Справочник технолога-машиностроителя
Глава 9. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ И В ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМАХ

Штучное время обработки детали

Т_шт = t_о + t_в + t_обc + t_п

где t_о = Σt_oj — основное время на операцию, мин; t_oj — основное время на выполнение j-гo перехода обработки элементарной поверхно­сти;

t_oj = (L + l)i/ns = (L + l)i/s_M

t_в = t_в.у + t_{м. в} — вспомогательное время, вклю­чающее время t_{в. у} на установку и снятие заго­товки и вспомогательное время t_м.в, связанное с выполнением вспомогательных ходов и пере­мещений при обработке поверхности, мин; t_обс – время обслуживания рабочего места, мин; t_п - время на личные потребности, мин; назначается в процентах от оперативного вре­мени t_oп = (t_о + t_{в. у} + t_м.в); L — длина обрабаты­ваемой поверхности, мм; l - длина врезания и перебега инструмента, мм; i — число рабо­чих ходов; s_M — минутная подача, мм/мин; n — частота вращения заготовки или инстру­мента, об/мин; s — подача на один оборот, мм/об.

Время работы станка по программе упра­вления (время цикла обработки) t_п.у равно не­полному оперативному времени работы стан­ка: t_{п. у} = t_o + t_м.в = t_{oп. н}.

Элементы штучного времени определяются так же, как и для случаев обработки на станках с ручным управлением. Если одновремен­но на станке обрабатывают q заготовок, то штучное время

Т_шт = Σt_i / q

Машинно-вспомогательное время t_мв включает комплекс приемов, связанных с по­зиционированием, ускоренным перемещением рабочих органов станка, подводом инструмен­та вдоль оси в зону обработки и последую­щим отводом, автоматической сменой режу­щего инструмента путем поворота револьвер­ной головки (резцедержателя) или из инстру­ментального магазина. Эти элементы времени зависят от скоростей перемещений рабочих органов и длины перемещений. В нормативах Оргстанкинпрома принята длина 5 и 300 мм соответственно для установочного и ускорен­ного, перемещений. Если длины или скорости перемещения отличаются от принятых, то вре­мя перемещения необходимо пересчитать, ум­ножив его на коэффициенты

K_L = L_ф/L_н; K_v = v_н/v_ф

где L_ф и L_н - длина перемещения фактическая и по нормативам, мм; v_ф и v_н — скорость пере­мещения фактическая и по нормативам; по нормативам принята скорость установочного перемещения (позиционирования) 50 мм/мин.

При составлении программы управления (ПУ) следует учитывать возможность совме­щения приемов и назначать такую последова­тельность выполнения переходов обработки, чтобы t_{м в} было минимальным. Так, при обра­ботке на станках с крестовым столом и пово­ротной револьверной головкой следует пол­ностью с одного позиционирования обра­батывать одно (например, центровать, свер­лить), а затем другое и т. д. отверстия, так как время на смену инструмента значительно меньше времени на позиционирование (tпоз » t_{см ин}). Для сверлилъно-фрезерно-расточных станков с магазинами t_{см ин} > t_поз, поэтому це­лесообразно проводить обработку всех отвер­стий сначала одним, а затем другим инстру­ментом.

Так как способы установки и закрепления заготовок при обработке на станках с ЧПУ принципиально не отличаются от способов, применяемых на станках с ручным управле­нием, то t_ву определяют по имеющимся нор­мативам для станков с ручным управлением. На станках со сменными паллетами-спутниками учитывается только время на смену паллеты и перемещение стола в рабочую позицию.

В состав работ по организационному обс­луживанию рабочего места включены: осмотр, нагрев системы ЧПУ и гидросистемы, опробо­вание оборудования, получение инструмента от мастера (наладчика) в течение смены, смазывание и очистка станка в течение смены, предъявление контролеру ОТК пробной дета­ли, уборка станка и рабочего места по оконча­нии работы.

К техническому обслуживанию рабочего места относятся: смена затупившегося инстру­мента, коррекция инструмента на заданные размеры, регулирование и подналадка станка в течение смены, удаление стружки из зоны ре­зания в процессе работы.

Штучно-калькуляционное время

Т_шт-к = Т_шт + Т_п-з / n_з

где Т_п-з — подготовительно-заключительное время на партию, мин; n_з — размер партии де­талей, запускаемых в производство.

Размер партии определяется по фактиче­ским данным или расчетом (при оценке эконо­мической эффективности):

n_з = Р'/S_n

где Р' — годовой выпуск деталей, шт.; S_n - число запусков в год.

В условиях серийного производства S_n рав­но 4; 6; 12 и 24. Для среднесерийного (600—1200 деталей в год) производства можно принять S_n = 12. Ориентировочно n_з опреде­ляют по табл. 11.

Подготовительно-заключительное время Т_п-з при обработке на станках с ЧПУ состоит из затрат времени (приемов) Т_п-з1, из затрат Т_п-з2, учитывающих дополнительные работы, и времени Т_п-з3 на пробную обработку дета­ли:

Т_п-з = Т_п-з1 + Т_п-з2 + Т_п-з3

В затраты Т_п-з1 включено время на по­лучение наряда, чертежа, технологической доку­ментации на рабочем месте в начале работы и на сдачу в конце смены. На ознакомление с документами и осмотр заготовки затрачи­вается 4 мин; на инструктаж мастера — 2 мин; на установку рабочих органов станка или зажимного приспособления по двум коор­динатам в нулевое положение — 4 мин; на уста­новку перфоленты — 2 мин; итого на комплекс приемов - 12 мин В соответствии с руко­водящим материалом Оргстанкинпрома при­нята единая норма (Т_п-з1 = 12 мин) для всея станков с ЧПУ.

Время на пробную обработку одной детали учитывают в тех случаях, когда на станках не производится коррекция инструмента. Для станков типа «обрабатывающий центр» и дру­гих, на которых после обработки первой дета­ли проводят коррекцию инструмента на за­данные размеры, это время включено в нормативы на техническое обслуживание станков.

Нормативы времени на работы, выпол­няемые на станках с ЧПУ (принятые в станко­строительной промышленности), приведены в табл. 12-19.

В нормативы времени на наладку станка не входит время на настройку и сборку блоков и оправок с инструментом, сборку универсаль­но-сборных приспособлений для установки и крепления заготовок при обработке, на раз­работку программы управления и другие ра­боты. Затраты на эти операции учитывают отдельно, так как их выполняют вне ставка.

На станках с оперативной системой упра­вления (ОСУ) время на отладку программы управления (ПУ) имеет существенное значение при оценке эффективности и производительно­сти обработки.

На станках с ОСУ работа оператора более интересная, так как оператор сам может соста­влять программу. На таких станках возможны следующие варианты разработки ПУ: 1) про­грамму составляет станочник по чертежу детали и вводит в станок с клавиш (область при­менения — единичное производство, неповто­ряющиеся партии деталей); 2) программу за­писывает технолог на специальном бланке, и наладчик вводит ее в станок с клавиш (мел­косерийное производство, небольшие повто­ряющиеся партии); 3) программу записывают на магнитной ленте и вводят в станок с кас­сеты внешней памяти (среднесерийное про­изводство, большие повторяющиеся партии деталей).

При работе на токарном станке с ОСУ в Т_п-з входят дополнительные элементы по вво­ду программы с клавиш (около 25 мин), при­вязке инструмента к системе (около 20 мин) при использовании варианта 1 (для вариантов 2 и 3 предусмотрена наладка инструмента вне станка). Во всех случаях предусматривают проверку ПУ в покадровом режиме — 10 мин, установку кассеты - 2 мин. Так как при разо­вом заказе учитывается полное время отладки программы (включая составление и редакти­рование ПУ - около 45 мин), то общее время может быть весьма большим (в данном случае 106 мин). Варианты 2 и 3 обеспечивают сокра­щение этого времени соответственно в 2 и 3 раза.

Среднестатические данные по распределе­нию затрат времени (в %) для отдельно распо­ложенных станков с ЧПУ (в скобках - соот­ветственно для автоматизированного участка из станков с ЧПУ) таковы: время работы станка по программе управления t_{п y} - 40 (62); вспомогательное время, связанное с установкой, снятием и контролем детали,—8,5 (10); время на обслуживание рабочего места и личные потребности — 14,5 (5); подготови­тельно-заключительное время — 17 (8); плани­руемые потери - 20 (15). Так как t_{п y} может быть установлено измерением длительности работы станка от ПУ (без обработки детали), то по приведенным данным можно укрупненно оценить Т_шт или Т_шт-к. Например, для ав­томатизированного участка из станков с ЧПУ Т_{шт к} = 1,37t_уп.

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места t_{opг п} при поль­зовании нормативами по табл. 12 — 19 опреде­ляют в процентах от оперативного времени. При обработке на токарных станках с ЧПУ с наибольшим диаметром детали, устанавли­ваемой над станиной станка, до 400 мм — 10 (7)%; свыше 400 мм - 12 (8)%; при обработке на фрезерных станках с ЧПУ с длиной стола L до 1200; 2000 мм -10 (7)%; 3000; 6000 мм-12 (8)%; 10000; 15 000; 30000 мм - 15 (10) %. Если производственной инструкцией предусмотрен предварительный нагрев станка на холостом ходу, к указанным значениям сле­дует добавить 2 %. Если время на уход за ра­бочим местом и время на личные потребности перекрываются временем работы по програм­ме, то принимают значения, указанные в скоб­ках.

Время t_{орг п} расходуется на раскладку ин­струмента в начале работы и уборку его в конце смены; осмотр и опробование станка в процессе работы; регулирование и подналадку станка; уход за рабочим местом в течение смены; смену инструмента вследствие его за­тупления; смазывание и чистку станка; уборку станка и рабочего места в конце смены; полу­чение инструктажа в течение смены; время на личные потребности.