CC BY
46
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫХ
АВТОМАТАХ
Ю.А. Гульнов
Рациональное использование токарных автоматов в условиях мелкосерийного производства достигается при применении метода групповой обработки на основе использования ЭВМ для технологического проектирования. Принципиальная схема проведения такой работы предусматривает:
• кодирование исходной информации о деталях типа тел вращения, изготовляемых из прутковых заготовок;
• проектирование технологии автоматной обработки деталей;
• определение экономической эффективности обработки деталей в группах;
• разработку управляющих программ для фрезерного станка с ЧПУ, используемого при изготовлении кулачков, составляющих наладку токарного автомата.
Проектирование технологического процесса автоматной обработки детали распадается на два основных этапа.
На первом этапе осуществляется формирование плана операции обработки детали. Для этого, исходя из анализа закодированных данных, производится назначение режущих инструментов для обработки наружных и внутренних поверхностей детали и распределение их по гнездам револьверной головки и поперечным суппортам. Для выбора оптимальной структуры операции возможные варианты планов автоматной обработки можно представить в виде графа G (P, w), множество вершин которого обозначают набор параметров (межоперационные размеры, точность и шероховатость обработки поверхностей и т.п.), описывающих состояние поверхностей деталей после выполнения переходов, а множество дуг w соответствуют применению различных переходов.
Любой путь (w1,w2, ..., wn) графа G, начинающийся в вершине P0 и заканчивающийся в вершине Рк, является одним из вариантов структуры технологического процесса Т, в соответствии с которым деталь из состояния заготовки Р0 переходит в конечное состояние Рк.
При проектировании технологии автоматной обработки в качестве исходных данных задаются значения Р0 (состояние заготовки) и сведения о детали, получаемые из ее чертежа. Решение задачи находится на множестве технологических процессов Rr с учетом целевой функции F(T), характеризующей себестоимость автоматной обработки детали, и должно удовлетворять следующему условию:
F(T) = min {F(T) / T e Rr }.
На втором этапе проектирования технологического процесса, исходя из полученного плана операции, производится расчет параметров профилей кулачков, составляющих автоматную наладку. Одновременно решается задача поиска существующих групповых кулачков для изготовления детали, вновь появившейся в производстве.
При групповом методе обработки наладку автомата производят не для индивидуальной детали, а из расчета обработки группы различных деталей, объединенных по общности их конструктивно-технологических признаков. Объединение деталей, изготовляемых малыми сериями, в группы приводит к образованию большой суммарной партии, обработка которой на автомате становится рентабельной. Затраты времени на подналадку автомата, неизбежные при переходе к обработке одной из каждой следующей партии разноименных деталей группы,
значительно меньше затрат на полную наладку, выполненную для каждого наименования деталей при единичных процессах.
Детали, обрабатываемые на токарно-револьверных автоматах, группируются в соответствии с видами движений рабочих органов станка, необходимыми для выполнения тех или иных переходов. С этой точки зрения все переходы можно разделить на три категории равноценных либо условно-равноценных переходов, выполняемых следующим образом:
1. продольным перемещением инструмента (продольное обтачивание, сверление, зенкерование, развертывание, растачивание, нарезание резьбы вдоль оси и т.п.);
2. поперечным перемещением инструмента (фасонирование, проточка канавок, подрезка торцов и т. п.);
3. комбинированным перемещением инструмента (обточка за буртом, расточка в отверстии и т. п.).
К равноценным переходам относятся переходы, характеризуемые единством рабочего инструмента, режима резания, точности и шероховатости обработки. К условно-равноценным переходам относятся переходы, характеризуемые единством вида перемещений рабочих органов токарно-револьверного автомата. В частности, это будут переходы, осуществляемые при помощи одного участка кривой кулачка, но различными инструментами, заменяемыми при подналадке.
Естественно, что при группировании необходимо стремиться к тому, чтобы в одну группу включались детали с одинаковой последовательностью выполнения равноценных переходов. Однако если при этом не обеспечивается достаточная загрузка автомата, то группы комплектуются и с учетом условно-равноценных переходов. С ростом серийности производства возникает необходимость производить экономический расчет целесообразности обработки детали на групповой или единичной наладке. Для токарных автоматов этот расчет имеет особое значение, так как при групповой технологии для подавляющего большинства деталей возникают дополнительные потери на холостые ходы, которые снижают эффективность обработки больших партий деталей.
Целесообразность обработки деталей по групповой или единичной технологии основывается на сопоставлении технологической себестоимости детали.
Расчет технологической себестоимости детали при единичной и групповой обработке выражается формулами: при единичной обработке
С С С = С + •
де ше ^ ^ м
п рп при групповой обработке
С = С Сн + КнСн (Ы -1) + Ст + КтСт (Ы -1) дгр шгр пЫ рпЫ "
Здесь Сде. и Сд.гр - технологическая себестоимость детали соответственно при единичной и групповой обработке, руб.; Сш.е и Сш.гр. - затраты, связанные со штучным временем обработки детали на единичной и групповой наладке, руб.; Сн - затраты, связанные с наладкой станка на запускаемую партию, руб.; Ст - затраты на технологическую подготовку производства, руб.; Кн - коэффициент, учитывающий снижение времени на наладку каждой последующей детали группы; Кт -коэффициент, учитывающий долю затрат, связанных с технологической подготовкой производства на каждую последующую деталь группы; п - средний размер партий деталей, шт.; р - количество запусков детали на расчетный срок; N - количество наименований деталей, входящих в группу, шт.
Целесообразность применения групповой технологии определяется для каждой детали по величине АС = Сде - Сд.гр, АС > 0.
В том случае, если из существующих групповых кулачков не нашлось кулачков, пригодных для изготовления новой детали, или обработка ее по групповой технологии экономически нецелесообразна, по специальному алгоритму производится разработка управляющих программ для фрезерного станка с ЧПУ для изготовления кулачков.
Результаты автоматизированного проектирования технологии выдаются в виде операционно-технологической карты автоматной обработки, отпечатанной на ЭВМ.
Применение ЭВМ при проектировании технологических процессов обработки деталей на токарно-револьверных автоматах в условиях мелкосерийного производства позволяет значительно увеличить производительность труда технологов и снизить затраты на разработку технологии изготовления деталей.
