Техническая подготовка освоения новой техники в автоматизированном производстве

УДК 681.7:681.2

Б.Э. Шлишевский, Е.Г. Бобылева

СГГА, Новосибирск

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ОСВОЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

B.E. Shlishevsky, Ye.G. Bobyleva SSGA, Novosibirsk

TECHNICAL SUPPORT OF THE NEW EQUIPMENT DEVELOPMENT IN AUTOMATED PRODUCTION

The paper deals with the problems and necessary measures for the technical support of the production and development of the new efficient equipment on the basis of the NC cutting equipment. Engineering solutions for their effective operation are given.

Авангардные технологии - это технологии, радикально повышающие производительность труда (в разы) и обеспечивающие существенное снижение себестоимости продукции при ее стабильно высоком качестве.

Внедрение авангардных технологий механической обработки -проблема общегосударственного значения. Она требует больших капиталовложений и, как показывает практика, длительного срока реализации (3-5, 8 лет), специального обучения персонала и выработки у него навыков скоростной обработки. Включает такие элементы, как перестройка в организации производственного процесса с целью компьютеризации, взаимосвязи и оптимизации всех его составляющих компонентов - основных и обслуживающих.

Основой авангардной технологии, т. е. ее носителем, являются современные многоцелевые станки с устройствами числового программного управления (УЧПУ), агрегатные станки с быстросменными шпиндельными головками, многошпиндельные автоматы с УЧПУ, а также оборудование заготовительного передела с УЧПУ.

Для реализации и эффективной эксплуатации перечисленного высококлассного оборудования необходимо осуществить целый ряд мероприятий, главные из которых изложены в настоящей работе:

1. Подбор и заказ оборудования на основе тщательного расчета фактической потребности и загрузки, предварительной классификации деталей в однородные группы по конструктивно-технологическим признакам.

1.1. Оборудование заказывается для изготовления сложных, точных и особо сложных деталей, только в этом случае оправдано использование таких дорогостоящих станков, какими являются станки с ЧПУ и обрабатывающие центры (ОЦ). Габариты станков обязательно должны соответствовать габаритам обрабатываемой детали, так как в противном случае система «станок - приспособление - инструмент - заготовка» (СПИЗ) не будет обладать требуемой жесткостью, нужно использовать «штатные»

инструменты с наименьшим вылетом державки и проводить обработку на интенсивных режимах.

Заказ и приобретение новых станков выполняется, соответственно:

- На основе альтернативного сравнения выбора и путем тщательных технико-экономических обоснований и расчетов;

- С использованием проверенных в производстве мобильных производительных станков с надежными системами ЧПУ, имеющих высокие скорости и большие диапазоны регулирования рабочих и холостых ходов (п > 13 000-20 000 об/мин., Ууск > 30-40 м/мин., время холостого хода от стружки до стружки меньше 5-15 с, время смены инструмента меньше 0,5-3 с), с дискретностью ввода-вывода информации 0,001-0,0005 мкм и с наличием столов-спутников или других устройств для автоматической смены заготовок (где это целесообразно).

Емкость магазина инструментов определяется количеством типов отверстий и их размерами, количеством плоскостей и типов криволинейных контуров. По обследованным деталям можно сделать вывод, что оптимальная емкость магазина колеблется в пределах от 20 до 40 инструментов и лишь для 3-5 % деталей требуется 50-60 инструментов. В тоже время следует отметить, что более емкие магазины позволяют ускорить переход на изготовление иной номенклатуры изделий и допускает смешанную обработку различных деталей без переналадки.

1.2.Внедрение прогрессивных методов и рациональных схем обработки; предельное использование мощности приводов станков путем более широкого использования новых прогрессивных высокостойких твердосплавных инструментов.

С целью расширения работы по внедрению прогрессивного режущего инструмента, оснащенного многогранными неперетачиваемыми пластинками (МНП) из безвольфрамовых твердых сплавов (БВТС) взамен напаянного; из сверхтвердых материалов (СТМ) на основе кубического нитрида бора; нитридно-карбидной минералокерамики; быстрорежущих сталей высоколегированных вольфрамом и кобальтом; инструмента с одно- и многослойными износостойкими покрытиями необходимо:

- Обращать особое внимание на оснащенность прогрессивным режущим инструментом и проявлять предприимчивость по его приобретению и настойчивость по его внедрению, так как высококачественный инструмент не менее важен, чем сам станок;

- Возрождать на машиностроительных предприятиях технологические лаборатории резания и усиливать их роль в апробации и внедрении интенсивных, скоростных и сверхскоростных режимов резания;

- Промышленным предприятиям следует обеспечивать себя широкой номенклатурой каталогов по стандартным режущим инструментам, с целью оптимального его использования.

1.3. Форсирование режимов обработки, внедрение скоростных и сверхскоростных режимов резания: для стали эти режимы могут быть от 150

до 180 м/мин.; для серого чугуна - 1 000-1 500 м/мин.; для алюминиевых сплавов - до 5 000 м/мин.;

1.4.Технологическая унификация: подбор номенклатуры деталей повышенной сложности и точности с высоким коэффициентом концентрации операций (кзо > 10-20), групповые методы технологии и организации производства, обеспечение бесперебойной трехсменной загрузки оборудования заготовками и предварительно настроенными на размер инструментами;

1.5. Обеспечение необходимой технологической оснасткой: необходимо уделять особое внимание высокопроизводительному режущему инструменту для внедрения интенсивных (скоростных и сверхскоростных) режимов резания и использование полной мощности привода станка. При наличии высококачественного парка станков с ЧПУ приоритетным направлением должно явиться приобретение и внедрение прогрессивных инструментов и трехсменная загрузка станков, а не закупка нового оборудования;

1.6. Отработка конструкций деталей на технологичность с целью максимального использования преимуществ их изготовления на станках с УЧПУ и типа ОЦ, для стабилизации качества изготовляемой продукции, удобства работы станочника, быстрого освоения интенсивных режимов резания и упрощения наладки станка.

1.7. Заблаговременная (за 10-18 месяцев) эксплуатационная и техническая подготовка производства;

2. Организация трехсменной бесперебойной работы оборудования (ликвидация всех видов внутрисменных потерь по организационным и техническим причинам) с фондом штучно-калькуляционного времени в пределах 4 500-6 000 часов; дозагрузка станков типа ОЦ заказами со стороны; реализация излишнего оборудования. Большие средства предприятия могут извлечь и более рационально использовать от реализации излишнего или совсем не использованного оборудования с ЧПУ. Для этой цели необходимо произвести точные расчеты и инвентаризацию загрузки станков с ЧПУ и ОЦ.

3. Организация многостаночного обслуживания (2-3 станка на одного оператора) и расположение станков группами для хорошего обозрения и минимизации пути перемещения рабочего. Внедрение бригадного подряда для многосменной работы оборудования по скользящему графику и использование прогрессивных форм оплаты труда всех категорий работников, стимулирующих увеличение полезного фонда времени работы станков (до 24 часов) и снижение трудоемкости обработки.

Стимулирование нужно применять шире:

Оно может быть разовое или локальное - за своевременный монтаж, пуск, отладку станков, за каждую деталь, переведенную для обработки на станках с ЧПУ с большим снижением трудоемкости, за внедрение расчетных норм, за текущее снижение трудоемкости обработки на этих станках в порядке рационализации;

Постоянное стимулирование за уменьшение простоев, повышение сменности работы оборудования;

- За технологическое, производственное и, особенно, проектное и экономическое освоение многооперационных станков;

За повышение зоны обслуживания и коэффициента много станочно сти.

При этом положительный эффект дают вариантные, сдельные и бригадные формы стимулирования.

4. Улучшение технического нормирования и обеспечение 100 % охвата всех операций, выполняемых на станках с ЧПУ, технически обоснованными нормами. Техническое нормирование - мощный стимулятор, который при использовании имеющихся резервов позволяет увеличить производительность операторов минимум на 50-80 %.

5. Подготовка кадров: обучение технологов-программистов, наладчиков, операторов, ремонтников, специалистов по электронике. Вся эта категория исполнителей формируется только из высококлассных, специально обученных инженеров и техников.

При освоении станков целесообразно посылать на фирмы-изготовители оборудования рабочих-операторов, специалистов-технологов на стажировку на месяц и более. Затраты на это мероприятие полностью и быстро окупятся. В последствие при возвращении на базовое предприятие станочники, прошедшие стажировку, оказывают благоприятное воздействие на весь климат производственных участков, на техническую дисциплину, на промышленную гигиену, на взаимоотношения в коллективе и, в целом, на общую культуру работы подразделения.

Как правило, фирмы-изготовители также в течение 1-3 месяцев готовы разрабатывать управляющие программы изготовления изделий (из заготовок заказчика). Подобный сервис позволяет с малыми затратами и эффективно за короткий срок осваивать сложнейшую новую технику и технологию скоростной обработки;

6. Реализация широкого и успешного внедрения станков с ЧПУ и ОЦ возможно при условии возведения этих работ в ранг основной политики предприятия, с участием всех технических и оперативных служб, при постоянном контроле со стороны руководителей высшего ранга предприятия (главного инженера или директора). Очень важно организовать и укомплектовать специалистами высшей квалификации (рабочими-операторами УЧПУ и технологами) и соответствующим техническим оснащением службы технологов ЧПУ, подразделение подготовки и разработки управляющих программ (в том случае, если это не предусмотрено делать на ОЦ), службы технического обеспечения и ремонта станков и систем ЧПУ.

Специалистов этих служб целесообразно выделять, наделив более высокой оплатой труда и материальными поощрениями за высокие результаты непосредственно своей работы. Эти службы могут иметь

различную организационную структуру, в зависимости от количества станков с УЧПУ и их объема в общей численности. При объеме механообработки на станках с УЧПУ более 20 % целесообразно создать одну объединенную службу, которая включит все подразделения и будет находиться под руководством главного специалиста в этой области. Заметим, что на западных предприятиях используются и другие схемы, так как там много малых предприятий, оснащенных меньшим числом станков и осуществляющих обработку деталей по кооперации.

Реализация указанных мероприятий осуществляется путем разработки линейного графика «Техническая подготовка освоения новой техники в автоматизированном производстве». График составляется аналогично широко используемому плану технической подготовки производства новых изделий. В нем указываются сроки и ответственные исполнители (главные инженеры). За выполнением графиков должен осуществляться систематический контроль.

При полном выполнении выше изложенных мероприятий срок окупаемости приведенных затрат с учетом компонентов прямой и косвенной экономии укладывается в нормативные сроки, 7-8 лет и менее, и на предприятии достигаются громадные технологические экономические и организационные преимущества.

© Б.Э. Шлишевский, Е.Г. Бобылева, 2009