Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОКРАЩЕНИЯ ЗАТРАТ ВРЕМЕНИ НА ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Затраты времени на осуществление технологического процесса складываются из затрат времени на все операции и на транспортирование предмета труда от одной технологической системы к другой.

Продолжительность технологического процесса зависит от его структуры, предмета труда и операции.

Структура технологического процесса характеризуется способом осуществления его этапов: последовательным, параллельным, комбини­рованным. Продолжительность изготовления одного изделия при после­довательном изготовлении всех деталей и сборки изделия отличается от продолжительности при их параллельном изготовлении; в последнем случае производительность значительно выше (рис. 1.12.1).

В свою очередь операции каждого технологического процесса сбор­ки или процесса изготовления детали могут быть выполнены тоже после­довательно, параллельно или параллельно-последовательно. В соответствии

Б)

С изложенным рассмотрим возможность сокращения затрат времени по средством совершенствования структуры процесса и способы сокращу ния штучно-калькуляционного времени на операцию.

1.12.1. СОКРАЩЕНИЕ ЗАТРАТ ВРЕМЕНИ ЗА СЧЕТ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Рассмотрим этот вопрос на примере изготовления деталей на стап ках, используя систему понятий и определений, предложенных проф Д. В. Чарнко [15]. Любой технологический процесс можно выполнять и один или несколько потоков. Осуществление процесса в т потоков озн. і чает, что процесс дублируется т раз, что можно представить как работе т поточных линий, на которых параллельно обрабатывают одни и те же заготовки. Рассмотрим структуры однопоточной обработки, поскольк* при многопоточной обработке эти структуры дублируются.

Продолжительность операции определяется ее структурой и приня тым методом изготовления. Применительно к механической обработк. заготовок метод изготовления отражает процесс взаимодействия инстр> мента с заготовкой и характеризуется типом инструмента и видом отно сительного движения инструмента и заготовки (например, токарный ме тод обработки, фрезерный, шлифовальный и т. д.).

Под структурой операции изготовления понимается строение опера ции, устанавливающее определенную связь и отражающее сочетание технологических переходов, вспомогательных переходов и потоков. При этом структуру операции характеризует оперативное время.

Метод и структура - две стороны одной операции. Методы обрабої ки можно классифицировать по производительности. Например, для заготовки с плоскими поверхностями методы обработки по возрастаю щей производительности различают следующим образом: строгание фрезерование —» протягивание. При этом, чем производительней метол тем дороже инструмент.

Следует отметить, что появление нового метода - явление сравни тельно редкое, и поэтому проблему повышения производительности про цесса главным образом решали совершенствованием структуры опера ции. Совершенствование процессов по структуре во многих случаях опе­режало развитие методов обработки. Таким образом, производительносі і. процесса можно увеличить в результате перехода или к более производи тельному методу, или к более сложной структуре.

Новый, более производительный метод обеспечивает ту же произво­дительность при более простой структуре и, наоборот, при более слож­ной структуре операции можно достичь высокой производительности, используя менее производительный метод.

Структуру операции различают по классам, группам обработки и их сочетаниям. Структуру операции можно классифицировать по трем клас­сам. Номер класса характеризует степень совмещения технологических переходов. При этом совмещение переходов обеспечивается при одно­временной обработке детали несколькими инструментами с одной или нескольких сторон.

Различают переходы.

1- й класс - последовательная компоновка операций;

2- й класс - параллельно-последовательная компоновка;

3- й класс - параллельная компоновка (рис. 1.12.2).

При последовательной компоновке все технологические переходы выполняют одним или несколькими инструментами последовательно и время обработки представляет собой сумму затрат времени на все техно­логические и вспомогательные переходы. При параллельно-последова­тельной компоновке технологические переходы выполняют несколькими блоками инструментов. При этом инструменты, расположенные в блоке,

Обрабатывают деталь одновременно, а сами блоки действуют последова­тельно. При таком способе время на обработку будет равно не сумме всех переходов, а только сумме времени наиболее длительных переходов. При параллельной компоновке технологические переходы выполняются всеми блоками параллельно и время обработки будет равно времени наиболее - продолжительного перехода.

Различие компоновок операции по классам находит отражение в формуле оперативного времени. В общем случае для многопоточного процесса гоп = TJm\ здесь т - число потоков.

Цикл представляет собой сумму несовмещенных времен, затрачи­ваемых на технологические и вспомогательные переходы.

Основное технологическое время операции:

П

- со структурой 1-го класса /„= t0Ti + tm2 + ... + 'ота = ^/0ТІ ;

/=і

K

- со структурой 2-го класса tm ■= ]Г'от, тах ;

/=і

- со структурой 3-го класса 'от = ?0T, mdX,

Где tmі - основное технологическое время 1-го технологического перехо­да; tor! max - максимальная продолжительность технологического перехода у'-го блока; '0Т(тах - максимальная продолжительность технологического перехода операции; п - число переходов; к - число блоков.

Сочетание вспомогательных переходов получило название группы обработки. Затраты времени на вспомогательные переходы составляют, 'ее = 'из + 'су + 'х, где /„з - затраты времени на измерение и поднастройку оборудования; 'су - затраты времени на снятие и установку заготовки; fx - затраты времени на холостые ходы.

Если рассматривать обработку на станках, на которых размер детали получается автоматически после настройки технологической системы, то все варианты совмещения вспомогательных переходов можно свести к трем группам обработки.

Для первой группы характерно; время измерения совмещено с тех­нологическими переходами; время установки, снятия детали и холостые ходы совмещены частично; используют однопозиционную или многопо­зиционную обработку (рис. 1.12.3). Вспомогательное время для многопо­зиционной обработки

'вс — ^с у 'с у ~~ ^с у ^ 'х - ^Хэ

Где асу - число деталей, устанавливаемых в установочных позициях од­ного потока; тсу - время совмещенных установок и снятий детали с дру­гими переходами; тх - время совмещенных холостых ходов механизмов.

При многопозиционных процессах возможны несколько установоч­ных позиций, поэтому время установки заготовки и снятия детали со­вмещают со временем технологического перехода.

Вспомогательное время для однопозиционной обработки

При однопозиционных процессах имеется одна установочная пози­ция, и поэтому ас у = 1, тс у = 0.

Для второй группы характерно, что полностью совмещены по вре­мени все переходы, связанные с измерениями детали, и все переходы по установке и снятию деталей, т. е. вспомогательное время

Примером обработки второй группы является фрезерование на двухпозиционном столе (рис. 1.12.4). Когда на позиции 2 происходит обработка, на позиции У проводят снятие детали и установку новой заго­товки.

Для третьей группы характерно совмещение всех вспомог ательных переходов с технологическими переходами (рис. 1.12.5). В этом случае оперативное время

Р

Отладка управляющей программы осуществляется рабочим и требует больших затрат времени.

При изготовлении детали с большим числом ответственных поверх ностей время на настройку технологической системы резко возрастает.

Другим путем сокращения подготовительно-заключительного вре­мени, приходящегося на единицу изделия, является увеличение количе­ства изделий в партии, обрабатываемой при одной настройке размерных и кинематических цепей технологической системы.

Увеличение количества изделий может быть достигнуто двумя путями:

1) увеличением одинаковых изделий в партии, как это имеет ме­сто, например, в массовом производстве, когда на ряде настроенных тех нологических систем производится обработка одних и тех же изделий иногда в течение нескольких лет. В таких условиях учет Таг вообще теря­ет смысл, так как это время становится исчезающе малой величиной;

2) увеличением количества деталей за счет обработки различных деталей, близких по служебному назначению и по конструкции, разме­рам, материалу, техническим условиям и т. д.

Обработка деталей группы во втором случае требует незначитель­ной переналадки технологической системы при переходе от обработки одной детали к другой. Действительно, если, например, на револьверном станке обрабатывают валы одного диаметра, но различной длины, то для перехода на обработку более длинного вала необходимо только переста­вить упоры ограничения длины хода револьверной головки. Следова­тельно, обработка группы такого типа деталей как бы увеличивает коли­чество деталей, обрабатываемых с одной настройкой или при небольшой перенастройке технологической системы, что, в итоге, привело к появле­нию групповой технологии. Для ее реализации используются различного рода универсальные приспособления, позволяющие обрабатывать группу деталей с быстрой перенастройкой.

Для тех же целей используются различного рода унифицированные наладки, позволяющие осуществлять быстрый переход с обработки заго­товки одной детали на обработку заготовки другой детали.