Исследование влияния элементов технологической системы на эффективность высокопроизводительной обработки на обрабатывающих центрах

• Автор: Локтев, Дмитрий Абрамович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил

Введение
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ НА ОЦ И ОЦЕНКА ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
§ 1.1 Обрабатывающие центры - состояние и тенденции
§ 1.2 Современное состояние качественной и количественной оценки эффективности применения ОЦ..
§ 1.3 Выводы по главе
Цели и задачи диссертационной работы
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ НА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОМ ОЦ
§ 2.1 Условия применения методики
§ 2.1.1 Особенности применения ОЦ в условиях крупносерийного производства
§ 2.1.2 Ограничения рассматриваемых методик
§ 2.1.3 Порядок выполнения работы
§ 2.2 Методология определения эффективности технологического решения путем оценки производственно-технологического потенциала
§ 2.2.1 Понятие производственно-технологического потенциала
§ 2.2.2 Определение потенциала
§ 2.2.3 Измерение потенциала
§ 2.2.4 Использование потенциала для оценки существующего и планируемого производства на ОЦ
§ 2.2.5. Понятие технологического решения
§ 2.2.6 Оценка производственного потенциала технологического решения для ОЦ
§ 2.3. Методика определения стоимости станко-часа оборудования в современных российских условиях
§ 2.4. Затраты времени и средств на высокопроизводительную механическую обработку на ОЦ
§ 2.4.1 Затраты, определяемые временем обработки детали Со
§ 2.4.1.1 Основное время при обработке на ОЦ
§ 2.4.1.2 Вспомогательное время при обработке на ОЦ
§ 2.4.1.3 Время замены изношенного инструмента
§ 2.4.2 Затраты, определяемые временем наладки на обработку детали или партии деталей Сн
§ 2.4.3 Затраты, определяемые стоимостью инструмента Си
§ 2.4.4 Затраты, определяемые стоимостью применения СОЖ Ссож
§ 2.4.5 Прочие затраты Спр
§ 2.4.6 Затраты, определяемые стоимостью материала См
§ 2.5. Влияние построения инструментальной наладки высокопроизводительного ОЦ на состав затрат.
§ 2.6 Оптимизация режимов обработки на ОЦ по критериям минимальной стоимости и максимальной производительности технологической операции
§ 2.7 Особенности определения потенциала технологического решения на основе
высокопроизводительного ОЦ для крупносерийного производства
§ 2.8. Разработка блок-схемы алгоритма программного математического обеспечения расчета производственно-технологического потенциала технологической операции
§ 2.9 Основные факторы, влияющие на потенциал технологического решения операции обработки
§ 2.9.1 Сокращение основного времени
§ 2.9.2 Сокращение вспомогательного времени
§ 2.9.3 Сокращение времени и стоимости наладки
§ 2.9.4 Сокращение стоимости инструмента
§ 2.9.5 Сокращение стоимости СОЖ
§ 2.9.6 Сокращение стоимости станко-часа
§ 2.10 Анализ факторов, влияющих на потенциал технологического решения, с учетом их источников..
§ 2.10.1 Параметры станка, влияющие на потенциал технологического решения
§ 2.10.2 Параметры технологии обработки и режущего инструмента, влияющие на потенциал технологического решения

§ 2.10.3 Организационно-технологические аспекты, влияющие на потенциал технологического решения ....79 § 2.11. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ НА ОЦ
§ 3.1. Условия применения методики для оценки эффективности технологических переходов при обработке на ОЦ
§ 3.2 Оценка эффективности изменения скорости быстрого хода и величины ускорения исполнительных органов ОЦ на потенциал технологического решения
§ 3.2.1 Алгоритм работы программы расчета
§ 3.2.2 Цели и задачи эксперимента
§ 3.2.3 Оценка ускорения при линейных перемещениях исполнительных органов станка
§ 3.2.4 Подтверждение работоспособности алгоритма путем сравнения расчетных и экспериментальных
данных
§ 3.2.5 Результаты эксперимента
§ 3.2.5.1 Для детали типа «плита»
§ 3.2.5.2 Для детали типа «корпус»
§ 3.3 Оценка влияния конструкции и алгоритма работы устройства смены инструмента ОЦ на потенциал технологического решения
§ 3.4 Влияние мощности и крутящего момента шпинделя ОЦ на потенциал технологического решения.
§ 3.5 Влияние времени разгона-торможения шпинделя ОЦ на потенциал технологического решения
§ 3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ И СОСТАВА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ НАЛАДКИ ОЦ
§ 4.1 Оценка эффективности ОЦ при выборе технологического решения
§ 4.2 Оценка эффективности применения специального комбинированного инструмента
§ 4.3 Использование методики оценки эффективности применения ОЦ при выборе наиболее эффективного инструмента для конкретных условий обработки
§ 4.4 Использование методики оценки эффективности применения ОЦ для подтверждения эффективности некоторых современных технологических средств повышения производительности и точности обработки
§ 4.5 Выбор областей применения инструментов с упрощенной высокоточной настройкой
§ 4.6 Влияние замены методов обработки на ОЦ при построении технологического процесса (выборе технологического решения)
§ 4.7 Выводы по главе
Общие выводы по диссертационной работе
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ
Оценка потенциала при различных маршрутных процессах
Аналоги термина «потенциал» в английском и немецком языке
Расчет основного времени для различных инструментов на ОЦ
Расходы, связанные с применением СОЖ
Особенности состава инструментальных наладок для ОЦ
Анализ факторов, влияющих на потенциал технологического решения
Параметры станка, влияющие на потенциал технологического решения
Параметры технологии обработки и режущего инструмента, влияющие на потенциал технологического
решения
Организационно-технологические аспекты, влияющие на потенциал технологического решения
Введение
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.

изменяется исходя из того, какие исполнительные органы станка осуществляют данное вспомогательное действие:
• Время на установку и снятие детали (вручную, шпинделем станка для систем pick-up, роботом-манипулятором, устройством смены паллет, другим механизмом загрузки). Это время может относиться к нескольким деталям в случае, если используется многоместное приспособление на сменной паллете.
• Время на закрепление и раскрепление детали (вручную, шпинделем станка для систем pick-up, механизированным приспособлением). Если механизированным способом закрепляется несколько деталей одновременно, это время должно быть разделено на количество деталей.
• Время ускоренного перемещения, которое надо подразделить на:
• время позиционирования;
• время выхода в точку смены инструмента.
• Время смены инструмента.
• Время замены изношенного инструмента.
• Время операционного контроля с остановкой оборудования.
• Время включения и выключения оборудования и отдельных его компонентов.
Таким образом,
t —t Л-t Л-t Л-t , Л-t Л-t Л-1 Л-t +1 , (24)
on ос ус зо поз.оет поз.си си зи ок ее
где V - основное время, tyc - время на установку и снятие детали, t30 - время на закрепление
и раскрепление детали, воз дет - время позиционирования при обработке детали, tn03XII - время позиционирования для смены инструмента, tc„ - время смены инструментов, t3„ - время замены изношенного инструмента, to* - время операционного контроля, tBB - время включения и выключения оборудования.
Соответственно, стоимость обработки будет равна
С — (t Л~ t Л-t Л-t , Лt +/ Лt ■+■£ )*С7 . (25)
о ос ус зо поз.дет поз.си си зи ок вв сч
В дальнейших расчетах мы будем пренебрегать временем операционного контроля и временем включения/выключения оборудования. Таким образом, окончательно стоимость обработки определяется суммой составляющих оперативного времени, умноженных на стоимость станко-часа:
С —t •С +t -С +t •С 4-^ -С +t -С +t -С +/ -С .(26)
о ос сч ус сч зо сч поз.оет сч позли сч си сч зи сч
Кроме того, важным фактором при определении истинных затрат является то, что при
использовании для обработки детали нескольких инструментов часть из указанных затрат относится к детали в целом, а часть к каждому инструменту.