Пути совершенствования технологического оборудования

УДК 621.9.06

ББК 34.63-5

ВВЕДЕНИЕ

В дисциплине "Машины и оборудование машиностроительных предприятий" рассматриваются основное и вспомогательное оборудование, с помощью которых осуществляются технологические процессы. Знание устройства машин и оборудования, их технических возможностей, производительности позволяет:

- разрабатывать технологию изготовления изделий;

- планировать производство;

- проводить организационно-управленческие мероприятия;

- рассчитать экономическую эффективность;

- определить технико-экономические характеристики;

- производить. рациональный выбор оборудования в зависимости от конкретных производственных условий.

Таким образом, целью изучения данной дисциплины является получение
знаний об устройстве и особенностях основных видов современного
технологического и подъемно-транспортного оборудования, его
производительности и экономической эффективности и целесообразности
применения.

По назначению технологическое оборудование машиностроения делится на следующие виды:

- литейное;

- кузнечно-прессовое; сварочное;

- механообрабатывающее;

- грузоподъемные машины и механизмы.

Пути совершенствования технологического оборудования

Основой научно-технического процесса в различных отраслях экономики является совершенствование существующих и разработка новых технологических процессов с использованием высокоэффективного технологического оборудования. Именно технологическое оборудование является активной самовоспроизводящейся частью основных фондов машиностроительных предприятий и оно обеспечивает изготовление любых видов новых машин и приборов.

Совершенствование производства технологических машин осуществляется на базе их стандартизации, унификации и агрегатирования.

Важнейшим принципом стандартизации является применение при проектировании новых машин предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84) и нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69), на основе которых для однотипных машин построены параметрические ряды размеров, мощности, давления, норм точности и т. д.

Унификация осуществляется на базе стандартизации и заключается в приведении множества разных существующих конструкций однотипных машин, узлов и механизмов к целесообразному минимуму.

Агрегатирование - способ создания машин из унифицированных узлов -агрегатов.

Внедрение размерных рядов технологического оборудования при их проектировании, использовании унифицированных узлов, деталей и в целом агрегатов при их изготовлении делает производство более эффективным. Так как при этом ускоряется их проектирование, внедрение передовой технологии, облегчается комплексная механизация и автоматизация производственных процессов.

1. 2. Основные технико-экономические показатели
технологического оборудования

К технико-экономическим показателям относятся эффективность, производительность, точность, надежность, гибкость.

Эффективность наиболее полно отражает главное назначение технологического оборудования - повышать производительность труда при изготовлении деталей (заготовок), одновременно снижая его затраты.

Эффективность оборудования (шт/руб) Э = N/∑С, где N - годовой выпуск изделий, шт;

∑С - сумма приведенных годовых затрат на их изготовление. При проектировании или подборе оборудования стремятся к максимальной эффективности, т. е. Э = N/∑С —>mах.

Если задается годовая программа выпуска то это условиенртшодптг тг приводится к минимуму приведенных затрат, т. е. ∑С —>min.

При этом сравнение степени эффективности двух вариантов технологического оборудования ведут по разности приведенных щатрат:

P = (∑С)₁ - (∑С)₂,

где индекс "2" относится к более совершенному варианту оборудования по сравнению с базовым (индекс "1").

Производительность технологического оборудования определяет ее способность обеспечить изготовление определенного числа деталей в единицу времени.

Штучная производительность Q = T₀/T,

где Т₀ - годовой фонд времени с учетом затрат на ремонт, техническое обслуживание;

Т - полное время всего цикла изготовления детали.

Точность технологического оборудования оценивается точностью изготовления деталей на этом оборудовании. При этом различают геометрическую и кинематическую точность технологического оборудования. Геометрическая точность определяется точностью взаимного расположения узлов машины при отсутствии внешнего воздействия. Она зависит от точности изготовления базовых деталей и от качества сборки машины. Ее нормируют в зависимости от требуемой точности изготовления деталей.

Кинематическая точность особенно важна для технологического оборудования, в котором сложные движения требуют согласования скоростей нескольких простых движений. Особое значение кинематическая точность имеет для зубообрабатывающих, резьбонарезных и других станков.

Жесткость технологического оборудования определяется способностью противостоять появлению упругих перемещений под действием постоянных или медленно изменяющихся во времени силовых воздействий и представляет собой j = δ/F, где F - сила, действующая на узел технологического оборудования; δ - упругая деформация.

Податливость в еличина обратная жесткости с = 1/ j= δ / F.

В зависимости от требуемой точности изготовления деталей жесткость несущей системы технологического оборудования должна обеспечить упругое перемещение инструмента и заготовки в заданных пределах.

Надежностью технологического оборудования называется его свойство обеспечивать бесперебойный выпуск годной продукции в заданном количестве в течение определенного срока службы в заданных условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки. Надежность характеризуется:

- безотказностью;

- долговечностью;

- ремонтопригодностью;

- техническим ресурсом.

Безотказностъ - способность технологического оборудования непрерывно сохранять работоспособность в течение определеннного времени, т. е. работать без отказов между техническим обслуживанием или ремонтом.

Долговечностъ - свойство технологического оборудования сохранять работоспособность с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта до наступления предельного состояния или износа.

Ремонтопригодностъ заключается в возможности легко и быстро обнаружить неисправностбуЪтказы и легко восстанавливать работоспособное

состояние путем проведения технического обслуживания или ремонта.

Технический ресурс - это наработка от начала эксплуатации или ее возобновления после среднего и капитального ремонта до перехода в предельное состояние.

Гибкостъю технологического оборудования называют его способность к быстрому переналаживанию для изготовления других, новых изделий. Гибкость определяется: универсальностью; переналаживаемостью.

Универсалъностъ определяется числом разных изделий, подлежащих изготовлению на данном оборудовании, т. е. номенклатурой. При этом отношение годового выпуска деталей N к номенклатуре И определяет серийность изготовления S = N/И. Целесообразная гибкость технологического оборудования определяется изготавливаемых деталей.

Переналаживаемостъ определяется потерями времени и средств на переналадку технологического оборудования при переходе от одной партии деталей к другой и зависит от числа партий деталей Р, изготавливаемых на данном оборудовании в течение года.

При этом средний размер партии р = N/Р связан с характером производства и переналаживаемостью оборудования.

1. Классификация технологического оборудования
машиностроительного предприятия

Согласно действующему в нашей стране стандарту (ГОСТ 25761-83) все виды механическая обработка металлов и материалов резанием подразделяется на лезвийную и абразивную. К лезвийной обработке относятся все виды обработки резанием на станках, которые осуществляются лезвийным инструментом.

Металлообрабатывающие станки, используемые в машиностроении, можно классифицировать по признакам или по комплексу признаков [1].

По технологическому назначению станки делятся на станки токарной, фрезерной, сверлильной и других групп.

По технологическим признакам станки можно разделить укрупненно на следующие группы.

1. Станки общего назначения. В эту группу входят универсальные станки (токарно-винторезные, вертикально- и радиально-сверлильные, универсально- и горизонтально-фрезерные, плоскошлифовальные и др.), предназначенные для выполнения разнообразных работ по обработке различных заготовок. Станки общего назначения характеризуются большими технологическими возможностями, но малой производительностью.

2. Станки определенного назначения, используемые для выполне­ния определенных операций при обработке одноименных заготовок в массовом производстве. К ним относятся токарные одношпиндельные полуавтоматы последовательного действия, многошпиндельные вертикальные полуавтоматы, зубодолбежные станки, зубострогальные станки для нарезания пря­мозубых конических колес и др. В автомобилестроении их приме­няют для обтачивания кулачков распределительных валов, шеек коленчатых валов, для обработки зубчатых колес и т.д.

3. Специализированные станки, предназначенные для выполне­ния одной конкретной операции по обработке определенной заго­товки. Наиболее характерными специализированными станками в автомобилестроении являются агрегатные станки, компонуемые из стандартных узлов и силовых головок определенных типоразмеров. Станки создаются для группы похожих деталей в зависимости от конструктивных форм последних.

4. Специальные станки, выполняющие вполне определенный вид работ на одной определенной заготовке детали, имеют высокую стоимость, а при смене объекта производства требуют конструктивных изменений. Вследствие этого такие станки приме­няют ограниченно даже в условиях массового производства. Их допускается использовать лишь в исключительных случаях.

5. Многооперационные станки с числовым программным управ­лением и автоматической сменой инструментов предназначены для комплексной обработки заготовок. Такие стан­ки характеризуются высокой концентрацией обработки, т. е. одно­временно в работе находится несколько инструментов. На них про­изводят черновую, получистовую и чистовую обработку заготовок сложных корпусных деталей, содержащих десятки обрабатываемых поверхностей, выполняют самые разнообразные технологические переходы: фрезерование плоскостей, уступов, канавок, окон; свер­ление, зенкерование, развертывание, растачивание гладких и сту­пенчатых отверстий; обработку наружных и внутренних поверхно­стей и др. В связи с высокой стоимостью многооперационных стан­ков их используют для обработки наиболее технологически слож­ных заготовок. В этих случаях один такой станок может заменить 3–5 станков с ЧПУ или 5–10 универсальных станков. Иногда эти станки называют обрабатывающими центрами (ОЦ).

По степени автоматизации станки подразделяют:

• на станки с ручным управлением;

• полуавтоматы (автоматически выполняют все элементы цик­ла, но сам цикл возобновляется вручную);

• автоматы, у которых для возобновления цикла не требуется вмешательство человека.

По числу главных рабочих органов различают одно- и многошпин­дельные станки, одно- и многопозиционные станки и т.д.

По точности станки подразделяют на пять классов: Н – нормальный, П – повышенный, В – высокий, А – особо высокой точности, С – особо точные станки.

В России принята Единая система условных обозначений стан­ков, разработанная Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС). В соответствии с этой системой каждому станку присваивается определенный шифр. Первые две цифры шифра определяют группу и тип станка. Буква на втором или третьем месте характеризует разные технические характеристики станков одного типоразмера. Третья или четвертая цифра пока­зывает условный типоразмер станка (высоту центров над станиной для токарного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного станка и т.д.). Последняя буква указывает на различные модификации станков одной базовой модели.

Все металлообрабатывающие станки разбиты на 10 групп, а каждая группа – на 10 типов. Далее номер и название группы ука­заны курсивом, а тип указан в скобках.

Группа 0 – резервная.

Группа 1 – токарные станки (0 – специализированные автома­ты и полуавтоматы; 1 – одношпиндельные автоматы и полуавтоматы; 2 – многошпиндельные автоматы и полуавтоматы; 3 – ре­вольверные; 4 – сверлильно-отрезные; 5 – карусельные; 6 – то­карные и лобовые; 7 – многорезцовые; 8 – специализированные; 9 – разные токарные).

Группа 2 – сверлильные и расточные станки (0 – резервный; 1 – вертикально-сверлильные; 2 – одношпиндельные полуавтоматы; 3 – многошпиндельные полуавтоматы; 4 – координатно-расточные; 5 – радиально-сверлильные; 6 – горизонтально-расточные; 7 – алмазно-расточные; 8 – горизонтально-сверлильные; 9 – раз­ные сверлильные).

Группа 3 – шлифовальные и доводочные станки (0 – резервный; 1 – кругло-
шлифовальные; 2 – внутришлифовальные; 3 – обдироч­ные шлифовальные; 4 – специализированные шлифовальные; 5 – резервный; 6 – заточные; 7 – плоскошлифовальные; 8 – прити­рочные и полировочные; 9 – разные, работающие абразивом).

Группа 4 – комбинированные станки.

Группа 5 – зубо- и резьбообрабатывающие станки (0 – резьбона­резные; 1 – зубострогальные для цилиндрических колес; 2 – зубо­резные для конических колес;
3 – зубофрезерные; 4 – для нареза­ния червячных пар; 5 – для обработки торцов зубьев; 6 – резьбо-фрезерные; 7 – зубоотделочные и поверочные; 8 – зубо- и резьбо-шлифовальные; 9 – разные зубо-, резьбообрабатывающие).

Группа 6 – фрезерные станки (0 – резервный, 1 – вертикаль­ные консольные;
2 – непрерывного действия; 3 – резервный; 4 – копировальные и гравировальные;
5 – вертикальные бескон­сольные; 6 – продольные; 7 – консольные широкоуниверсаль­ные; 8 – горизонтальные консольные; 9 – разные фрезерные).

Группа 7 – строгальные, долбежные, протяжные (0 – резерв­ный; 1 – продольно-строгальные одностоечные; 2 – продольно-строгальные двухстоечные; 3 – поперечно-строгальные; 4 – дол­бежные; 5 – протяжные горизонтальные; 6 – резервный; 7 – про­тяжные вертикальные; 8 – резервный; 9 – разные строгальные).

Группа 8 – разрезные станки (0 – резервный; 1 – разрезные, работающие резцом; 2 – разрезные, работающие абразивным кру­гом; 3 – разрезные, работающие гладким диском; 4 – правильно-отрезные; 5 – пилы ленточные; 6 – пилы дисковые; 7 – пилы ножовочные).

Группа 9 – разные станки (1 – опиловочные; 2 – пилонасекательные; 3 – правильно- и бесцентрово-обдирочные; 4 – ба­лансировочные; 5 – для испытания сверл и шлифовальных кру­гов; 6 – делительные машины).

Контрольные вопросы

1. На какие группы делятся металлообрабатывающие станки по технологическим признакам?

2. Каковы характеристики технологических групп?

3. На какие классы точности делится металлообрабатывающее оборудование и их обозначения?

4. На какие группы и типы подразделяется технологическое оборудование?

2. Оборудование, инструменты и технологическая
оснастка для токарной обработки