Обоснование экономически целесообразной сложности деталей типа тел вращения для обработки на станках с ЧПУ

заготовок и выдерживаемых размеров. Типовой представитель заготовки выбирает из базы данных пользователь при вводе исходной информации о конструкции, схеме базирования, типах обрабатываемой поверхности (плоскость или поверхность вращения) и выдерживаемого размера (линейный или угловой) и так далее в диалоговом режиме.

Далее в алгоритме предусматривается расчёт производственной погрешности по выдерживаемым размерам. Рассчитав производственные, а за-тем и суммарные погрешности выдерживаемых размеров по различным вариантам маршрутного ТП, пользователь производит анализ этих вариантов по экономическим и точностным критериям и выбирает оптимальный.

Из алгоритма (см. рис. 1) видно, что проектирование является циклическим процессом, и чем больше циклов можно выполнить, тем лучший результат будет достигнут. Использование ЭВМ в этом процессе позволяет технологу быстрее анализировать варианты ТП и ввести желаемые изменения, предоставляя ЭВМ дополнительные данные или вводя ограничивающие условия в режиме диалога с ЭВМ.

Для того чтббы иметь полное представление о размерной структуре ТП, можно произвести его выбор по методике анализа точности при маршрутном проектировании, а затем решить задачи размерного анализа на стадии операционного проектирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шамин В. Ю. Теория и практика решения конструкторских и технологических размерных цепей. В 3 ч. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. 430 с.

2. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструхментов: Учебник для вузов / С. Н. Корчак, А. А. Кошин, А. Г. Ракович, Б. И. Синицын; Под общ. ред. С. Н. Корчака. М.: Машиностроение, 1988. 352 с.

3. Худобин JI. В., Белов М. А., У нянин А. Н. Базирование заготовок и расчёты точности механической обработки: Учебное пособие. Ульяновск: УлПИ, 1994. 188 с.

Белов Михаил Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ] окончил Ульяновский политехнический институт. Область научных интересов - исследование технологических операций и процессов с целью повышения качества изделий.

Ермолаева Ирина Николаевна, аспирант той же кафедры, окончила УлГТУ. Область научных интересов - автоматизация расчётов точности технологических операций и процессов.

УДК 621.9.06 В. В. ЕПИФАНОВ

ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОЙ СЛОЖНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Предложен метод оценки конструктивно-технологической сложности деталей типа тел вращения по числу требуемых для их обработки формообразующих координат металлорежущего оборудования и трудоёмкости обработки и выбора групп деталей, которые экономически целесообразно обрабатывать на станках с ЧПУ.

Выбор групп деталей для обработки на станках с ЧПУ осуществляется, как правило, на основе имеющегося в промышленности опыта их эксплуатации [1]. Поэтому актуальна разработка научно обоснованного подхода к оценке конструктивно-технологической сложности деталей типа тел вращения, которые целесообразно изготавливать на станках с ЧПУ.

Для решения поставленной задачи можно конструктивно-технологическую сложность деталей типа тел вращения выразить через число формообразующих координат Фк,, которые реализуются исполнительными органами станков с ЧПУ, а сложность оценить в зависимости от трудоёмкости обработки заготовок Тшт.

Соответствие характеристик деталей числу формообразующих координат Фк установлено путём сопоставления классификационных признаков де-

•. ..II - -

талей по классификатору ЕСКД и типовых схем их обработки на токарных станках с ЧПУ. По числу формообразующих координат все многообразие деталей типа тел вращения в основном сведено к шести группам, начиная от Фк = 1 для деталей с гладкой цилиндрической поверхностью до Фк = 6 для деталей со сложными по форме наружными и внутренними поверхностями. Для определения зависимости Тшт от числа формообразующих координат Фк выполнен статистический анализ данных о деталях, представленных в региональном банке данных (РБД) [2]. РБД сформирован на базе деталей, изготавливаемых на предприятиях Ульяновской области, представляющих различные отрасли промышленности: авиастроение, приборостроение, станкостроение, авто-

мобилестроение и др. Банк данных содержит информацию о 120 тыс. наименований деталей, из них 30 % - детали типа тел вращения. Анализ показал, что на всех предприятиях относительная трудоёмкость обработки деталей типа фланцев и крышек повышается с увеличением числа формообразующих координат станка, требуемых для их обработки. В результате регрессионного анализа статистических данных об относительной трудоёмкости обработки и числе формообразующих координат получена следующая линейная зависимость :

Тшт = а + в • ФК9

где а, в - коэффициенты регрессии; а = 23,255; в = 11,704.

Коэффициент корреляции зависимости (1) достаточно высок (г = 0,77), что свидетельствует о правомерности принятой линейной модели, адекватность которой проверена по критерию Фишера. Подобная зависимость установлена для деталей типа осей, валов, шпинделей.

Полученные регрессии Тшт -/ (Фу) позволяют перейти к обоснованию экономически целесообразной сложности деталей для их изготовления на станках с ЧПУ.

В большинстве методик для сравнения вариантов изготовления деталей на станках с ручным управлением (РУ) или с программной обработкой используют приведённые затраты на изготовление одной детали. Эффективным является вариант, обеспечивающий наименьшие приведённые затраты [3];

± Тмт1

з, = -тг-тН--г-^-гт-г~г----

К (И, - Ар%Ттп/Фт )ф

до

У __•

где Тшт - трудоёмкость обработки заготовки на станке, мин; Сг, - годовая технологическая себестоимость обработки заготовки по г - му технологическому

• —

варианту, руб.; п - число наименований деталей в группе, шт.; /7, - годовая

стоимость наладки и дополнительной оснастки оборудования / - го варианта, руб.; К'1 - коэффициент использования г - го варианта станков; А,- - число запусков деталей одного наименования в течение года; V/ - число операций обработки заготовок деталей одного наименования в одном запуске; Тт\ - подготовительно-заключительное время, мин; Фдо - годовой фонд времени станка , ч; К - коэффициент трудоёмкости обработки (для станков с

РУ К = 1, а с ЧПУ - К = 2); т - число операций по I - му варианту.

• ' ^

« Формализация сложности деталей через число формообразующих координат позволила выполнить расчёты приведённых затрат 3, в зависимости от Фк для двух вариантов обработки заготовок деталей типа фланцев на токарных станках с РУ мод. 16К20 и с ЧПУ мод. 16К20ФЗС18 при партии заго-

товок в группе л? = 50 шт. При расчётах затрат, в соответствии с рекомендациями [3], коэффициент К принят равным 2, т.е. трудоёмкость обработки Тшт Гу на станке с ЧПУ в зависимости (2) в 2 раза меньше, чем трудоёмкость обработки Тшт ру на станке с РУ. В результате расчётов выявлено, что приведённые затраты на обработку заготовок на станке с ЧПУ меньше затрат на обработку на станке с РУ при любой сложности детали. Такой подход, на наш взгляд, приводит к неточной оценке затрат 31 при выборе оборудования для обработки групп деталей различной сложности. Поэтому было выдвинуто предположение о том, что коэффициент отношения трудоёмкостей К изменяется в зависимости от сложности деталей.

Для определения коэффициента К выяснен характер изменения трудоёмкостей обработки на станках с РУ и ЧПУ. В качестве информационной основы для расчётов Тшт пу и Тшт ру использовали «Общемашиностроительные нормативы времени» при обработке на станках с ЧПУ и с РУ в условиях серийного производства [4]. В результате расчётов Тштпу и Тштру для деталей типа крышек, фланцев всех уровней сложности (от Фк = 1 до Фк = 6) установили, что с увеличением сложности деталей трудоёмкость обработки на станках с РУ растёт значительно интенсивнее, чем при обработке на станках с ЧПУ. Например, для простой детали (Фк. = 1) коэффициент К = 1,1, для дета-лей средней сложности К - 1,6 - 2,1, а максимальное значение К = 2,9 соответствует наиболее сложной детали (Фк = 6). Выполнив статистическую обработку значений К для всех Фку получили регрессионную линейную зависимость К=/(Фк):

+

где £ и - коэффициенты регрессии; g = 0,68; g* = 0,35; г = 0,95.

После определения значения коэффициента К вновь выполнен расчёт приведённых затрат 3 при условии изменения трудоёмкостей обработки на станках с РУ и ЧПУ по зависимости (3). Установлено, что при обработке заготовок групп простых деталей сложностью Фк от 1 до 3 выгоднее использовать станок с РУ, в то время как для сложных деталей (Фк = 4-6) эффективнее станок с ЧПУ. Таким образом, выявлена экономически целесообразная для обработки на станках с ЧПУ сложность группы деталей, как правило, при Ф* > 4.

В результате подстановки в зависимость (2) значения К из уравнения (3), исходя из условия равенства приведенных затрат Зру = Зпуу получена зависимость для расчёта количества формообразующих координат Фк (т.е. уровня

сложности деталей), при котором эффективно использовать оборудование с

Уравнение (4) позволяет наиболее экономично выявить момент перевода обработки заготовок групп деталей определённой сложности со станков с РУ на станки с ЧПУ, так как при этом отпадает необходимость разработки технологических процессов (ТП) изготовления деталей на первых этапах технологической подготовки производства и сложных расчётов трудоёмкостей обработки Тшт для различных вариантов ТП. Поскольку каждой группе сложности деталей соответствуют конкретные их коды по классификатору ЕСКД, то уже на стадии кодирования детали легко определить, на каком станке целесообразно её изготавливать.

1. Маталин А. А., Дашевский Т. Б., Княжицкий И. И. Многооперационные станки. М.: Машиностроение, 1974. 320 с.

2. Ефимов В. В., Епифанов В. В. Технологические основы проектирования типовых шлифовальных ГПМ. Ульяновск: УлГТУ, 1997. 123 с.

3. Экономическое обоснование области применения металлорежущих станков с программным управлением /• В. Л. Кубланов, И. А. Маковецкая, А. П. Иазаренко и др. М.: Машиностроение, 1987. 152 с.

4. Общемашикостроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть II. Нормативы режимов резания. М.: Экономика, 1990.

Епифанов Вячеслав Викторович, кандидат технических наук, окончил Ульяновский политехнический институт, заведующий проблемной научно-исследовательской лабораторией УлГТУ. Имеет статьи и монографию в области выбора эффективного металлореэ!сущего оборудования с программным управлением в условиях серийного производства.

ЧПУ:

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

474 с.

УДК 621.923.045:66.067

• О

Е.М. БУЛЫЖЁВ ' '

V

1' • ' V

СИСТЕМА ЭКОЛОГИЗИРОВАННОГО РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИКОСТЕЙ «ВИТА-С»

. * V 9 :

Разработала ресурсосберегающая система очистки СОЖ, обеспечивающая многократное увеличение срока эксплуатации СОЖ и повышение экологической безопасности производства. Приведены результаты исследования её технологической эффективности.

., ♦•.•у I« •

Разработанные ЗАО НПК «Волга-ЭКОПРОМ» технология и установки серии «Вита-С» предназначены для очистки смазочно-охлаждающих жидко-

.»I • ^

стей (СОЖ) от твердых механических примесей, а также «инородных» масел, попавших в СОЖ в результате иегерметичности уплотнений в гидравлических и смазочных системах технологического оборудования. В установках реализованы флотационный, гравитационный и магнитный методы очистки СОЖ (рис. 1,2).

Загрязнённая

Очищенная

СОЖ

СОЖ

'^ииЛИК" " ~~ Ч!"л- Х(1!

Рис. 1. Блок-схема установки для очистки СОЖ "Вита-С": 1 - гравитационный очиститель, 2 - флотатор; 3 - кассетный магнитный сепаратор

Емкость предварительной

XX I

очистки

т» ^

Емкость окончательной очистки

ЗАО НПК «Волга-ЭКОПРОМ» выпускает установки серии «Вита-С» производительностью до 1500 м /ч. В табл. 1 в качестве примера приведены технические характеристики четырёх установок.

Обеспечиваемое установками «Вита-С» (см. табл. 1) высокое качество очистки СОЖ позволяет увеличить срок их эксплуатации, повысить стойкость режущего инструмента, улучшить качество обработанных поверхностей заготовок, повысить надёжность и работоспособность насосного оборудования, удлинить цикл межремонтных осмотров и уменьшить затраты на ре-