Система создания компоновок

Чем чаще необходима компоновка новых и переделка имеющихся агрегатных станков, тем более качественно и лучше должна быть организована заводская служба проектирования, компоновки и ремонта этого вида оборудования.

Оперативная система компоновки агрегатных станков дает возможность в условиях серийного и мелкосерийного производства в кратчайшие сроки перестраиваться на выпуск новых изделий и осуществлять их плановый выпуск. В условиях массового производства изготовление компоновок своими силами также себя оправдывает, так как дает возможность в минимальные сроки с наименьшими затратами внедрять поточные и автоматические линии из агрегатных станков.

В настоящее время организация централизованного проектирования и изготовления компоновок совершенствуется. Но часть заводов уже сейчас имеет некоторый запас нормализованных узлов. Эти заводы, совершенствуя свою продукцию, производят перекомпоновку агрегатных станков с минимальными затратами времени и средств своими силами. Поэтому следует заводам, эксплуатирующим оборудование из нормализованных узлов, иметь в своем распоряжении оперативную службу проектирования, изготовления компоновок, их текущего и среднего ремонта.

Исходя из практического опыта автотракторных и авиационных заводов, можно рекомендовать следующую систему создания агрегатных станков своими силами.

1. Производственный цех-заказчик выдает техническое задание в отдел главного технолога. Технологическая группа перспективных технологий, которую желательно иметь в составе отдела, разрабатывает технологию, обеспечивающую плановое увеличение производительности труда с перспективой на 2 — 5 лет вперед. При этом определяется потребное (предварительное) количество нормализованных узлов, производится экономическое обоснование выбранных методов обработки, рассчитываются режимы резания, даются заявки на приобретение недостающих узлов, выдается окончательное техническое задание конструкторскому отделу. В случае необходимости, параллельно дается задание экспериментальному участку на проверку принятых режимов резания и т. д.

Техническое задание и отчеты

экспериментального участка поступают в конструкторский отдел

2. Техническое задание и отчеты экспериментального участка поступают в конструкторский отдел. Обычно это отдел механизации и автоматизации, но в отдельных случаях отдел главного механика. Проектирование приспособлений и насадок лучше всего поручать отделу механизации и автоматизации. Режущий инструмент, наладочные шаблоны обычно проектирует конструкторская группа отдела главного технолога, согласуя размеры с компоновочным чертежом станка и технологией.

3. Компоновку станка может производить усиленный для этого ремонтных цех главного механика. Приспособления, насадки и инструмент изготовляет инструментальный цех. Но в большинстве случаев, особенно при значительной потребности и сложности агрегатных станков, их компоновку, изготовление оснастки, кроме режущего инструмента и шаблонов, следует поручать специальному участку, входящему в состав цеха автоматизации и механизации.

4. Основные виды ремонта нормализованных узлов и их замену производит ремонтный цех. При больших количествах агрегатных станков и автоматических линий из нормализованных узлов, в составе ремонтного цеха необходимо иметь специальную группу обученных слесарей-ремонтников и отдельный оборудованный участок.

В большинстве случаев равенство машинного времени обеспечивается приравниванием его к времени на наиболее напряженной по режимам позиции. При этом режимы резания подбираются таким образом, чтобы на ведущей тяжело нагруженной позиции стойкость инструмента определялась наибольшей производительностью, а на остальных позициях режимы резания устанавливаются, исходя из наибольшей стойкости инструмента. Соблюдение этого условия обеспечивает получение максимальной производительности при минимальном расходе режущего инструмента и времени на подналадки. Чрезвычайно важен вопрос выбора технологических баз. Правильно выбранные базы могут значительно снизить количество единиц агрегатных станков, необходимых для обработки детали или узла, за счет высокой концентрации операций на каждом станке.

концентрация операций на компоновке

находится в прямой зависимости от выбранной базы

В качестве примера удачного и неудачного выбора баз ниже приводятся два технологических процесса обработки шатуна велодвигателя. В первом неудачном процессе, были приняты за основу базы, применявшиеся ранее при обработке шатуна на универсальном оборудовании. Во втором, более прогрессивном процессе за основу принята другая база. В результате оказалось, что второй вариант требует вместо двух компоновок создания только одной, при этом отпала операция шлифования торцов большой головки, а также операция рихтовки (устранения непараллельности осей головок), сократилось количество рабочих и значительно повысилось качество обрабатываемых деталей.

По второму варианту обработка производилась на одном агрегатном станке в следующем порядке:

а) сверление большой головки;

б) сверление малой головки и зенкерование большой;

в) подрезание двух торцов большой головки взамен шлифования;

г) зенкерование отверстий в малой головке и первое развертывание отверстий в большой;

д) первое развертывание отверстий в малой и второе развертывание отверстий большой головки;

е) второе развертывание отверстий малой головки и третье развертывание отверстий — большой.

Как видно из приведенного примера, концентрация операций на компоновке находится в прямой зависимости от выбранной базы. При выборе базы для обработки на агрегатном станке необходимо руководствоваться следующими правилами.

Базовые поверхности

должны обеспечивать наиболее устойчивое положение обрабатываемой детали в приспособлении

1. Установочная база должна обеспечивать возможность обработки наибольшего числа поверхностей детали с одной ее установки.

2. Базовые поверхности должны обеспечивать наиболее устойчивое положение обрабатываемой детали в приспособлении.

3. При выборе баз должен быть рационально решен вопрос крепления деталей с учетом возможности свободного подхода инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям и исключения деформации деталей от прижимного усилия.

Необходимо особое внимание обращать на повышение качества заготовок, уменьшение припусков, улучшение черновых установочных баз и т. д., что обеспечивает получение значительного экономического эффекта от внедрения станка. Второй вариант обработки шатуна, приведенный выше, потребовал следующих изменений в изготовлении поковки:

1) введение холодной чеканки стержня шатуна и необрабатываемых поверхностей его головок для равномерного распределения припусков по сторонам головок;

2) введение горячей прошивки отверстия диаметром 20 мм в большой головке в целях облегчения сверления отверстия диаметром 32 мм.

Введение этих изменений позволило получить значительное снижение трудоемкости механической обработки.

Режимы резания для обработки на агрегатных станках допустимо подбирать по нормативам режимов резания для соответствующих видов обработки на универсальном оборудовании.

выбор режимов резания

режимы резания должны быть оптимальными для всех инструментов

Однако при выборе режимов резания необходимо учитывать следующее:

1) режимы резания должны быть оптимальными для всех инструментов;

2) если отсутствуют проверенные данные, то все выбранные по нормативам режимы резания необходимо проверить опытным путем в условиях, наиболее приближенных к создаваемой компоновке.

3) особо тщательно следует проверять режимы, которые могут вызвать усилия резания, численно близкие к допускаемым нагрузкам на отдельные узлы агрегатного станка (силовые головки, поворотные столы, кронштейны);

4) при использовании на станке гидравлических и пневмогидравлических силовых головок необходимо считаться с колебаниями величины подачи, зависящими: для гидравлических головок от разогрева масла; для пневмогидравлических — от изменения осевого усилия в процессе резания до 20% по отношению к рабочей подаче без нагрузки.

Для создания условий максимальной концентрации операций и получения максимальной производительности на одном станке желательно повысить технологичность обрабатываемой детали следующим путем:

1) при отсутствии надежных баз для установки и крепления детали должны быть предусмотрены специальные технологические приливы, площадки и другие подобные элементы;

2) обрабатываемые поверхности на детали желательно концентрировать в минимальном количестве плоскостей для создания условий, отвечающих их одновременной обработке на станке;

3) межосевые расстояния отверстий, лежащих в одной плоскости, должны быть возможно большими для создания возможностей обработки их с использованием одной многошпиндельной насадки. При мелкосерийном производстве следует отдавать предпочтение применению переналаживаемых компоновок. При массовом производстве на первом месте должны стоять вопросы надежности работы узлов и инструментов. Например, для станков с плоскокулачковыми головками потери времени на их ремонт и подготовку рабочего места, по данным ИМАШ АН СССР, составляют соответственно для однопозиционных станков — 2 и 2,6%; для многопозиционных станков — 10 и 17%.

Преимущества поточно-механизированных линий

выражаются в возможности работы на отдельных станках

Преимущества поточно-механизированных линий выражаются в возможности работы на отдельных станках при выходе из строя одного из них в возможности поэтапного внедрения этих линий, что существенно для равномерного распределения капитальных затрат во времени.

Внедрение линий на базе агрегатных станков складывается из следующих этапов:

1) компоновка и внедрение отдельных станков;

2) двух-, пятимесячная эксплуатация с проверкой работоспособности некоторых элементов компоновок, их доработка, уточнение режимов резания, конструкций оснастки и т. д.

3) установка на станках бункерно-загрузочных и разгрузочных устройств, вследствие чего появляется возможность многостаночного обслуживания;

4) установка транспортно-ориентирующих средств между станками (автооператоры, транспортеры, кантователи, накопители и т. д.), что приводит к полной автоматизации линии.

При создании комплексно-механизированной линии к выполнению двух первых этапов, указанных выше, добавляется применение транспортных связей.

Длительный опыт эксплуатации поточных линий на ряде автомобильных заводов, на заводах топливной аппаратуры и др. говорит о правильности выбранного ими пути на этапе перехода к комплексной автоматизации.