pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 79
Текст из файла (страница 79)
Технологическая схема построения станка, в которой в соответствии с технологической задачей определяют состав рабочих и установочных движений, число необходимых шпинделей, схему обработки, число различных по назначению позиций и размеры, называется технологической компоновкой.
Компоновку, раскрывающую состав и порядок сочетания координатных движений в станке, называют координатной. Компоновка, определяющая тип станка по разновидностям базовых узлов и другим признакам, называется базовой. Компоновка, уточняющая конструктивное исполнение и некоторые другие особенности станка, называется конструкциониои Обработка заготовок. на металлорежущих станках основана на относительном перемещении заготовки и режущего инструмента. Любая траектория движения может быть составлена из шести элементарных движений — трех поступательных вдоль ортогональных осей координат и трех вращательных относительно тех же осей.
Схемы сочетаний элементарных движений при резании классифицируют по следующим группам ~5, 8]: одно прямолинейное движение (протягивание); два прямолинейных движения (разрезание ленточными силами); одно вращательное движение (протягивание круговых / сегментов); одно вращателЬное и одно прямолинейное движение (точение, сверление, фрезерование); два вращательных движения (фре' зерование тел вращения); два прямолинейных и одно вращательное движение (затылование червячных фрез); два вращательных и одно прямолинейное движение (зубофрезерование червячными фрезами); три вращательных движения (нарезание конических зубчатых колес с дуговыми зубьями резцовыми головками), Бывают сочетания и более чем трех элементарных движений.
В каждой из перечисленных групп схемы движений различают по взаимному направлению движений, распределению движений между инструментом и заготовкой, а также соотношению скоростей. Поступательное движение может быть параллельным, перпендикулярным или направленным под углом к оси вращательного движения, причем линия движения вершины инструмента может пересекаться или не пересекаться с этой осью. Характер движения формообразования допускает различные варианты распределения элементарных составляющих движения между заготовкой и инструментом: вращательное движение выполняет заготовка, а поступательное— инструмент (токарный станок); вращательное движение выполняет инструмент, а поступательное — заготовка (алмазно-расточной станок); оба движения выполняет заготовка (токарные автоматы продольного точения); оба движении выполняет инструмент (расточный станок с выдвижным шпинделем). Компоновка металлорежущего станка обеспечивает выполнение всех элементарных движений формообразования и предусматривает возможность осуществления ряда дополнительных движений: врезания, установочных, дублирующих, деления, вспомогательных и др.
Компоновка металлорежущего станка имеет блочную структуру и состоит из одного стационарного и нескольких подвижных блоков, разделенных линейными или круговыми направляющими. Каждый подвижный блок выполняет определенное координатное движение. Число направляющих равно числу элементарных движений, предусмотренных кинематической структурой станка, или меньше его. Станок, будучи составной частью замкнутой технологической системы, является системой разомкнутой. Блоки, несущие заготовку и инструмент, в компоновке станка всегда являются крайними. Эти блоки осуществляют относительное движение заготовки и инструмента, соответствующее принятому способу формообразования ~4].
11.2. Формирование структуры парка металлорежущих станков Совокупность типоразмеров металлорежущих ' станков, предназначенных для обработки массивов заготовок, называют парком станков. Массив деталей, являющийся исходной информацией для формирования структуры парка станков, определяют представительной выборкой, позволяющей получить определенное число точек дискретной функции Й;(х;), где Й;— число деталей данного класса с характерным размером х;. Объем выборки обрабатываемых заготовок, содержащий р групп, имеет вид где Т~ — суммарная трудоемкость изготовления парка металлорежущих станков; Т1 (Ьй)— трудоемкость изготовления одного станка; Т'~ д (Ь)1 — относительная трудоемкость изготовления станков, зависящая от объема выпуска станков. Решением целевой функции (11 1), где все параметры Ьь кроме Ь! и Ь,„и число г являются неизвестными, должны быть размерные ряды и число станков каждого параметра Ьь Независимо от способа решения задачи оптимизации структуры парка станков суммируемые слагаемые целевой функции выражаются через параметры массива заготовок.
В этом случае целевая функция примет следующий вид: Я7= пппТ~ —— гп1пХТ~(Ь~)Т'~д~(Ь|,Цдь (11,.1) х, х Х~ хр х Рис. 11.3. Характеристики массива обрабатываемых деталей: 1 — Ф(х;) — представительная выборка; 2 — выборка с учетом вероятности значений Ф;(х;); 8 — кривая И(х), проходящая через точки М;(х;); 4 — плавная кривая М(х), проходящая через точки Лб(х;) Массив деталей в общем случае не совпадает с представительной выборкой, а лишь подобен ей, т.
е. отличается масштабом (число заготовок Ф ) и числом групп р (рис. 11.3). Структура парка металлорежущих станков определяется номенклатурой станков с размерным рядом по характеристическому параметру Ьь принимающему г значений (1 ~ й ( «), и числом станков д~ каждого размера Ь|. При определении оптимальной структуры парка станков могут быть поставлены различные цели: достижение минимума затрат при обработке массива заготовок, достижение минимума затрат при изготовлении парка станков и минимум народнохозяйственных затрат при обработке массива деталей. Здесь принимается вторая цель, поскольку она при заданном массиве деталей связана главным образом со структурой парка через параметры г, д~ и Ь,. Целевая функция в этом случае имеет следующий вид: И'=пппТх —— пип~Т1(хд Т' 1д~(хь ",ь — ~)~ д~~ (11.2) В качестве исходной информации для определения структуры парка станков необходимо иметь описание массива обрабатываемых заготовок по определенным признакам.
За генеральную совокупность исходной информаци и целесообразно принять совокупность заготовок, обрабатываемых в основных цехах машиностроительных заводов на соответствующих станках по типам и размерам. Такая совокупность заготовок необходима, поскольку для ее изучения используется выборочный метод, заключающийся в установлении обобщенных характеристик генеральной совокупности путем изучения не всех, а только части составляющих ее элементов, достаточно хорошо отображающих пропорции и характерные черты генеральной совокупности.
На рис. 11 4 и 11 5 в качестве примера приведены некоторые характеристики обрабатываемых корпусных деталей на предприятиях десяти отраслей, полученные на основе анализа 16000 заготовок. Поскольку основным параметром изготавливаемых корпусных заготовок является их ширина (В ) и от этого параметра зависит в значительной степени форма координатного пространства создаваемого станка, необходимо иметь аналитическое описание кривой распределения, изображенной на рис. 11.4,а. Аппроксимация кривой распределения какими-либо элементарными функциями, очевидно, невозможна, однако существует ряд факторов, существенно облегчающих решение этой задачи. Подробно эта задача рассмотрена в работе 12). Единичная трудоемкость изготовления станков описывается степенной зависимостью Т~ (х~) =Аа(хи(ха) ', (11,3) где Аб, хб — соответственно трудоемкость и ха- рактерный параметр базового станка.
б~1 7Х ~0 Х 0 ИО т0 400 Ид ~000Н00 В ~,ни Ф Х д %0 ЯИ Мд ЯР УИР Ж00 Во, ии «т,б т,б-2,Х 2,Х ~„/вд б) «~,б У-2,б 2,Х ~д/Ва, «Щ 4б«Д5' ~ 2,Х ЬФо, а) Рис. 11.4. Распределение деталей по размерам с учетом суммарной трудоемкости их обработки на фрезерных, сверлильных и расточных станках: и — корпусных; б — плоских; в — фигурных; ń— длина деталей Число станков, необходимое для обработки массива деталей, ю'=А У» = Х Ф;(х) /П;(х). (11,5) с~ Здесь П;(х;) — годовая производительность станка при изготовлении заготовок хь Ц(х) = Пбехр( х х~;„/хб), (11.6) где Пб — производительность станка базового варианта при изготовлении типовой детали- представителя по действующим нормативам резания.
Относительная трудоемкость аппроксимируется выражениями: Т'= То+ Т' (1 — у,— 1Фо)", у»~уо+ 1 (11А) Т =То у»~ уо+1 0 0 с~~~О~-:~,02 сб.д,дб д,дб~Ю4 ~,02-:001 Тачность иежосе- дткпонение от паралпепьВык расстояний ности плоскостей а,~ 2,0 2,5 1,25' д,бя Рг .УО 20 Ю 0 Й~ 30 200-500 Сб. 3000 м — 200 лю-тддд б,кг б1 7-2,У.-Ф Х вЂ” б Число обрабатыйаеиык 'стпорон г) уу Сталь Кобкий Прочие чугин Рис. 11.5. Распределение деталей с учетом суммарной трудоемкости их обработки на фрезерных, сверлильных и расточных станках по точности 1а), материалу 1б), массе 1в) и числу обрабатываемых сторон 1г) где То — минимальная относительная трудоемкость; Т' — переменная часть относительной трудоемкости, зависящая от объема партии однотипных станков; уо — граница серийности, за пределами которой увеличение выпуска станков уже не приводит к снижению трудоемкости; р — показатель темпа снижения трудоемкости.
% 15 Ф 5 0 ЮО и0 400ИО ПЮО Вдт~~~ ~ у„(Ьк), станкод 200 700 Ф= Х = т~/~п! (т — п)11 = 218 ГРй Р 67 ~7О~аРгР ~а Рис. 11.7. Графы отношений состава модулей 6~, силовой 61 ~ и установочной 6~л частей станка 200 $00 600 800 7000 7200 йдд 7600 Ьк,мм Рис. 11.6. Оптимизированная при 12 интервалах структура парка многоцелевых станков Методы решения целевой функции (11.2) с учетом перечисленных выше ее составляющих и необходимые для этой цели программы приведены в работе 121 . Конечным результатом решения функции (11.6) является структура парка станков, выраженная в виде размерного ряда и числа станков для каждого размера. На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
