CC BY
60
ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ
УДК 621.9:338.45
В. М. Борисов, С. В. Борисов
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (ЧПУ) В КОМПРЕССОРОСТРОЕНИИ
Ключевые слова: параметрическая и структурная оптимизация, станки с числовым программным управлением, компрессо-
ростроение, критерий рентабельности.
Сформулированы принципы параметрической и структурной оптимизации технологических процессов, предусматривающие использование станков с числовым программным управлением. Описаны структурные схемы станков с программным управлением различных обрабатывающих групп. Оценены возможности использования специализированных станков в компрессоростроении. Установлено, что применение специализированного оборудования позволяет без дополнительных затрат на дорогостоящую оснастку производить частую его переналадку. Приведен критерий рентабельности использования станков с программным управлением при выполнении отдельных операций.
Keywords: parametric and structural optimization, machine tools with numerical control, compressor building, the profitability
criterion.
The principles of the parametric and structural optimization of processes involving the use of machine tools with numerical control. We describe the structural scheme of machine tools with program management of different treatment groups. The possibilities of use of specialized machines in compressor. It was found that the use of specialized equipment allows no additional cost for expensive tooling to produce part of his readjustment. A criterion of the profitability of the use of machine tools with program management in the performance of individual operations.
Анализ производства компрессоров различного назначения и конструктивных разновидностей на Московском, Пензенском и Казанском компрессорных заводах показал, что технический и экономический принципы проектирования технологических процессов находят отражение в их оптимизации [1, 2]. При этом оптимизация может осуществляться на уровне отдельных операций - параметрическая оптимизация и на уровне всего технологического процесса - структурная оптимизация. При разработке технологических процессов [3] изготовления деталей предусматривается использование станков с ЧПУ, специализированных и специальных станков, агрегатных станков. Установлено, что в мелкосерийном и серийном производствах эксплуатация станков с ЧПУ наиболее эффективна [4, 5]. Однако на эффективную работу станков с ЧПУ влияет не только объем выпуска продукции. Так в компрессоростроении обрабатывается большое количество деталей, имеющих сложную геометрическую форму. Затраты по обработке таких деталей на станках с ЧПУ значительно меньше, чем при обработке на универсальных станках. Как правило, станки с ЧПУ представляют собой автоматы и полуавтоматы, имеющие подвижные органы, которые совершают движения (рабочие и вспомогательные) автоматически по установленной программе. Программа в кодированном виде записывается на носителе. Код должен соответствовать применяемому коду устройства управления конкретным станком ЧПУ. Так, станки с ЧПУ сверлильной и расточной групп снабжаются позиционными устройствами ЧПУ, обеспечивающими перемещение рабочих органов станка в заданные точки, при этом траектории перемещения не задаются. После достижения заданной
точки производится обработка. Управление последующей обработкой осуществляется лишь по одной координате. Фрезерные, токарные и шлифовальные станки с ЧПУ оснащены контурными системами ЧПУ. При их работе перемещение рабочих органов происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для обработки необходимого контура. При контурной обработке Управление при контурной обработке может осуществляться одновременно по двум-трем координатным осям. В компрессоро-строении станки с ЧПУ применяются для обработки блок-картеров, корпусных деталей, коленчатых валов., роторов центробежных и винтовых компрессоров, гильз.
Экономия при применении станков с ЧПУ достигается за счет сокращения затрат на технологическую оснастку, сокращения цикла производства и на его подготовку. Кроме того повышается культура производства.
Эффективность операции обработки деталей на автоматизированном оборудовании во многом зависит от оптимальности состава и последовательности переходов и в меньшей степени - от оптимизации режимов резания. Применение автоматизированного оборудования позволяет без дополнительных затрат на дорогостоящую оснастку производить частую переналадку его.
В качестве критерия рентабельности применения станков с ЧПУ при выполнении операции рекомендуется минимум приведенных затрат
З = С + ЕнК ^ min ,
где C - технологическая себестоимость операции,
Ен - нормативный коэффициент эффективности, для машиностроения Ен =0,15, К - единовременные капитальные затраты, потребные на реализацию операции
К =
Е К Т
н с шт
Ф
где Кс - стоимость станка, руб., Тшт - штучное
время, Ф - годовой фонд времени работы станка по штучному времени, Ф = 0,84 .
C = ^T(S1+S2) + C0CH+C
прог :
где S1 - стоимость часа работы станка, учитывающая его амортизацию, ремонт и межремонтное обслуживание (без стоимости приспособления), S2 -стоимость часа работы станочника, Сосн - стоимость дополнительной оснастки, С
прог
стоимость
подготовки программы.
Тшт =(То+ТвХ1 + К/100),
где То - основное (машинное) время, мин., Тв -вспомогательное время, мин., К - общий суммар-
© В. М. Борисов - к.т.н., доц. каф. машиноведения КНИТУ, дения КНИТУ.
ный процент от оперативного времени на обслуживание рабочего места и перерывы, К = 10%. Экономический эффект от внедрения станков с ЧПУ может быть рассчитан по формуле
Э = (Сбпу + ЕнКбпу
)-(С
пу
+ ЕнКпу),
С бпу ; С г
себестоимость изготовления годо-
где ^бпг " пу вого объема продукции на сопоставимых станках соответственно без системы программного управления и с системой программного управления (ПУ), Кпу - стоимость станков соответственно без
К бпу
ПУ и с ПУ.
Литература
1. В.М. Борисов, С.В. Борисов, Вестн. Казан. технол. унта, 16, 3,188-188 (2013).
2. В.М. Борисов, С.В. Борисов, Вестн. Казан. технол. унта, 18, 17, 147-148 (2015).
3. В.М. Борисов, В.А. Лашков, С.В. Борисов, Вестн. Казан. технол. ун-та, 11, 401-405 (2010).
4. К.М. Великанов, Определение экономической эффективности вариантов механической обработки деталей. Машиностроение, Ленинград, 1970. 240 с.
5. К.М. Великанов, Расчеты экономической эффективности новой техники. Справочник. Машиностроение, Ленинград, 1975, 430 с.
lashkov_dm@kstu.ru; С. В. Борисов - к.т.н., доц. каф. машинове-
© V. M. Borisov - c.t.s., associate professor of the department of mechanical engineering of Kazan National Research Technological University (KNRTU), lashkov_dm@kstu.ru, S. V. Borisov - c.t.s., associate professor of the department of mechanical engineering of KNRTU.
