лекция Додонов част 2, страница 5

При больших объемах выпуска, когда такт выпуска мал, удобнее расчет вести по производительности работы оборудования: , где П – требуемая производительность линии; - производительность оборудования на данной операции.

В условиях недостаточного производства изготовляют детали партиями, а сборку осуществляют сериями изделий или сборочных единиц.

При детальном проектировании цехов и участков серийного производства число станков определяют по каждому типоразмеру оборудования для каждого участка на основании данных о станкоемкости деталей, закрепленных для обработки за данным участком. Расчетное число станков , где - суммарная станкоемкость обработки годового количества деталей на станках данного типоразмера, станко-ч; Ф – эффективный фонд времени работы станка, ч.

Суммарная станкоемкость обработки , где n – число разных деталей, изготовляемых на станках данного типоразмера; m – число операций обработки i-ой детали на станках данного типоразмера; - штучно-калькуляционное время выполнения j-ой операции изготовления i-ой детали, станко-мин; - годовая программа выпуска i-х деталей.

При проектировании по приведенной программе в формулу для определения станкоемкости подставляют штучно-калькуляционное время операций изготовления деталей-представителей и их приведенные программы. Полученное расчетное значение округляют до ближайшего большего расчетного числа станков и определяют коэффициент загрузки

Процесс проектирования оборудования.

Проектирование любого изделия (станка, приспособления и т д.) состоит из нескольких этапов.

Выявление потребностей предполагает установление факта существования проблемы, в соответствии с которой необходимо новое конструкторское решение.

Постановка задачи заключается в детальном описании изделия, подлежащего проектированию, его физических и функциональных характеристик, стоимости, качества и рабочих параметров.

Синтез, анализ и оптимизация проектирования тесно связаны друг с другом и многократно повторяются в процессе проектирования. Итеративный характер этих этапов проявляются в том, что вначале проектировщик определяет концептуальную основу конкретного узла создаваемой системы; затем эта концепция подвергается анализу и усовершенствуется по его результатам; затем следует повторное воплощение в проектное решение. Этот цикл повторяется до тех пор, пока не будет получено решение, оптимальное в понимании разработчика. Спроектированный узел синтезируется в рамках окончательного проектного решения также с использованием итеративных методов.

Оценка связана с рассмотрением проектных характеристик конкретного варианта и с сопоставлением их с требованиями, определенными на этапе постановки задачи. Для проведения такой оценки часто бывает необходимо изготовить и испытать опытный образец – прототип в целях получения реальных рабочих характеристик, параметров качества, надежности и д. р.

Представление результатов, заключительная фаза процессов проектирования, состоит в разработке деталировочных чертежей, спецификаций, сборочных листов и т. п. Естественно, что для подготовки такой документации необходимо иметь базу данных.

Производительность автоматизированных станочных систем.

Переход к автоматизированному изготовлению деталей в серийном и мелкосерийном производстве повышает производительность труда, надежность и качество продукции, снижает ее себестоимость и затраты труда.

Необходимым условием осуществления автоматизации является повышение эффективности производства, которое можно оценить по выражению

где М - параметр производительности;

Q - параметр качества обработки;

Л - суммарные затраты на обработку.

Параметр производительности характеризуется отношением времён (рис.1)

Где Т_Ш – штучное время;

Т_П – потери времени на обработку;

Т_М – среднее значение машинного времени.

На рисунке 1 представлены значения составляющих времени при обработке на автоматическом оборудовании и, в частности, на автоматической станочной системе.

Рисунок 1-Распределение времени для станков-автоматов и станочных систем:

T_i – текущее (календарное) время;

T_K – штучно-калькуляционное время;

T_ОП- организационные простои;

T_Ш- штучное время;

T_Р- потери на плановый ремонт;

T_О – операционное время;

T_П- потери времени;

T_М- основное (машинное) время;

T_В – вспомогательное время;

T_ПЗ – подготовительно-заключительное время;

T₁ – цикловые потери;

T₂ – внецикловые потери;

T_Ц – время цикла

T_Н- непродуктивное время (различные потери).

Параметр Q может быть определён на основе сравнения требуемого и фактического качества по отдельным критериям – размерам, форме, массе, качеству обработанной поверхности и т.п. При этом для каждого критерия вводят весовой коэффициент p_i=0-15:

где j- число принятых критериев оценки качества.

Затраты определяют суммой капитальных затрат К_О , временных затрат К_В , и затрат К_Ш, отнесенных к изготовляемой детали:

где К_А - капитальные затраты отнесенные к одному году амортизации. Вследствие высокой производительности автоматического оборудования и растущего морального износа число лет n- необходимо снижать.

Эти общие соображения об оценке экономической эффективности средств производства приводят к следующим предпосылкам:

1. конкретный ассортимент (номенклатуру) обрабатываемых деталей необходимо рассматривать в соответствии с требуемым количеством их выпуска;

2. следует использовать высокоэффективную технологию обработки, обеспечивающую минимум основного времени и среднего машинного времени;

3. необходимо применять рациональную конструкцию станочного оборудования, которое реализует продуктивную технологию при высоком уровне автоматизации; при этом снижаются капитальные затраты и уменьшается основное и вспомогательное время и соответствующие ему затраты;

4. манипуляторы, транспорт и накопители должны соответствовать структуре всей системы, что сокращает капитальные затраты и подготовительно-заключительное время;

5. необходимы высокая технологическая надежность и организация профилактического обслуживания, что обеспечивает должное качество обработки и увеличивает время технического использования системы;

6. должен осуществляться системный подход к выбору вспомогательного оборудования и дополнительных устройств, что снижает капитальные затраты и сводит к минимуму ручное обслуживание;

7. необходимы надежное управление и соответствующее математическое обеспечение, позволяющие иметь наивысшую загрузку станочного оборудования, автоматизированную смену заготовок и инструмента, автоматизированный контроль обрабатываемых деталей, а так же контроль процесса обработки, состояния станка, инструментов и приспособлений, развитую систему диагностики.

Существующий в настоящее время дефицит рабочей силы и другие социальные факторы диктуют необходимость разработки автоматизированного оборудования для механической обработки в условиях мелкосерийного производства, в котором в настоящее время обрабатывается 75-80% всей машиностроительной продукции. Автоматизированное и автоматическое оборудование для механической обработки позволяет организовать обработку деталей в 3-ю и частично во 2-ю смену без непосредственного участия операторов и наладчиков, что позволяет повысить суточный выпуск продукции на 40-50%.

При обработке партии из z деталей на станке с ЧПУ, цикл обработки Т можно выразить в виде:

(1)

где ∑t_Р – суммарное время рабочих ходов;

t_Х1 – время на установку и снятие детали;

∑t_Х2 – суммарное время длительности холостых ходов между переходами;

∑t_Х3 – суммарное время смены инструмента;

∑t_Х4– суммарное время переустановки детали с одной плоскости на другую.

Если ввести для рассмотрения статические константы, характеризующие обрабатываемые изделия, технологическое оборудование, условия производства, то формулу (1) можно представить в виде:

(2)

где tс_Р – среднее время одного рабочего прохода;

t_Х1 – среднее время на установку и снятие детали;

t_Х2 – среднее время длительности холостых ходов между переходами;