Обработка деталей на агрегатированных машинах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Агрегатирование рабочих машин

2. Виды агрегатирования рабочих машин

Как сказано выше, обработка деталей при невысоких требованиях к производительности ведется на однопозиционных машинах, которые имеют технологически необходимый комплект механизмов рабочих и холостых ходов и инструментов. Повышение требований к производительности приводит к дифференциации технологического процесса на отдельные операции, которые выполняются на однопозиционных машинах, каждая из которых производит, как правило, одну составную и совмещенные с ней операции, допустимые конструкцией детали. Тем самым формируется технологическая цепочка, состоящая из q однопозиционных машин. На всех станках обработка происходит одновременно или со смещением по фазе; деталь последовательно переходит от станка к станку, получая постепенно весь объем технологического воздействия. Тем самым достигается существенное повышение производительности, так как интервал выпуска равен длительности одной составной операции обработки плюс время холостых ходов на загрузку деталей, зажим, подвод инструментов и т.д. Дальнейший рост требований к производительности приводит к тому, что одна технологическая цепочка машин с дифференцированным технологическим процессом уже не в состоянии обеспечить производственную программу, отсюда появление дублеров - р технологических потоков из q машин.

Циклограммы работы агрегатированных машин

однопозиционный агрегатированный деталь

Принцип построения агрегатированных машин заключается в том, что в них концентрируются либо одноименные, либо разноименные операции технологического процесса, либо и те, и другие. Различают машины последовательного, параллельного и последовательно-параллельного (или смешанного) агрегатирования.

Машины последовательного действия (последовательного агрегатирования) концентрируют разнородные операции обработки, контроля, сборки, последовательно выполняемые на одном изделии. Если составные операции технологического процесса не дифференцированы, то машина последовательного действия имеет технологически необходимый комплект инструмента, рассредоточенный по рабочим позициям в порядке, заданном технологическим маршрутом обработки данного изделия. Обработка на всех позициях происходит одновременно, после чего следуют холостые ходы (перемещение деталей в следующую позицию, подача новой заготовки на первую позицию, зажим и разжим, подвод и отвод суппортов и т.д.).

Здесь и в дальнейшем под рабочей позицией пронимается зона действия механизмов рабочих и холостых ходов инструментов, в которой они могут непосредственно воздействовать на обрабатываемые детали. В машинах последовательного действия рабочие позиции являются стационарными. Каждая деталь последовательно проходит через все рабочие позиции. Обработка обеспечивается относительным движением инструментов. Длительность рабочего цикла машин последовательного действия определяется интервалом срабатывания основных механизмов (суппортов, механизмов поворота и фиксации, автооператоров и т.д.) и равна интервалу выпуска одной детали (или порции деталей).

В машинах последовательного агрегатирования непрерывного действия инструменты закреплены неподвижно, а детали проходят сквозь рабочую зону а, подвергаясь обработке последовательно всеми инструментами непрерывно.

однопозиционный агрегатированный деталь

Структурная компоновка машины непрерывного действия (б - рабочая зона)

Машины параллельного действия (параллельного агрегатирования) концентрируют одноименные операции, как правило, одну составную операцию и совмещенные с ней (рис. V-1, 3). В машине имеется р комплектов механизмов и инструментов, каждый из которых обслуживает одну рабочую позицию и конструктивно связан с ней. Так как в каждой позиции выполняется обычно одна операция дифференцированного технологического процесса, то она имеет один механизм рабочего хода (суппорт, инструментальный блок и т.д.). В простейшем варианте обработка на всех позициях машины параллельного действия происходит одновременно (см. циклограмму рис. V-2, в). Сначала следуют общие холостые ходы рабочего цикла t_x, затем одновременная обработка на всех позициях (t_p); итого за длительность рабочего цикла Т_ц = t_p + t_x выпускается р шт. или порций годной продукции.

При анализе рабочих машин не следует путать понятия параллельности и одновременности действия рабочих машин. Термин «параллельность действия» подразумевает «параллелизм в работе» одноименных механизмов и инструментов, т.е. выполнение ими одинаковых или сходных функций, но никак не одновременность действия. Поэтому машина параллельного действия остается таковой и в случае, если циклы обработки будут смещены по фазе (см. циклограмму рис. V-2, г), что делается для более равномерной загрузки электродвигателей, сокращения холостых ходов при загрузке - выгрузке и т.д. Если количество позиций р велико, время обработки на двух или нескольких позициях перекрывается, т.е. обработка происходит одновременно. При кратковременной обработке и длительных холостых ходах обработка на одной позиции заканчивается раньше, чем начинается на следующей, т.е. электродвигатели имеют ярко выраженную пульсирующую нагрузку. Во всех этих случаях машина остается машиной параллельного действия, в которой за каждый интервал времени работы Т_ц выпускается р деталей или порций деталей.

Как и в любой машине, длительность рабочего цикла определяется интервалом срабатывания основных механизмов (например, суппортов, инструментальных блоков). Однако, если в машинах последовательного действия длительность рабочего цикла совпадает с интервалом выпуска (Т_ц = Т_в), то в машинах параллельного действия за период рабочего цикла (для роторной машины, например, равный одному обороту ротора) выпускается р деталей (Т_ц = Т_вр). В простейшем случае на всех р рабочих позициях машины параллельного действия концентрируются одинаковые операции обработки одинаковых объектов. Однако имеются машины параллельного действия, где обрабатываются различные детали с общими свойствами по сходным технологическим процессам (например, многономенклатурные роторные машины).

Машины или системы машин последовательно-параллельного или смешанного агрегатирования концентрируют и разноименные, и одноименные операции. В каждом из р потоков деталь проходит обработку на q последовательных позициях. Машины смешанного агрегатирования применяются при сложных технологических процессах обработки и большой производственной программе.

Определение оптимальной степени дифференциации и концентрации операций технологического процесса является важнейшей задачей создания агрегатированных машин. Как было показано в гл. IV, дифференциация технологического процесса позволяет сократить длительность рабочего цикла и интервал выпуска деталей. Однако при концентрации операций дифференцированного технологического процесса в машине или системе машин возрастают внецикловые потери по оборудованию и инструменту (потери вида II и III).

Рассмотрим зависимость производительности многопозиционных машин (р > 1; q > 1) и автоматических линий от степени дифференциации и концентрации технологического процесса, при этом будем исходить из сравнения их с группой из q самостоятельно работающих однопозиционных машин, выполняющих дифференцированный на q частей процесс.

При этом полагаем:

1. При одинаковой степени дифференциации количество позиций в автоматической линии или многопозиционной (агрегатированной) машине равно числу станков поточной линии.

2. Все станки поточной линии (группы станков) имеют межоперационные заделы, в результате чего могут работать независимо друг от друга; остановка любого станка не вызывает остановки других станков. Все станки автоматической линии сблокированы, и поэтому выход из строя одной позиции вызывает простой всей линии.

3. Дифференциация технологического процесса осуществляется равномерной разбивкой по операциям. Это один из основных принципов проектирования технологических процессов при поточном производстве, которым руководствуются технологи и конструкторы при создании новых процессов и машин, хотя на практике неизбежны отклонения от указанной «идеальной» разбивки.

Решая задачу агрегатирования в общем виде, представим себе сложную систему машин с параллельно-последовательным агрегатированием, имеющую р параллельных потоков, где каждый поток, в свою очередь, состоит из q последовательных позиций согласно схеме. Для станков, связанных в линию, в силу влияния внецикловых потерь одного агрегата на все остальные производительность выразится формулой

Холостые ходы, а также внецикловые потери для группы станков и для автоматической линии могут иметь различное численное значение. Например, наличие автоматических транспортных и питающих устройств приводит к сокращению, однако одновременно могут появиться внецикловые потери по этим механизмам.

Размещено на Allbest.ru