Раздел V (Лекции по технологии машиностроения), страница 7

Характеризующими признаками схем построения операций являются:

1. число одновременно устанавливаемых для обработки деталей - одноместные и многоместные схемы.

2. число одновременно участвующих в обработке инструментов - одноинструментные и многоинструментные.

3. последовательность обработки поверхностей или порядок работы инструментов - последовательная, параллельная, или последовательно - параллельная.

В результате сочетания названных признаков может быть образовано множество схем построения операции обработки, начиная от самых непроизводительных/одноместные, одноинструментные, при последовательном характере обработки/ до самых совершенных/многоместные, многоинструментные, при параллельной обработке, чем и определяется многовариантность схем построения операций обработки. А критерием их оценки/ различных операций может быть только t_{оперативное}!

Рассмотрим некоторые схемы построения операций обработки:

1. одноместная последовательная обработка одним или несколькими инструментами /универсальное оборудование, станки с ЧПУ, ОЦ/.

Одноинструментная, последовательная

обработка

сверло

зенкер

Раз-ка

Многоинструментная, послед-ная обработка.

Основное время t_о, входящее в штучное время, включает сумму времени на все переходы:

Вспомогательное время при одноместной, одноинструментной схеме t_в = t_ус + t_уп

Обработка несколькими инструментами связана с затратой времени t_си на их смену. В этом случае t_{в =} t_{ус +} t_{уп +} t_си

Иногда в эту формулу вместо t_си входит t_инд; это в частности имеет место при повороте четырехрезцовой головки для последовательного использования резцов при токарной обработке; при последовательной смене инструментов на станках с ЧПУ и ОЦ. Последовательность переходов обработки на станках с ЧПУ типа “обрабатывающий центр” и на станках с ручным управлением принципиально одинакова; характерна лишь большая концентрация переходов обработки на одном станке с ЧПУ/см. пример - обработка торцевой канавки/.

Пример одноместной многоинструментной последовательной обработки на станке с ЧПУ:

2.одноместная многоинструментная параллельная обработка/или параллельно-последовательная/. Параллельность выполнения переходов достигается применением набора инструментов, сборных и фасонных инструментов.

Параллельно-последовательные схемы возникают при одновременной обработке нескольких поверхностей заготовки и в нескольких последовательных позициях; заготовки меняют позиции, а инструменты закреплены в поворотной головке или барабане.

Неперекрываемое основное время представляет сумму времени нескольких, остающихся неперекрытыми переходов:

В
спомогательное время операции: t_в=t_ус+t_уп+t_инд

S_поп

S^прод

S_инстр

Параллельно – послед-ная обработка

S_загот

3.схемы многоместной обработки:

Многоместные схемы могут осуществляться в трех основных вариантах:

• Когда заготовки обрабатываются станкопартией, устанавливаемой на станке одновременно /например, шлифование партии мелких заготовок на магнитном столе плоскошлифовального станка/.

• Когда заготовки или группы заготовок устанавливаются в своих приспособлениях независимо от других и обрабатываются поочередно /например, при фрезеровании заготовок с маятниковой подачей или в поворотных приспособлениях, на станках с ЧПУ, ОЦ, имеющим поворотные столы с магазином палетт/.

• Когда обработка выполняется на непрерывно вращающемся столе или барабане.

В многоместных схемах с одновременной установкой всех заготовок станкопартии время на одну заготовку определяется делением общих затрат времени на число заготовок в станкопартии.

Основное время в станкопартиях существенно сокращается за счет времени врезания и схода инструмента. Затраты вспомогательного времени при установке станкопартии v_шт несколько возрастают, но на одну заготовку они значительно меньше, чем в одноместных схемах.

N_дет

многоместная

S_прод

При многоместной последовательной обработке заготовок одним или несколькими инструментами

t_вс – что и в предыдущем случае

При многоинструментной параллельной обработке возможно совмещение переходов основного времени. Основное время операции в этом случае определяется лимитирующим по продолжительности переходом:

При параллельно- последовательном расположении заготовок станкопартии возможно частичное совмещение переходов основного времени

S_поп

S_прод

Многоместная, параллельная многоинструментнаяобработка

S

Многошпиндельная головка

Многоместные схемы обработки с раздельной обработкой заготовок можно считать наиболее производительными, т.к. они позволяют перекрыть время установки-снятия заготовки основным временем обработки. В то время когда одни заготовки обрабатываются - другие снимаются и устанавливаются следующие.

Последовательная многоместная многоинструментная обработка

t₀ - по лимитирующему переходу

Параллельно-последовательная многоместная обработка /одно-многоинструментная/.

шатун

Наиболее благоприятные условия для перекрытия/совмещения/ элементов оперативного времени создаются при реализации многоместных схем с непрерывной установкой деталей

Шлифовальный

круг

Шлифовальный

круг

Зона загрузки - разгрузки

Схемы многоместной параллельно - последовательной обработки с непрерывной установкой заготовок.

Заг-ка

Такие схемы осуществляются на станках с непрерывно вращающимися/движущимися столами или барабанами. В этом случае: полностью перекрывается временем обработки

Все возможные остальные схемы представляются промежуточными по t_всп. , которое в вел-не t_шт может составлять до 30-80% /чаще 40-60%/. Время установки-снятия t_ус в величине t_всп может составлять 25-60%. Следовательно, в первую очередь необходимо уменьшить t_ус , т.е. с одной стороны установки вести максимум обработки /станки с ЧПУ, ОЦ/.

Качественная характеристика

Приведенные структурные формулы основного времени операций дают качественную характеристику схем станочных операций, показывающую возможности совмещенного и раздельного выполнения переходов.

Однако определяемые одной структурной формулой основного времени схемы в действительности значительно отличаются друг от друга. Отсюда вытекает необходимость в количественной характеристике схем построения операций, дающей понятие о степени совмещенности переходов во времени:

Таким показателем в известной степени может служить коэффициент совмещения основного времени, - меняется от “0” до “1”

где t_о - основное неперекрываемое время операции, входящее в штучное время; и - сумма элементов основного времени всех переходов n, входящих в операцию.

Величина k_co изменяется в пределах от 0 до 1. Чем в большей степени совмещаются переходы основного времени, тем меньше величина k_co. Операцию в целом можно характеризовать коеффициентом совмещения оперативного времени:

г
де: t_n - основное неперекрываемое время операции, входящее в штучное время;

-
сумма всех элементов n вспомогательного времени операции.

Однако совмещение переходов во времени в результате увеличения числа инструментов в наладке целесообразно до тех пор, пока это способствует повышению производительности труда; чрезмерное же увеличение числа инструментов часто приводит к снижению сменной выработки станков. Это связано с неизбежным снижением скорости резания и увеличением затрат времени на регулировку и под наладку инструментов в течение смены. Поэтому при проектировании станочных операций должен быть решен сложный вопрос об оптимальной концентрации операций.

и регул

Здесь показан характер зависимости затрат времени от числа инструментов в наладке. Сростом числа инструментов интенсивность снижения времени обработки падает, а затем время начинает возрастать. Нецелесообразность чрезмерного увеличения числа инструментов определяется тем, что t₀ оказывается меньше , чем t_ус инструмента.

Более сложные наладки осуществляются на более дорогом оборудовании и оснастке. За схемами обработки скрываются станки, приспособления, инструментальные наладки.

Технологические операции автоматической линии /к/сер и масс. пр-во/ характеризуется большой концентрацией переходов, построенные по параллельным /параллельно-последовательным/ схемам. /t_всп - включает только t_{перемещения} заготовки в следующую позицию и время отвода и подвода инструментов/.

Проектирование операций для станков с ЧПУ /серийное и м/серийное пр-во/ включает этапы: технологический (+траектории движения инструментов), математической подготовки (координаты опорных точек) и подготовка управляющих программ (кодирование и запись на программоноситель).

Обычно выбор схем построения операций делается между немногими схемами, т.к. большинство из них отпадает в зависимости от характера производства и конструктивных особенностей деталей.

Выбрав схему приступают к проектированию наладки, определяют настроечные размеры, выбирают режимы резания, инструменты /марки материала/ и определяют ожидаемую точность обработки.