственными силами, но при этом предприятие должно располагать достаточным кадровым составом специалистов и соответствующим техническим обеспечением. Поэтому в последние годы в мире резко возросло число предприятий, специализирующихся на инжиниринговых услугах в области машиностроения, особенно по проблемам автоматизации производства различного уровня вплоть до создания заводов-автоматов.
Существует несколько типов организации, причастных или занимающихся освоением крупных проектов [14].
Консультационные фирмы - организации, помогающие промышленным корпорациям и фирмам снизить до минимума риск, связанный с освоением крупных новых проектов. Подобные фирмы проводят глубокие технико-экономические исследования по оценке рынка, перспектив развития определенных технических направлений, конкурентоспособности новой продукции и т.д. От этих фирм можно получить технологические прогнозы на несколько лет, информационные обзоры и некоторые другие материалы.
Внедренческие фирмы - внедрение изобретений в промышленность. Через различные каналы эти фирмы отбирают перспективные научные идеи, берут на себя заботы и расходы по освоению новшеств, ищут фирмы, которые взялись бы за реализацию новшества, заключают с ней договора о финансировании нововведения и распределения будущих доходов. В их деятельности есть как очень удачные сделки по внедрению, так и промахи. И, тем не менее, опыт работы этих организаций весьма интересен.
Фирмы "рискового капитала" - эти предприятия представляют собой мелкие фирмы, которые берутся за разработку радикальных новшеств.
Создание и развитие сложных технических систем в настоящее время невозможно без использования принципов и методов системного подхода и математического аппарата системотехники [37]. Для системотехники характерно эволюционное проектирование, т.е. продолжение проектирование после того, как система создана. Поэтому в проекте нужно предусматривать возможности модификации проектируемой системы, позволяющие корректировать проектные решения в процессе ее отладки в конкретных производственных условиях. Использование такого подхода позволяет четче организовать процесс проектирования во времени, удешевлять и сократить проектировочный цикл.
Для подобного метода проектирования характерны две взаимосвязанные тенденции: разработка принципиально новых методов и средств; интенсивная системная интерпретация известных методов. Системное проектирование позволяет создавать информационный вариант системного описания больших технических средств и дает единственно возможную основу для междисциплинного сотрудничества при их построении. Как методология, системное проектирование сложных технических средств основана на рациональном сочетании эвристических (прогнозных) приемов, обобщающих опыт и здравый смысл, с формальными процедурами анализа и синтеза, ориентированных на использование ЭВМ. Комплексный подход при решении сложных технических средств включает необходимость учета большого количества факторов в их взаимосвязи, а также выявления перечня основных ограничений и требований, предъявляемых к ним со стороны проектируемого объекта [40]. Такие факторы можно укрупнено выделить в следующие группы: - факторы функционально-технического назначения, описывающие проектируемую систему с ее входами и выходами; - факторы экономического назначения, включающие понятия: производительности, стоимости, прибыли, периода эксплуатации и др.; - факторы информационного назначения, обеспечивающие описание действительной ситуации, складывающейся в производстве, а также создающие возможность корректировать и редактировать программы при внесении конструктивно-технологических изменений; - факторы функционального назначения, отражающие такие показатели как точность, качество, надежность, долговечность, ритмичность и др.; - факторы эксплуатационного назначения, создающие необходимые условия для эксплуатации системы, режима ее работы и прочие факторы. В основу представления о содержательной части комплексного инжиниринга принята структура проекта, достаточно хорошо апробированная в международной практике, которая показана на рис.1.4.
Технико-экономический анализ проекта является наиболее важным этапом разработки, поскольку конечный результат в значительной степени зависит от того, насколько квалифицированно и убедительно принятые основополагающие решения и положения обеспечат в дальнейшем успех проекта на рынке машиностроительной продукции. Прежде всего, формулируются цели проекта и определяются задачи, которые, по мнению разработчиков должны добиться достижения поставленной цели. Эта часть работы строится на основе материалов по изучению рынка спроса и предложений, анализа развития технических и информационных средств; учета возможных кооперационных связей и т.д. На основе полученных данных создается модель будущего проекта и его возможные разновидности. Разрабатывается укрупненный план реализации проекта. Как правило, на этом этапе в число участников разработки, кроме руководства и ведущих специалистов инжиниринговой организации, входят представители заказчика проекта и авторитетные консультанты со стороны по специфическим проблемам и вопросам.
Аналитическое представление суммарной трудоемкости изготовления изделия
Из выражения (2.16) следует, что суммарная трудоемкость изготовления изделия зависит от произведения единичной и относительной трудоемкости его изготовления. Единичную трудоемкость изготовления деталей можно рассчитать принципиально двумя способами: сравнительным и абсолютным. В первом случае сравнение трудоемкости производится с базовым вариантом изготовления детали с использованием степенной зависимости вида: где: А6,хб - соответственно трудоемкость и характеристический параметр базовой детали; S = Единичная трудоемкость обработки деталей может изменяться в результате совершенствования режимов резания и применения новых инструментальных материалов, сокращения временных потерь на вспомогательные переходы, а также за счет более совершенной организации производства в целом. Поэтому наиболее целесообразным способом определения трудоемкости изготовления одной детали является абсолютный способ.
Причем, наибольшего эффекта можно добиться за счет организации технологии изготовления деталей по, так называемым, элементарным поверхностям [29,41]. Этот прием хорошо зарекомендовал себя в свое время при создании гибких производственных систем и модулей с ЧПУ. Основываясь на характере изменения трудоемкости, показанной на рис.2.4, представим относительную трудоемкость в следующем виде: где: Т0 - постоянная составляющая; ТПЕР _ переменная составляющая; dK - текущее количество обрабатываемых изделий, шт; d0 - количество обрабатываемых изделий, после которого не приходит изменение трудоемкости изготовления изделия, шт; р - показатель снижения темпа трудоемкости. На рис.2.5 показана картина изменения Тотн для нескольких произвольно взятых значений, входящих в выражение (2.19). Как видно из приведенных графиков, характер изменения относительной трудоемкости существенно зависит от показателя степени. Резкое снижение исследованной характеристики происходит при Р 2,0. Выделим отдельно второе слагаемое уравнения (2.19) и запишем его в виде: где:
А - амплитуда переменной части уравнения (2.19). Таким образом, если необходимо при переходе из массового характера производства с характеристикой Т0 = 0,4 на серийное производство со снижением трудоемкости изготовления изделия на 30% (ТПЕР = 3) от значения единичной трудоемкости, необходимо выбрать то значение "Р", которое будет соответствовать желаемой серийности в виде отношения КЛ Физический смысл значения показателя "Р" (см. рис.2.6.) заключается в отображении совершенства организации производства и использования соответствующего гибкого технологического оборудования, обеспечивающих в совокупности минимизацию организационно-технологических потерь при изменении серийности выпускаемой продукции. Для подтверждения сказанного, на рис.2.7 приведены сравнительные данные по трудоемкости изготовления продукции для различных видов производств, полученные ЭНИМСом при проведении производственных испытаний на заводе "Станкоконструкция" и Одесском станкозаводе прецизионного оборудования в 1985-1990 годах. За 100% трудоемкости изготовления некоторой продукции принято использование семи станков с ЧПУ, которые работают в автономном режиме (кривая 1). Организация этих же станков по принципу групповой технологии снижает несколько суммарную трудоемкость, но остается постоянной для всех станков (прямая 2). При организации станков с ЧПУ в системе автоматизированного производства (гибкие производственные системы) характер снижения трудоемкости изготовления продукции (кривая 3) подобен приведенному на рис.2.5.
Методика и результаты экспериментального исследования технического уровня станков мод. СКЭ250ФЗ с ЧПУ
Методика экспериментального исследования станка мод СКЭ250ФЗ строилась из предположения условного разделения станка на две части. Первая часть, силовая, характеризовалась технологическими особенностями генератора импульсов, материалом электрода, системой прокачки жидкости и ЧПУ. Вторая часть, установочная, характеризовалась размерами стола, объемом рабочего пространства и координатными перемещениями.
Технологический уровень силовой части исключительно зависит от характеристик покупных изделий (генератора импульсов, материала электрода, системы ЧПУ), которые проверяются заводом на выходном контроле. Технический уровень установочной части станка определяется конструктивными решениями и технологическими возможностями завода-изготовителя станков. Поэтому методика экспериментального исследования была разработана для определения технического уровня установочной части станка.
Первая проверка. Определение прямолинейности рабочей поверхности стола (рис.4.3). На рабочей поверхности стола 1 по различным направлениям устанавливается поверочная линейка 2 на двух регулируемых опорах 3 таким образом, чтобы показания индикатора 4 над опорами были одинаковыми. Индикатор со штативом 5 перемещается по поверяемой поверхности. Его наконечник контактирует с рабочей поверхностью поверочной линейки. Отклонение от прямолинейности равно наибольшей алгебраической разности показаний показывающего прибора во всех сечениях. При продольном и поперечном перемещениях (по нормам точности завода) отклонения от прямолинейности не должны превышать 12мкм.
Вторая проверка Определение параллельности перемещения стола в продольной и поперечной гтоскостях (рис. 4.4). На рабочей поверхности 6 устанавливается поверочная линейка 1 с помощью регулируемых опор 2 так, чтобы показания регистрирующего прибора 4, установленного на поверяемом узле 3, были одинаковы в крайних точках перемещения. Линейка устанавливается параллельно ходу стола. Стол перемещается на вся длину хода в продольном и поперечном направлениях. Отклонения от прямолинейности не должно превышать 20мкм.
Третья проверка. Определение перпендикулярности направления поперечного перемещения стола траектории его продольного перемещения (рис.4.5). На рабочей поверхности стола 1 горизонтально располагается угольник поверочный 3 так, чтобы одна из его сторон была параллельна продольному перемещению стола. На инструментальной (силовой) головке станка закрепляется индикатор 4 со штативом 5. Измерительный наконечник индикатора должен касаться второй (контрольной) грани угольника, расположенной в поперечном направлении. Стол перемещается в поперечном направлении на полную длину хода. Отклонение от перпендикулярности направления поперечного к продольному перемещению определяется как наибольшая алгебраическая разность показаний показывающего прибора на всей длине хода. Допустимое отклонение не должно превышать Ібмкм. В табл.4.7 приведены экспериментальные данные по первым трем проверкам, полученных в результате исследования пяти образцов станков изготовленных заводом в период с 1999 года по 2002 год.
Четвертая проверка Определение точности позиционирования стола (рис.4.6). На столе 1 устанавливается прецизионная штриховая линейка 2. Отсчет перемещений производится отсчетным микроскопом 3, закрепленным на инструментальной головке 4. Для определения точности позиционирования задается десять интервалов перемещения стола (для каждой координаты отдельно): 8, 32, 56, 80, 104, 128, 152, 176, 200 и 224мм. Каждое положение стола фиксировалось пятикратно и определялось, в контролируемой точке, среднее значение полученной координаты. Результаты экспериментального исследования представлены на рис.4.7, где суммарное значение точности позиционирования стола представлено в виде суммы амплитуды положительного и отрицательного отклонения.
В результате проведенной экспериментальной работе на станках серийного производства завода "Станкоконструкция" установлено, что: по основным показателям технического уровня установочная часть станков ЭЭ технологии соответствует тем, нормативным условиям, которые были сформулированы заводом в 80-х годах; в принципе все нормы точности, за исключением первой проверки, находятся на пределах технологических возможности завода; обращает внимание то обстоятельство, что классическому варианту крестового стола, используемого в станке (вторая и третья проверки, второго и третьего образца), свойственно снижение точности параллельности и перпендикулярности перемещения стола в его крайних точках перемещения. Это явление известно в практике под названием "стол свисает" при предельных положениях стола в координатах X и Y; точность позиционирования стола в варианте использования шагового привода и TTTRTT не может быть ужесточена, поскольку последнее звено привода (ШВП) не контролируется и исполнительный орган станка находится в "свободном выбеге"; использование шагового привода подачи не позволяет обеспечивать высокую скорость перемещения (не более 5м/мин) исполнительного органа станка, что существенно снижает производительность обработки деталей на станках ЭЭ технологии.
