Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

По аналогии для резьбонакатного станка

t _{6 ин}= 2 0,02 0,11 = 0,004 мин.

Обработка лысок на валу выполняется на горизонтально-фрезерном станке набором двух консольно установленных на оправке дисковых трехсторонних фрез. Согласно карте 4.12.3, T _см7 = 3 мин. Стойкость фрез T ₇= 180 мин. Тогда

мин.

Аналогичным образом рассчитываются внецикловые потери при q = 8 и q = 9.

Контрольные вопросы

1. Каким образом отражается на внецикловых потерях времени изменение системы управления агрегатными станками?

2. Почему коэффициент использования многошпиндельных токарных станков ниже, чем коэффициент использования одношпиндельных токарных станков?

3. Назовите мероприятия, позволяющие снизить внецикловые потери времени при смене инструмента.

4. Приведите пример, из которого видно, как способ установки инструмента влияет на внецикловые потери.

5. Перечислите мероприятия, которые позволяют повысить стойкость режущего инструмента.

Лабораторная работа №4
Компоновка вариантов АЛ
путём изменения структуры
лимитирующих операций и количества участков

Формирование технически возможных вариантов АЛ осуществляется на основании прогнозирования их производительности. При любой компоновке АЛ её техническая производительность за смену (480 мин) рассчитывается по формуле

, (4.1)

где p = 1 – число параллельных потоков обработки; h _загр = 0,85-0,9 – коэффициент загрузки линии; T _ц = T _оп _max – длительность цикла АЛ, равная лимитирующему времени выполнения какого-либо технологического перехода; S t _c – суммарное время собственных, внецикловых потерь, связанное с техническим обслуживанием АЛ и затраченное на единицу выпускаемой продукции; n _у – число участков АЛ; W – коэффициент возрастания внецикловых потерь времени.

Число участков n _у определяется числом установленных в АЛ накопителей. Каждый накопитель разбивает линию на участки. Таким образом, число участков на единицу больше числа накопителей. В некоторых литературных источниках считают, что между накопителями размещаются не участки, а отдельные АЛ.

Другим важнейшим показателем, характеризующим эксплуатационную надежность АЛ, является коэффициент её использования, определяемый по формуле

. (4.2)

Формулу (4.1) можно переписать в другом виде:

. (4.3)

В качестве основных вариантных параметров АЛ, определяющих ее компоновку и производительность, следует рассматривать:

− число рабочих позиций;

− число участков (секций АЛ);

− число станков-дублеров на лимитирующих позициях;

− вид загрузочно-транспортной системы или компоновочный вариант линии, характеризуемый взаимным пространственным расположением станков и элементов транспортной системы (будет рассмотрен ниже в работе №8).

Выбранные ранее в работах №№ 1-3 методы, маршрут и режимы обработки, технологические базы и режущий инструмент должны обеспечить выполнение заданных требований точности и качества поверхности при любом структурно-компоновочном варианте. Оптимизация состоит в том, чтобы из всех возможных был установлен вариант, который обеспечивал бы требуемую производительность и оказался наиболее экономичным по критерию неполных приведенных затрат.

Сначала необходимо определить значения каждого из вариантных параметров, а затем оценить их влияние на производительность Q и коэффициент технического использования h.

Производительность АЛ в зависимости от числа рабочих позиций. По числу рабочих позиций и степени дифференциации (концентрации) технологического процесса количество вариантов устанавливается диапазоном между минимальным q_min и максимальным q_max числом рабочих позиций в линии. Число q_min определяется технологическими возможностями встраиваемого оборудования, а q_max – степенью дифференциации процесса обработки. Следует иметь в виду, что дифференциация технологического процесса и соответственно увеличение числа рабочих позиций зачастую незначительно уменьшают время цикла T _ц и, кроме того, могут вызвать снижение точности обработки за счет многократных переустановок заготовки. Все встречающиеся на практике случаи описать здесь не предоставляется возможным.

При выборе числа q переходы распределяются по рабочим позициям, рассчитывается их длительность Т _ц, а затем по формулам (4.1) и (4.2) – техническая производительность и коэффициент технического использования. Сначала АЛ рассматривается как синхронная линия с жесткой связью, состоящая из одного участка (n _у= 1, W = 1), в который входят q станков. Если лимитирующую по времени обработку удаётся разбить на две позиции, то с увеличением на единицу количества рабочих позиций снижается время T_ц на лимитирующей обработке и, следовательно, возрастает производительность Q, несмотря на уменьшение коэффициента использования АЛ.

Анализ вычисленных по формулам (4.1) – (4.3) данных должен позволить выделить условия, при которых может быть достигнута заданная преподавателем производительность. Для этих условий изображается структурная компоновка АЛ (структурные схемы приведены ниже при решении примера).

Производительность АЛ в зависимости от количества участков. По второму вариантному параметру – числу участков – предельными условиями являются АЛ с жесткой связью, состоящая из одного участка (n _у= 1) и рассмотренная выше, и АЛ c гибкой связью, состоящая из нескольких участков. Из рассмотрения всех возможных вариантов, при которых 1 < n _у < q_max, авторы [10] рекомендуют исключать варианты, где n _у > q/ 2, но рассматривать вариант, где n _у = q_max. Другие варианты считаются малоперспективными. АЛ разделяется на участки накопителями, компенсирующими простои, вызванные техническими причинами. Коэффициент возрастания простоев W при вместимости накопителей, рассчитанной на 50-60 мин работы, зависит от числа участков n _у. Эта зависимость характеризуется следующими данными:

n _у1 2 3 4 5 6 7 8 W 1,0 1,1 1,15 1,18 1,2 1,22 1,23 1,24

При n _у > 8 коэффициент W стабилизируется и принимает значение W = 1,24. С учетом приведенных значений производится расчет производительности и коэффициента использования АЛ по тем же формулам (4.1), (4.2) или (4.3).

Анализ результатов расчета, как и в предыдущем случае, должен выявить те варианты, при которых обеспечивается заданный преподавателем уровень производительности. Для этих вариантов следует также изобразить структурные компоновки АЛ.

Цель выполняемой работы. Научиться логически обоснованно проектировать структурно-компоновочные варианты АЛ с заданной производительностью выпуска изделий.

Оснащение. Электронная презентация АЛ различной компоновки; выполненные в рамках настоящего пособия работы №№ 1-3, программa электронных таблиц Exсel.

Последовательность выполнения работы:

1. Произвести расчёт технической производительности и коэффициента технического использования АЛ при изменении числа рабочих позиций.

2. Произвести расчёт технической производительности и коэффициента технического использования АЛ в зависимости от количества участков-секций.

3.Изобразить структурно-компоновочные схемы АЛ, обеспечивающих заданную (преподавателем) производительность.

Получаемые результаты. Результаты расчёта по п. 1 рекомендуется свести в таблицу 4.1, а по п. 2 – в таблицу 4.2.

Содержание отчёта. Отчёт по работе №4 представляется в виде заполненных таблиц 4.1-4.2 с произведёнными вычислениями, с изображением структурно-компоновочных схем, а также в комментариях к ним.

Пример выполнения работы и комментарии. Сначала в зависимости от числа рабочих позиций определяется производительность АЛ с жесткой связью. Заполняется табл. 4.1. Расчет произведён по формулам (4.1) и (4.2) при η_загр = 0,9, n _у= 1 и W = 1.

Таблица 4.1

Расчет Q и h _исп в зависимости от числа рабочих позиций q

q q_min = 7 q_max = 9

T _ц_lim, мин 0,48 0,43 0,4

h_исп 0,62 0,63 0,61

Q, шт/смену

При q_min = 7 и лимитирующем времени T _ц= 0,48 минтехническаяпроизводительность Q = 560 шт/смену, при q = 8 и лимитирующем времени T _ц= 0,43 минпроизводительность Q = 628 шт/смену. Наконец, при q = 9 и лимитирующем времени T _ц= 0,4 минпроизводительность Q = 663 шт/смену.

Дальнейшую дифференциацию процесса, связанную с дроблением токарно-копировальной обработки или с заменой ее на многорезцовую обработку, считаем нецелесообразной из-за низкой жесткости обрабатываемого вала.

Таким образом, замечаем, что заданного уровня производительности за счет увеличения числа рабочих позиций достичь не удалось.

Определим теперь производительность АЛ, разбитой на участки-секции. Расчет производим по тем же формулам (4.1) и (4.3) с учетом зависимости W от количества участков n _у, а также условий n _у£ q /2 и n _у= q_max. Результаты расчетов заносим в табл. 4.2.

Заданного уровня производительности, как это видно из табл. 4.2, можно достичь вариантом компоновки, выделенным в таблице полужирными цифрами. Структурная схема компоновки данного варианта АЛ приведена на рис. 4.1.

Таблица 4.2

Расчет Q и h_исп в зависимости от n _у

q	T _ц_lim, мин*	Q /h_исп при n _у

	0,48	560 0,62	675 0,75	730 0,81		812 0,9
	0,43	628 0,63	756 0,75	817 0,81	854 0,85		919 0,915
	0,4	673 0,61	818 0,74	888 0,8	930 0,84			1017 0,92

* Значения q и Т _ц взяты из табл. 4.1.

1 участок 2 участок 3 участок 4 участок

0,20 0,39 0,18 0,43 0,35 0,15 0,19 0,21 мин

Р и с. 4.1. Структурная компоновка АЛ (1 вариант)

Под рабочими позициями проставлено соответственно оперативное (цикловое) время обработки в минутах, взятое из табл. 1.1 и 3.1 с учетом, что q = 8. Лимитирующим временем, подставляемым в формулу (4.1), является T _ц= 0,43 мин. В схеме номерами 1...8 обозначены рабочие позиции станков в АЛ; Z – обозначение накопителей. Накопители предпочтительнее устанавливать между теми станками АЛ, где цикловое время наиболее существенно отличается друг от друга.

Расчётами производительности по изменяемым параметрам – количеству рабочих позиций q и количеству участков n _у – завершается отчёт по работе №4.

Контрольные вопросы

1. Каким путём можно снизить цикловое время изготовления сквозного отверстия 7 квалитета точности, если его обработка производится в АЛ?

2. Можно ли провести дифференциацию наиболее продолжительной по времени обработки, не изменяя числа рабочих позиций в АЛ (в пределах одного станка)?

3. Между какими рабочими позициями АЛ целесообразно устанавливать накопители?

4. Почему не рекомендуется в АЛ устанавливать большое число участков (n _у > q /2), за исключением случая n _у = q_max?

5. Существуют ли накопительные устройства для приспособлений-спутников, в которых устанавливаются и перемещаются по АЛ обрабатываемые заготовки?

6. Относятся ли промежуточные позиции заготовок на транспортёре к накопительным устройствам?

7. Относится ли механизм кантования (переустановки) заготовок, расположенный в промежуточной позиции транспортёра, к накопительному устройству?

Лабораторная работа №5
Компоновка вариантов АЛ
путём установки станков-дублёров

Теоретические положения, изложенные в работе №4, имеют также отношение и к настоящей работе, в которой рассматривается влияние ещё одного, третьего по счёту вариантного параметра на техническую производительность АЛ и, стало быть, на её структурно-компоновочную схему. Этим параметром является число станков-дублеров m, устанавливаемых на лимитирующих позициях обработки и работающих параллельно с основным станком. Максимальное число станков-дублеров ограничивается лишь заданной производительностью. Но зачастую целесообразно рассматривать только те варианты, где число параллельно работающих на каждой позиции станков не превышает трех. Исключение, пожалуй, составляют операции, в которых используются зубообрабатывающие станки.

Дублирование приводит к тому, что данная позиция перестает быть лимитирующей. В этом случае производительность рассчитывается по новой лимитирующей позиции. С методической точки зрения, во избежание ошибок, связанных с определением лимитирующего времени, целесообразно перед расчетом производительности каждого варианта прорисовать его структурную компоновку. Следует иметь в виду, что на внецикловые потери, определяемые по табл. 3.1, дублирование станков не влияет.

Варианты, у которых m = 0, соответствуют данным, приведенным в табл. 4.1. Выбираются, как и ранее, варианты, обеспечивающие заданный уровень производительности, с изображением структурных компоновок АЛ.

Последовательность выполнения работы:

1. Произвести расчёт технической производительности и коэффициента технического использования АЛ при установке станков-дублёров.

2. Изобразить структурно-компоновочные схемы АЛ, обеспечивающих заданную (преподавателем) производительность.

Получаемые результаты. Результаты расчёта по п. 1 рекомендуется свести в табл. 5.1.

Содержание отчёта. Отчёт по работе представляется в виде заполненной табл. 5.1 с произведёнными вычислениями, с изображением структурно-компоновочных схем, а также комментариев к ним.

Пример выполнения работы. Подсчитаем производительность АЛ в случае введения на лимитирующих операциях станков-дублеров. Результаты расчетов внесём в табл. 5.1 (случай, когда q = 9, не рассматриваем).

Во избежание часто появляющихся ошибок перед расчетом рекомендуется прорисовать структурную компоновку каждого варианта. Структурно-компоновочная схема по 1-му варианту приведена выше. Покажем структурную компоновку 2-го варианта (рис. 5.1), также обеспечивающего заданную производительность. Станки-дублеры на схеме зачернены. Лимитирующим временем, при котором по формуле (4.1) получена производительность Q = 846 шт/смену, является T _ц= 0,35 мин на 4-й рабочей позиции.

Таблица 5.1

Расчет Q и h_исп в зависимости от количества станков-дублеров m

q* n _у Q /h_исп при m

560/0,62 599/0,6 673/0,55 813/0,45

675/0,75 732/0,73 846/0,69 1079/0,6

730/0,81 750/0,79 936/0,76 1229/0,68

812/0,9 897/0,89 1076/0,87 1483/0,82

628/0,63 667/0,6 711/0,58 915/0,455

756/0,75 813/0,71 879/0,7 1212/0,6

817/0,81 884/0,8 963/0,78 1452/0,69

854/0,85 927/0,84 1014/0,82 1485/0,74

919/0,915 1005/0,91 1108/0,9 1695/0,845

* Значения q и n _у взяты из табл. 4.2

1 участок 2 участок

Z

T _ц = 0,21 0,24 0,215 0,35 0,15 0,19 0,21мин

Р и с. 5.1. Структурная компоновка АЛ (2 вариант)

Контрольные вопросы

1. В каких случаях на одной рабочей позиции возникает необходимость установки трёх станков-дублёров?

2. В каких случаях необходимость установки на рабочей позиции АЛ станков-дублёров отпадает?

3. В каких случаях не имеет смысла вводить в АЛ один станок-дублёр, а требуется сразу устанавливать два станка-дублёра?

4. Всегда ли установка станка-дублёра приводит к созданию ветвящегося потока?

Лабораторная работа №6
Выбор оптимальной компоновки АЛ
по критерию неполных приведённых затрат

Анализ результатов расчета, проведенный по данным таблиц 4.1-4.2 и табл. 5.1, позволяет найти несколько вариантов с заданным уровнем производительности. Оптимальным вариантом будет считаться тот, на реализацию которого требуется минимум приведенных затрат. Т.к. все расчеты, связанные с выбором оптимальной компоновки АЛ, выполняются на ранних этапах проектирования и носят укрупненный характер, то в качестве критерия оптимизации можно принять неполные приведенные затраты. Эти затраты учитывают суммарную стоимость K оборудования АЛ, включающую стоимость станков S K _ст и накопительно-транспортных устройств K _тр, а также себестоимость C годового выпуска продукции при выбранном варианте АЛ. С учетом нормативного коэффициента эффективности капиталовложений Е _н= 0,15, коэффициента амортизационных отчислений0,122 и коэффициента затрат на текущий ремонт 0,08 неполные приведенные затраты по каждому i -тому варианту можно находить по формуле [10]

З_i = (0,35 K _i + З_п_i)j_i, (6.1)

где K _i= S K _{ст i}+ K _тр; З_{п i}– годовая производственная заработная плата станочников и наладчиков, обслуживающих АЛ (выбирается по табл. П3); j _i= Q_max / Q_i – относительный коэффициент производительности; Q_max – максимальный заданный уровень производительности; Q_i – производительность рассматриваемого i -того варианта.

Стоимость оборудования АЛ можно принять по заводским данным, по данным, приведенным в [9, табл. 8.1], или для агрегатного оборудования ориентировочно определить в зависимости от его массы по табл. П.4. Масса большинства станков указана в справочной литературе. При использовании в АЛ агрегатных станков их массу можно в первом приближении найти по формуле

M _i = (1000 - 1200) n_i,

где M_i – масса i -того станка в кг; n_i – количество силовых головок на i -том станке.

Тогда стоимость i -того металлообрабатывающего станка, встроенного в АЛ,

K _ст _i = Ц _i M_I,

где Ц _i – капитальные вложения в агрегатное оборудование, руб/кг (см. табл. П4).

Стоимость всех станков равна S K _{ст i}.

На раннем этапе проектирования, когда ещё не разработана конструктивная схема загрузочно-транспортных и накопительных устройств, их стоимость, руб, согласно рекомендации [9] может быть определена по формуле

K _тр = 3500 q + 8000 n _у. (6.2)

Для АЛ с ветвящимися потоками каждый станок-дублер повышает стоимость транспортной системы на величину

К¢ _тр= 3,5 q + 4,2 m + 8 n _у. (6.3)

После определения всех составляющих величин, входящих в формулу (6.1), требуется найти неполные приведенные затраты З_i. Следует помнить, что анализируются только варианты, обеспечивающие требуемый уровень производительности.

Если затраты З _i по нескольким вариантам окажутся близкими друг к другу (отклонения не превысят 5%), то окончательный выбор компоновки производится по неформальным критериям, наиболее важным из которых считается критерий конструктивной простоты. Предпочтение следует отдать тем вариантам, у которых отмечается оптимальное число участков n _{у опт}, определяемое по формуле

,

где K – средняя стоимость оборудования в линии при простейшем варианте с жесткой связью (n _у= 1), руб; a = 0,5 – относительная стоимость привода секций транспортера и накопителя по отношению к средней стоимости одного станка.

Цель работы. Найти для изготовления конкретной для каждого студента детали оптимальный вариант структурной компоновки АЛ из полученных в работах №4 и №5 возможных вариантов.

Оснащение. Выполненные в рамках настоящего пособия работы №4 и №5; справочная литература; программa электронных таблиц Exсel.

Последовательность выполнения работы:

1. Определить суммарную стоимость входящего в АЛ основного производственного оборудования.

2. Вычислить по формулам (6.2) или (6.3) суммарную стоимость транспортно-накопительных устройств с учётом компоновочной структуры АЛ.

3. С учётом зарплаты обслуживающего персонала и п. 1 и п. 2 найти по формуле (6.1) неполные приведённые затраты по конкурирующим вариантам.

Получаемые результаты. Результаты расчёта рекомендуется свести в табл. 6.1.

Содержание отчёта. Отчёт по работе представляется в виде заполненной табл. 6.1 с произведёнными вычислениями неполных приведённых затрат и указанием оптимального варианта структурной компоновки. Завершается отчёт описанием принципа действия транспортно-накопительных и загрузочных устройств для рассматриваемой конструкции детали. При описании выделить моменты, связанные с переориентацией детали (автоматическим изменением её положения относительно режущих инструментов).

Пример выполнения работы. Оптимальный вариант из двух рассмотренных находим с помощью неполных приведенных затрат, определяемых по формуле (6.1). Результаты расчетов, приведенных ниже, внесем в табл. 6.1.

Т.к. оборудование в АЛ специализированное, то его стоимость определялась по известной массе станков с дальнейшим использованием табл. П4, в соответствии с которой Ц = 2,7 руб/кг. Массу станков находили по [10, табл. 8.1]. С учетом коэффициента k = 56, переводящего стоимость станков в современные цены, будем иметь:

– для 1-го варианта

S K _ст _i = 56 × (6100 + 2700 × 3 + 5000 + 3300 +3300 + 3000) × 2,7 =

4354560 руб.;

– для 2-го варианта

S K _{ст i}= 56 × (6100 + 2700 × 4 + 5000 + 3300 + 3300 + 3000) × 2,7 =

4762800 руб.

Стоимость загрузочно-транспортных устройств определяем по формуле (6.2):

– для 1-го варианта

K _{тр 1}= 56 × (3500 × 8 + 8000 × 4) = 3360000 руб.;

– для 2-го варианта

K _{тр 2}= 56 × (3500 × 9 + 8000 × 2) = 2660000 руб.

Во 2-м варианте с ветвящимся потоком два станка-дублера повышают стоимость загрузочно-транспортного устройства, согласно формуле (6.3), на величину

K^¢ _{тр 2}= 56 × 2 × (3,5 × 7 + 4,2 × 2 + 8 × 2) = 5480 руб.

Полная стоимость оборудования:

– для 1-го варианта

K ₁ = S K _{ст 1} + K _{тр 1} = 4354560 + 3360000 = 7714560 руб.;

– для 2-го варианта

K ₂ = S K _{ст 2} + K _{тр 2} + K ^¢ _{тр 2} = 4762800 +2660000 +5480 = 7428280 руб.

В данном примере рассматривается АЛ, которая, согласно табл. П3, является линией средней сложности и потому обслуживается одним наладчиком 5-горазряда и одним оператором 3-го разряда. Среднегодовая зарплата их для обоих вариантов (см. табл. П4) составляет

З _{п 1}= З _{п 2}= (2995 + 3311) × 8 × 12 = 605376 руб.

Относительный коэффициент производительности для рассматриваемых случаев

j₁= 860 / 854 = 1,007; j₂= 860 / 846 = 1,017.

Неполные приведенные затраты:

– для 1-го варианта

З₁= (0,35 × 3857280 + 605376) × 1,007 = 1969112 руб.;

– для 2-го варианта

З₂= (0,35 ×3714140 + 605376) × 1,017 = 1937715 руб.

Таблица 6.1

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: