Структура технологических операций

Производительность технологических операций в значительной степени зависит от их структур, определяемых количеством заготовок, одновременно устанавливаемых в приспособлении (одно- или многоместная обработка), количеством инструментов, используемых при выполнении операции (одно- или многоинструментальная обработка), и последовательностью работы инструментов при выполнении операции. Последовательное вступление инструментов в работу или последовательное расположение заготовок в приспособлении по направлению движения подачи характеризует структуру операции с последовательной обработкой. При параллельном расположении обрабатываемых заготовок в приспособлении (расположение заготовок перпендикулярно к направлению движения подачи) и при одновременной обработке нескольких поверхностей одной или нескольких заготовок формируется структура операции с параллельной обработкой. При расположении заготовок в несколько рядов вдоль и поперек движения подачи характеризуется как структура операции с последовательно-параллельной обработкой.

Одноместная и последовательная обработка одним или несколькими сменяемыми инструментами (рис. 12.2). не дает возможности совмещения основного времени отдельных поверхностей и отдельных переходов, поэтому основное время Т_о технологической операции, входящее в состав штучного времени Т_ш определяется суммой основных времен всех переходов операции по формуле

. (12.1)

Вспомогательное время Т_в при одноместной последовательной одноинструментальной обработке (рис. 12.2, а, б) складывается: из времени на установку и снятие заготовки Т_уст, включающего в себя затраты времени на установку штучных заготовок в приспособлении и их смену, установку сменных приспособлений-дублеров или приспособлений-спутников в рабочие позиции (при обработке прутков Т_ус включает в себя время на разжим цанги, подачу прутка до упора, зажим цанги); из времени на управление станком Т_уп, которое включает в себя время на пуск и останов станка, переключение скоростей и подач, изменение направления вращения шпинделя, перемещение суппортов, головок, кареток, а при обработке на станках с ЧПУ добавляется время на индексацию Т_инд, состоящего из затрат времени на перемещение частей станка в новые и исходные позиции и фиксацию (рис. 12.2, б), поворот делительных устройств и кондукторов, перемещение заготовок на новые позиции. Вспомогательное время можно выразить формулой

. (12.2)

При одноместной последовательной многоинструментальной обработке сменяемым инструментом (рис. 12.2,в, г) время индексации Т_инд в формуле (12.2) заменяется временем Т_с.и, учитывающим затрату времени на смену инструмента при выполнении отдельных переходов операции (поворот резцовых или револьверных головок, замена расточных борштанг, быстросменных кондукторных втулок и т. д.).

V

n

в

а

б г

Рис. 12.2. Схемы одноместной последовательной одноинструментальной (а, б) и

многоинстументальной (в, г) обработки

1, 2 (а) – номера ходов инструмента; 1, 2, 3 (б) – последовательность

положения сверла

При одноместной последовательной многоинструментальной обработке на станках типа «обрабатывающий центр» в состав вспомогательного времени входит и время индексации и время смены инструмента, поэтому формула (12.2) принимает вид

. (12.3)

Если время контрольных измерений обрабатываемой заготовки Т_изм не перекрывается основным временем, то оно включается в уравнения (12.2) или (12.3) отдельным слагаемым.

Одноместная параллельная обработка (рис.12.3).

К одноместной параллельной обработке относятся: одноинструментальная фасонными инструментами (рис.12.3, а и б), наборами инструментов (рис.12.3, в) и многоинструментальная (рис. 12.4) и параллельно-последо-вательная обработка (рис. 12.5).

n

Р

n

n

n

б

а в

Рис.12.3. Схемы одноместной параллельной одноинструментальной обработки

фасонными инструментами (а, б) и набором инструментов (в)

n

а б

Рис. 12.4. Схемы одноместной параллельной многоинструментальной

обработки точением (а) и сверлением (б)

Во всех случаях одноместной параллельной (рис. 12.4) и параллельно-последовательной (рис. 12.5) обработки основное время выполнения отдельных переходов Т_оi совмещается и общая продолжительность выполнения операции определяется длительностью Т_оi лимитирующего, т.е. самого продолжительного, перехода, перекрывающего длительность всех других переходов. Кроме того, продолжительность операции определяется числом одновременно обрабатываемых заготовок.

При одноместной параллельной обработке

. (12.4)

Вспомогательное время определяется по формулам (12.2) или (12.3).

n

а

б

в

Рис. 12.5. Схемы одноместной параллельно-последовательной обработки:

сверление многошпиндельной сверлильной головкой (а), обработка

комбинированным инструментом (б) и с применением револьверной головки (в)

Многоместные схемы обработки дает возможность совмещать как основное, так и вспомогательное время, поэтому они обеспечивают получение наивысшей производительности. Эти схемы обработки могут осуществляться в трех вариантах:

все обрабатываемые заготовки устанавливаются на станке одновременно и одновременно обрабатываются одним или несколькими инструментами (рис. 12.6);

заготовки или группы заготовок устанавливаются в свои приспособления независимо от других заготовок и обрабатываются одновременно или последовательно (рис. 12.7);

обработка выполняется на непрерывно вращающемся столе или барабане при непрерывной смене обрабатываемых заготовок (рис.12.6, в).

n

s

а б

в

Рис. 12.6. Схемы многоместной обработки заготовок: одним (а, в) и несколькими (б)

инструментами

При многоместной параллельной многоинструментальной обработке (рис. 12.6, б) затраты основного и вспомогательного времени распределяются между Z одновременно обрабатываемых заготовок и определяются из выражений

. (12.5)

. (12.6)

Многоместная последовательная обработка (рис. 12.6, а) не позволяет совмещать основное время на обработку заготовок, поэтому основное время операции равно

. (12.7)

где Z – число последовательно обрабатываемых заготовок; Р_оi – основное время обработки каждой заготовки.

Загрузка заготовок

Выгрузка заготовок

А

Б

а

б

Рис. 12.7. Схемы многоместной последовательной (а) и последовательно-

параллельной (б) обработки

Следует отметить, что фактическое основное время Т_о, определенное по формуле (12.7) будет меньше расчетного основного времени при одноместной обработке тех же заготовок, поскольку при многоместной обработке существенно уменьшается время на врезание и перебег инструмента, входящего в величину Т_оi.

Вспомогательное время в этом случае определяется по формуле (12.6).

Многоместная последовательная обработка с раздельной установкой заготовок (рис. 12.7, а) позволяет совмещать время установки с основным временем, значительно сокращая вспомогательное время, которое определяется по формуле

. (12.8)

Основное время определяется так же как и при одноместной обработке.

Многоместная последовательно-параллельная обработка с раздельной установкой заготовок (рис. 12.6, в) не только позволяет совмещать основное время с временем установки заготовок, но и совмещать частично основное время на выполнение переходов. В этом случае общее основное время можно определять по формуле (12.5). Вспомогательное время определяется по формуле

. (12.9)

Многоместная параллельно-последовательная обработка с непрерывной установкой и сменой обрабатываемых заготовок обеспечивает наивысшую производительность (схема аналогична рис. 12.6, в), так как позволяет полностью перекрывать вспомогательное время основным (Т_в = 0). Основное время при такой обработке определяется делением времени одного оборота поворотного стола на число установленных на нем заготовок. Многоместная обработка с непрерывной сменой обрабатываемых заготовок в большинстве случаев осуществляется как параллельно-последовательная. Наиболее удобным вариантом смены обрабатываемых заготовок является применение вращающихся столов с вертикальной осью вращения. Количественной оценкой рассматриваемой структуры операции является коэффициент совмещения основного времени операции, определяемый по формуле

, (12.10)

где К_с.о – коэффициент совмещения основного времени; Т_о – основное неперекрываемое время операции; – сумма всех элементов основного времени, совмещенных и несовмещенных переходов операции.

Величина К_с.о изменяется от 0 до 1. При отсутствии совмещения переходов К_с.о = 1. При повышении степени совмещения коэффициент К_с.о уменьшается.

Дата добавления: 2014-01-07