НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o025.pdf (1354.01Кб)

УДК 62 1.9.06-52

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Для выпуска машиностроительной продукции используют дорогостоящие многоцелевые станки  с ЧПУ с пятью управляемыми координатами, позволяющие за один установ заготовки обработать группу отверстий в корпусной детали со всех сторон.
Из-за наличия большого числа отверстий и их безсистемного расположения в пространстве сложно обеспечить эффективное использование таких станков.
Эксплуатационные исследования, проведенные на участке из шести станков с ЧПУ модели ГС8-500 включали фактические наблюдения и замеры затрат времени в течение 15 рабочих смен, обработку результатов наблюдений и расчеты параметров работоспособности оборудования: коэффициент использования станка, потери времени  по переналадке  и организационным причинам, фактическую производительность.  Потери времени (простои) по оргпричинам составили 44,52%, а по переналадке 20,1% от общей величины простоев. В этих простоях скрыты нерациональные проектные решения, касающиеся технологической подготовки производства (ТПП) и большое число переналадок станков на новую операцию обработки группы заданных отверстий.
Снижение длительности этих потерь времени и является целью данного исследования.
Задачи исследования заключаются в необходимости определения минимального числа операций (установов) обработки заготовки при максимальном числе обрабатываемых отверстий из их заданного массива.
Предложенная целевая функция  позволяет отнести эти задачи к области целочисленного дискретного программирования с однородными критериями. Рациональные решения определяют в три этапа. На первом этапе выделяют такие группы отверстий, которые являются совместными в обработке на одном установе (операции). На втором - для каждой группы совместных отверстий находят рациональное положение детали в рабочем поле станка. На третьем – для каждого рационального положения определяют координаты базовой плоскости детали относительно плоскости стола станка с горизонтальной осью вращения.
После каждого этапа решения выводят на печать номер установа (операции), номера и сумму обрабатываемых отверстий, что позволяет приступить к проектированию операционной технологии по обработке группы заданных отверстий. По разработанным моделям и алгоритмам проведён ряд вычислительных экспериментов.
Установлено, что для уменьшения простоев по переналадке в обобщенных характеристиках группы обрабатываемых деталей следует увеличивать в первую очередь среднее число единичных рабочих ходов инструмента за один установ. То есть увеличивать концентрацию переходов обработки в одной операции, а так же выбирать для обработки партии деталей рациональной величины. В исследованных условиях не менее 20-50 штук.
Для реализации развития принципа увеличения концентрации переходов обработки рекомендуется применять разработанные математические модели, алгоритмы и программы, которые могут быть использованы в качестве модулей или их частей в автоматизированных системах проектирования ТПП. Это позволяет сократить  в 3-5 раз время  поиска рационального варианта расположения детали в РП станка при разработке операционной технологии, рассмотреть и проанализировать большее, чем обычно, число таких возможных вариантов, способствует улучшению качества принимаемых проектных решений. Таким путем  могут быть уменьшены простои по организационным причинам.
Изложенная методика проведения эксплуатационных исследований и определения статистических параметров работоспособности автоматизированных участков и отдельных станков с ЧПУ может быть применена  для реорганизации производств с изменяемой организационно-технологической структурой.

1. Волоценко П.В. Агрегатно-модульный принцип построения многооперационных сверлильно-фрезерно-расточных станков: Обзор. М.: НИИмаш, 1982. 52 с.
2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 1 / под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2001. 944 с.
3. Соловьев А.И., Джафарова Ш.И. Оценка производительности участка при организации производства // Справочник. Инженерный журнал. 2004. № 1. С. 42-45.
4. Волчкевич Л.И. Автоматизация производственных процессов. М.: Машиностроние, 2007. 380 с.
5. Бурцев В.М., Васильев Ф.С., Деев О.М., Игнатов А.В., Кондаков А.И., Максимович Б.Д., Никадимов Е.Ф., Соловьев А.И., Тавров В.И., Тихонов В.П., Ястребова Н.А. Технология машиностроения: учебник для вузов. В 2 т. Т. 2. Производство машин / под ред. Г.Н. Мельникова. 3-е изд., испр. и перераб. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 551 с.
6. Холмогорцев Ю.П. Оптимизация процессов обработки отверстий. М.: Машиностроние, 1984. 184 с.
7. Жилин В.П. Повышение производительности в условиях экспериментального машиностроения // Новые технологии . М.: МГОУ , 1999. № 5. С. 29-32.
8. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2000. 360 с.
9. Подиновский В.В. Введение в теорию важности критериев в многокритериальных задачах принятия решений. М.: Физматлит, 2007. 64 с.
10. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Ленанд,   2015. 194 с.
11. Серебряный В.Г. Выбор оптимального размера партии при обработке деталей в условиях гибкого автоматизированного производства // Станки и инструменты. 1985. № 6. С. 23-30.