Модернизация и техническое перевооружение на примере механообрабатывающего цеха № 103 акционерного общества "Вологодский оптико-механический завод" (АО ВОМЗ)

Проверяем прочность и жесткость державки резца по формулам 12 и 13 и по схеме согласно рис. 6.1:

Рисунок 6.1 - Схема для проверки резца на прочность:

Рz - сила резания; H и B - размеры сечения державки резца; ? - вылет резца

Условие прочности державки резца выражается равенством и рассчитывается по формуле (6.5):

? []

(6.5)



где - наибольшее напряжение в теле резца в зависимости от воспринимаемой нагрузки, материала резца и размеров его поперечного сечения;

- изгибающий момент (Нм);

l - вылет из резцедержателя (м) (вылет резца принимаем l=30мм по заданию);

W - осевой момент сопротивления ( м³) (для прямоугольного сечения W = bН²/6);

[] - допустимое напряжение для державки резца (МПа) (для стали [] = 200 МПа принято ранее по п.1).

Так как (26,7 < 200 МПа), выбранный режим удовлетворяет условию по прочности державки резца.

Проверяем выполнение необходимого условия: _доп > < _жест

Максимальная нагрузка, допустимая прочностью державки резца, при известных размерах ее сечения определяется для прямоугольного сечения по формуле (6.6):

(6.6)

=2844,5

Максимальная нагрузка, допустимая жесткостью резца, определяется с учетом допустимой стрелы прогиба резца:

- где f допустимая стрела прогиба резца (мм.) (при чистовом точении f 0,05мм; при черновом f 0,1 мм.);

- где Е модуль упругости материала державки резца (для углеродистой стали Е 2·10⁵ Н/мм² (2·10⁵МПа));

- где ? вылет резца (мм.);

J момент инерции сечения державки рассчитывается по формуле (6.7) и он равен для прямоугольного сечения (мм⁴):

(6.7)

= 3413 (мм⁴)

Необходимое условие _доп = 2844,5 >=380 < _жест =7584 выполняется.

6. По ГОСТу 18877-73 выбираем длину резца L=110мм, конструктивные размеры n=6мм, ?=8мм

7. По ГОСТу 3882-74 выбираем материал режущей части резца Т15К6.

8. По справочникам выбираются форма передней поверхности и геометрические параметры режущей части резца.

Форма заточки - плоская с положительным передним углом для стали с у_в.р ? 800 МПа

9. Далее рассмотрим вариант резца с напаянной пластиной в соответствии с рисунком 6.2.



Рисунок 6.2 - Проходной отогнутый резец с напаянной пластиной

6.2 Технические требования к конструкции резца с механическим креплением пластины

Общие требования к конструкции резца сводятся к выполнению следующих показателей:

- высокой производительности обработки;

- безопасной и устойчивой формы стружки при фактических условиях обработки;

- экономичности в эксплуатации и изготовлении резцов.

При развитии указанных требований определяют «основные требования» к данному резцу:

- при повышении автоматизации станков, всё более предпочтительным является закрепление режущих пластинок механическим способом, с исключением способов напайки и переточки;

- в конструкции пластин и резцов обязательно применять самые прогрессивные режущие материалы, позволяющие обработку повышенной скоростью резания;

- с целью получения требуемой благоприятной формы стружки необходимо использовать оптимальную геометрию канавок на режущих пластинках, а так же набор плоских пластинок-завивателей и регулируемые завиватели;

- под самой режущей пластинкой необходимо располагать опорную пластинку, сохраняющую державку от повреждения в случае разрушения режущей пластины.

Резец обязательно должен быть экономичным:

- при расходе твердого сплава на одну режущую кромку;

- по стоимости и сроку службы державки сборных резцов;

- по количеству допустимых переточек резцов с напайной пластиной и с возможностью использования обеих сторон на неперетачиваемых режущих пластинках;

- средняя стойкость напайного одиночного резца составляет 20 - 30 минут, а для неперетачиваемой пластинки 15 - 20 минут;

- в конструкции пластин и резцов применяют самые прогрессивные материалы, позволяющие обработку повышенной скоростью резания;

Преимущества инструмента со сменными твердосплавными пластинами:

- по сравнению с резцами цельного типа, пластины отличаются невысокой стоимостью;

- замена твердосплавного режущего элемента не занимает много времени;

- высокая надежность пластин из твердых сплавов даже в условиях интенсивной эксплуатации;

- при необходимости такие сменные режущие элементы можно переналаживать.

Все современные модели сменных режущих элементов для токарных резцов унифицированы, что дает возможность легко подобрать оптимальный вариант для определенного типа обработки и марки металла заготовки.

Благодаря применению сменных твердосплавных пластин с механическим креплением значительно увеличивается срок службы державки токарного резца, отпадает необходимость в осуществлении таких вспомогательных операций, как заточка режущей части и ее пайка. Что важно, при использовании такого режущего инструмента снижение температуры и силы резания может составить 40%.

Выбор пластины и оправки произведем с учетом расчетов в соответствии с разделом 1.1. и рекомендаций по обработке алюминия и алюминиевых сплавов. Инструмент должен обеспечивать минимальный вылет для снижения вибраций и увеличения срока службы инструмента.

При выборе пластины необходимо учитывать:

- глубину резания в мм;

- тип стружколома для конкретного материала;

- угол в плане и радиус при вершинах пластины.

Выбирать пластину необходимо минимально возможной ширины. Уменьшение ширины пластины снижает усилие резания, а также позволяет снизить расход материала при массовом производстве. Если это возможно, необходимо использовать пластину нейтрального исполнения. Это обеспечит более эффективный контроль стружкообразования и продолжительный срок службы инструмента.

С учетом всех рекомендаций и требований задания выбираем режущую пластину для алюминиевых сплавов «ALU» фирмы ARNO^® в соответствии с рисунком 6.3 по типу 13123-150408 ГОСТ 24255-80. Геометрия с острой режущей кромкой приспособлена для обработки цветных металлов и неметаллов. Ее отличают шлифованные задние поверхности, высокопозитивный передний угол и полированная передняя поверхность.

Рисунок 6.3 - Режущая пластина для цветных металлов и сплавов

Выбираем твердый сплав без покрытия AN1015 (аналог Т15к6), который в сочетании со шлифованной режущей кромкой применяется для черновой и чистовой обработки алюминиевых сплавов и цветных металлов. Обеспечивает снижение наростообразования на кромке и высокое качество поверхности.

Геометрические параметры: S=4,76 мм, L=15 мм, d₁=5,16 мм, r=0,8 мм.

Выбор стружколомателя и способа крепления пластины. Выбираем конструкцию резца без стружколомателя так как при глубине резания 8 мм алюминиевая и бронзовая стружка не вьется а скалывается. Выбираем способ крепления пластины механический крепежным винтом в соответствии с рисунком 6.4.

Рисунок 6.4 - Способ крепления пластины



Материал винта - 40Х ГОСТ 1050-88 с термической обработкой.

Выбор конструкции державки. В настоящее время на рынке существует целый ряд предложений по системам обработки канавок для станков с ЧПУ. Они основаны на механическом креплении обрабатывающих пластин. Конструкторы пошли дальше и уже предлагают системы с интегрированными каналами подвода СОЖ в рабочую зону. Рассмотрим некоторые предложения согласно рисунку 6.5.

Рисунок 6.5 - Токарные резцы фирмы «Kennametal»

Токарные резцы фирмы «Kennametal» представляют собой жесткую оправку квадратного сечения с двухсторонней режущей пластиной механически закрепленной с помощью винта.

Другая фирма ARNO^® предлагает потребителю систему для обработки канавок с интегрированными каналами подвода СОЖ (ACS1 = система охлаждения ARNO^®) для радиальной обработки доступна для канавок шириной 2-6 мм и глубиной 12 или 21 мм в соответствии с рисунком 6.6. Надёжное закрепление пластины обеспечивается основанием в виде двойной призмы. Упор обеспечивает отличную повторяемость при обработке. Доступны пластины с 3 типами геометрии из 5 видов сплавов. Геометрия М2 была специально разработана для обработки канавок, точения и копировального точения стали и нержавеющей стали.

Рисунок 6.6 - Принципиальная схема подвода СОЖ

Геометрия Т1 предназначена для обработки стали и литья. Обе пластины изготавливаются по технологии высокоточной порошковой металлургии. Для обработки алюминия предлагается геометрия ALU с шлифованными поверхностями. Все держатели инструмента доступны с интегрированными каналами подвода СОЖ (ACS1).

Расчетом получено оптимальное сечение проектируемой державки 10х16 мм. Выбираем державку квадратного сечения 16х16мм. Для обеспечения жесткости инструмента выбираем материал с высокими механическими свойствами конструкционную сталь 40Х ГОСТ 1050-88 с термической нормализацией.

За основу конструкции выберем державку прямоугольной формы близкую к державке №10 в соответствии с рисунком 6.7.



Рисунок 6.7 - Державка проектируемого проходного резца

Выбранная нами режущая пластина длиной 15мм при такой конструкции державки обеспечивает нам обработку наружной поверхности с глубиной резания 8 мм.



7. Использование современного инструмента на новом оборудовании

7.1 Обзор мировых лидеров инструмента

Металлорежущий инструмент по традиции востребован в современной промышленности, ведь детали, получаемые из металлических заготовок с помощью режущего инструмента, всегда будут в огромной потребности на производствах. Металлорежущий инструмент можно без преувеличения назвать «хлебом» всей промышленности в соответствии с рисунком 7.1.

Рисунок 7.1 - Металлорежущий инструмент

Цена при использовании бракованного инструмента велика, как правило, это разбраковка всей партии деталей, а то и изделий в целом. Поэтому любой хороший руководитель стремится выбрать более качественный инструмент, но не забывая при этом и о его стоимости. Что же нам предлагает современный рынок инструмента, и каким образом решить подобную проблему? Об этом пойдет речь в данном обзоре.

Из всех предложений на рынке инструментов можно выделить три основные категории - «Европа», «Китай» и «Россия». Правда есть и четвертая, но о ней немного позже. А пока давайте рассмотрим недостатки и достоинства каждой категории.

Инструмент китайского производства. Инструмент всех азиатских и в первую очередь китайских производителей встречается и вполне хорошего качества, который можно сравнить российским или среднеевропейским, конечно и стоит он почти так же. В основном китайский инструмент дешевый и низкокачественный, много брака и подделок под знаменитые и проверенные бренды, в том числе и китайские. Поэтому покупка китайского инструмента схожа с лотереей.

Инструмент российского производства. К этой категории относим и инструмент из ближнего зарубежья. Что касаемо цены, то она чуть выше азиатской, а по качеству (если брать в общем срезе) намного выше. Поэтому российский инструмент пользуется спросом и есть дефицит между предложением и спросом.

Европейские бренды. Европейские инструменты - традиционно высокого качества, цены, так же традиционно, то же высокие. Впрочем, самый хороший инструмент российского производства немногим уступает европейскому по качеству, но гораздо приемлемей в цене. Из недостатков европейского инструмента можно отметить длительное ожидание редких позиций, что идет в разрез с ритмичной поставкой и работой на серийном производстве.

Советский металлорежущий инструмент. Советский инструмент - это и есть, проанонсированный выше, четвертый вариант. Качество известны во всем мире и не нуждается в рекламе - лишь некоторый российский инструмент может более-менее сравниваться с советским, особенно сделанный из стали Р18. При этом он сравним не только со советским, но и с большинством моделей импортного производства, и вполне доступен по цене.

Правда утверждение о его доступной цене нуждается в постоянной проверке и корректировке. Потому, что если 7 лет назад инструмент советского производства составлял 50% рынка, то на сегодня он составляет 10-15%. Причина этого не в недостатке спроса, а ограниченные запасы и их уменьшение приводит к увеличению цены. Впрочем, на сегодняшний день можно приобрести большие партии инструмента по вполне приемлемой цене. Это и делают многие предприятии, считая советский инструмент своим «золотым запасом».

Основные мировые производители твердосплавного инструмента для токарных работ. Твердый сплав - общее название группы материалов, которые представляют собой спеченную смесь тугоплавких химических элементов на связующей основе из карбида вольфрама. Промышленное применение твердого сплава началось на заводах Генри Форда в 1927 году. В Советском Союзе разработка этого направления, в разрезе практического использования, началась в 1939 году в “почтовом ящике” и окончательно оформилась в 1946 году, в виде существующего ныне Всероссийского научно-исследовательского и проектного института тугоплавких металлов и твердых сплавов (ВНИИТС).

Для освоения рынков сбыта производители использовали два базовых способа продвижения продукции.

1. Оснащение металлорежущего оборудования специализированной оснасткой (станки Shaublin, Brother, Citizen и др. оснащены инструментом KYOCERA).

2. Разработка и патентование технологической оснастки, часть стоимости которой переносится на стоимость твердосплавных элементов приспособления.

Крупнейших производителей ТС инструмента можно разделить на кластеры, исходя из географического положения их возникновения, т.к. все они являются транснациональными по своей сущности и организационной структуре.

Восточноазиатский кластер. В него входят Япония, Тайвань, Южная Корея и Китай. Китай включен в список, т.к. это основной производитель сырья в Юго-восточной Азии и стремительно развивающийся производитель ТС инструмента.

1. Компания Zhuzhou Cemented Carbide Cutting Tools Co., Ltd (ZCC-CT) (г. Чжучжоу Китай). Крупнейший поставщик сырья в Европу и Америку. Имеет собственные заводы по изготовлению инструмента.

2. Zigong Cemented Carbide Corp., LTD. (Китай). ООО"ЦЗЫГУН-ТВЕРДОСПЛАВ" - предприятие ориентированное на российский рынок. Продукция привлекательна сравнительно низкими ценами и соответствием продукции российским стандартам.

3. Mitsubishi Materials Corporations (Япония). Создавалось как структурное подразделение Mitsubishi Motors Inc. для оснащения моторостроительных производств ТС инструментом. Имеет 3 завода на территории Японии - Tsucuba, Gifu, Akashi, в Таиланде - MMC TOOLS Thailand и в Испании MITSUBISHI MATERIALS ESPANA, S.A. Численность сотрудников около 20 тысяч человек. Основное направление - обеспечение производств, базирующихся на металлообрабатывающем оборудовании MITSUBISHI Inc.

4. Компания WIDIA-Hanita ™ (Япония/Южная Корея). Специализация - резьбовой инструмент, сверла и фрезы. Широко использует фирменное PVD покрытие и покрытия специального назначения. Активно сотрудничает с Mitsubishi Materials Corporations.

5. Инструментальное производство корпорации KYOCERA (Япония). Ориентировано на изготовление оснастки для прецизионного оборудования. Два завода в Японии и один в Корее. Имеет 26 представительств по всему миру.

Европейский кластер. Лидирующие позиции занимают государства с развитым машиностроением, с доминантой на станкостроении. Это Германия, Франция, Италия.

6. Компания "ARNO FREDERICHS" AFC (Германия). Ведущий производитель компонентов для изготовления ТС инструмента. Имеет собственное производство ТС пластин высокой точности и является соучредителем фирмы “ARNO - Werkzeuge Karl-Heinz Arnold”, которая специализируется на разработке и изготовлению широчайшей гаммы режущего инструмента. У нас наиболее известны: SHARK - Cut - система для сверления отверстий с акцентом на глубокое сверление; CLIP - Groove - комплекты инструмента для отрезки и обработки канавок всех типов. Инструмент стандартизован в системе DIN и ISO/ANSI. Выпущено большое количество каталогов на русском языке с подборкой оснастки, соответствующей требованиям ГОСТов.

7. BELIN (Валенсия, Франция). Специализация - ТС инструмент для обработки тел вращения. Является, практически, монополистом на французском рынке и юге Европы.

8. Италия представлена компаниями SAU S.p.A. и NIKKO. Известны в России со времен FIAT- Жигули. Продукция практически полностью соответствует ГОСТам, и не отличается разнообразием или инновационными решениями.

В целом, европейские производители ТС инструмента ориентированы, в первую очередь, на удовлетворение своих потребностей, т.к. не имеют сырьевой базы и стараются делать инструмент широкой применяемости. Основной упор делается на использование безвольфрамовых композиций - керметов, с напылением TiN, TiCN или TiAlN (тип нанесения покрытия - CVD или PVD). Данный класс ТС требует точного соблюдения технологических режимов и соответствия типу обрабатываемого металла.

Американский кластер. Associated Steel Corp, Company (Алабама, Кливленд) и Dura Wear Corp, Company (Огайо, Бирмингхам) - компании, которые только пытаются занять нишу на российском рынке инструмента. Но “плохую службу” сослужил им запрет на поставки продукции двойного назначения, куда попало оборудование и инструмент, а также политика США в использовании собственных ресурсов. Входя в пятерку обладателей мировых запасов руд, содержащих вольфрам и другие редкоземельные металлы, США не входят даже в десятку производителей ТС инструмента.

Постсоветский кластер. Россия занимает третье место в мире по запасам редкоземельных металлов, но серьезное отставание в техническом развитии станкостроения и металлообрабатывающей промышленности привело к упадку собственного производства ТС инструмента. Единственное специализированное предприятие на территории России - Кировоградский завод твердых сплавов (КЗТС) город Кировоград, Свердловская область. Он удовлетворяет потребности машиностроителей на 80…90% в многогранных неперетачиваемых пластинах и в пластинах для напайки, которые применяются в устаревших технологиях.

Предприятия, которые продолжают выпуск ТС инструмента в ограниченной номенклатуре - ГП Узбекский комбинат тугоплавких и жаропрочных металлов г. Чирчик и ОАО “Торезтвердосплав” (Украина).

Мировой рынок производства ТС инструмента, в целом, поделен и достаточно стабилен. Большой интерес представляет рынок России, но он не способен принять предложение по ряду причин.

- Отсутствие оборудования, которое может использовать все преимущества ТС инструмента.

- Низкая культура производства.

- Низкая технологическая дисциплина.

- Отсутствие разветвленных дилерских сетей и представительств.

Выводы по разделу:

Конечно, в обзоре указана только часть новинок. Но даже с учетом таких ограниченных данных вырисовывается общая картина современного рынка твердосплавного инструмента. Зарубежные производители не останавливаются на достигнутом и уделяют новым разработкам максимум времени, стараясь привнести в металлообработку принципиально новые решения, что подтверждается эксплуатационными характеристиками выпущенных продуктов. При этом ожидается, что компании будут продолжать воспринимать задачу разработки новых наименований продукции со всей серьезностью и своевременно обновлять программы инструмента, так как заинтересованы в том, чтобы не отставать от конкурентов и лидеров отрасли.

Среди всех новинок, рассмотренных в обзоре, можно выделить следующие инструменты:

1. Среди новинок CoroPak 13.2 больше всего привлекает внимание новый сплав GC4325.

2. Пластины Kennametal Rodeka как инновация отрасли фрезерования, характеризующаяся улучшенными показателями.

3. Система инструмента Walter Capto - одно практичное решение для широкого круга задач.

4. Червячная фреза Gear Runner Internal - первопроходец от LMT Fette для нарезания внутренних шестерен.

5. Tungaloy DrillMeister как инструмент два в одном - для сверления и зенкования.

6. Система Widia Vari - удобство использования и расширение спектра применения инструмента

Будем надеяться, что в 2018 году производители инструмента покажут еще больше новых достижений и внесут что-то значительное в технологии металлообработки.

7.2 Модульный инструмент, пластинки, державки

Со временем важным фактором становится возможность соединения разных элементов инструментальной оснастки и инструмента.

Необходимость в сокращении времени производственных циклов и увеличение использования оборудования требуют обеспечение гибкости и быстросменности инструментальной составляющей станка, а также снижения номенклатурного количества инструмента. Модульная оснастка способна удовлетворить этим требованиям и повысить конкурентоспособность завода.

Инструментальные системы CoroTurn SL, Coromant Capto, , SL70 и другие аналоги предлагают базовую концепцию соединений держателей, резцовых блоков, адаптеров - то есть всех соединений от режущей кромки до шпинделя станка. Эта инструментальная система имеет огромную программу с широкой линейкой размеров с надежным и точным соединением в виде полигонального конуса. Система Coromant Capto представляет собой уникальное сочетание стабильности, прочности, быстросменности, точности и универсальности, подходит для многих работы на станках любого типа.

Гибкость, прочность и возможности самые важные факторы, если оснастку планируют использовать в разных условиях резания, при разном вылете инструмента и с разными требованиями по надежности. CoroTurn SL является уникальной системой, которая представляет соединение оправки с резцовой головкой по рифленой поверхности.

Она разработанная учитывая требования энергетической и аэрокосмической промышленностей, ключевым звеном стала концепция SL70, обеспечивающая производительность и универсальность стандартного инструмента в операциях, которые раньше можно было выполнить только специальным инструментом. Широкий ряд последних разработок стандартного инструмента со сменными пластинами предоставил возможность обрабатывать множество разнообразных элементов дисков, колец и диафрагм более эффективно и без применения широкой номенклатуры специального инструмента.

Совместное применение систем Coromant Capto и SL70 обеспечивает модульность от соединения со станком до режущей кромки, что предоставляет большой потенциал для оптимизации операции точения при обработке широкого ряда элементов.

Модуль является инструментальным блоком, который состоит из рабочей части (СМП) и корпуса для закрепления в оправке, которая установлена в рабочей позиции станка в соответствии с рисунком 7.2. На одной оправке есть возможность монтировать разные модули, что позволяет инструментальной системе быть достаточно гибкой к переналадкам. Модули, которые входят в набор для станка, имеют одинаковый хвостовик, соответствующий гнезду в станке или гнезду в переходных оправках. Модульная конструкция позволяет экономить значительные временные затраты на переналадку станка.

Рисунок 7.2 - Модульная оправка с упрощенной конструкцией регулирования вылета резца

Модули, входящие в набор для станка, имеют одинаковые хвостовики, соответствующие гнезду в станке или гнезду переходных оправок. Модульная конструкция позволяет экономить значительные временные затраты на переналадку станка, что придает гибкость инструментальной системе. Модулем может является и вспомогательный инструмент, к примеру цанговый патрон для осевого инструмента и т. п.

Модули, входящие в набор для станка в соответствии с рисунком 7.3, с одинаковыми хвостовиками, соответствующие гнезду в самом станке под инструмент и гнезду на переходных оправках. Хвостовики на модулях бывают различными. Так, в модульной системе фирмы САНДВИК хвостовик выполнен с прямоугольным отверстием и прорезью.



Рисунок 7.3 - Расточная головка применяется с хвостовиком 7:24 К50 по ГОСТ 25827

Модульная инструментальная система позволяет не только быстро, но и автоматизировано производить смену модулей на позициях станка при использовании инструментальных магазинов, а так же складов разных типов и конструкций.

Применение модульно-расточного инструмента на металлорежущих станках с ЧПУ сокращает номенклатуру расточного инструмента по типу элементов базирования и крепления, назначению и конструкции инструмента (диаметр и длина) для каждого конкретного обрабатываемого отверстия в деталях из различных материалов с обеспечением значительной жесткости и виброустойчивости модульной системы, повышает производительность обработки за счет широкого применения МНП.

Модульна расточная система с микрометрической регулировкой по диаметру режущих пластин.

Расточные оправки по ТУ РБ 300207906.108-2011 используются при чистовой операции растачивания отверстий Ш63-Ш360 мм с допусками H7-H9. В качестве режущих пластин применяют многогранные сменные твердосплавные пластины производства «Iscar», «Sandvik», «Mitsubishi». Используют на многооперационных станках и центрах сверлильно-фрезерно-расточной группы с ЧПУ, а так же в гибких производственных системах.

Расточную головку применяют с хвостовиком 7:24 К50 по ГОСТ 25827 (возможно изготовление с разными стандартами хвостовика DIN,MAS)

Применение модульной системы представляет следующие преимущества:

- возможна сборка оправок любой длинны;

- возможно применение любых основных типов хвостовиков;

- сокращения номенклатуры используемого инструмента;

- диапазон расточки D min=63 мм D max=360мм.

- цена деления лимба - 0,02 мм на диаметр расточки.

- точность выставления по нониусу -0,002 мм на диаметр расточки.

Модульная расточная система. Модульная система в соответствии с рисунком 7.4 состоит из адаптеров, оправок базовых, головок расточных и удлинителей. Она позволяет собрать инструмент разной конфигурации, диапазонов расточки и длины

Рисунок 7.4 - Модульная расточная система: 1 - головка расточная ГРТМ.Д 63... ГРТМ.Д 360; 2 - удлинитель - 6285-4007; 3 - оправка базовая - 6301-4020

Расточная головка с микрометрической регулировкой:

- Диапазон расточки D min=63 мм D max=360мм.

- Цена деления лимба - 0,02 мм на диаметр расточки.

- Точность выставления по нониусу -0,002 мм.



Заключение

В результате выполнения данной работы были проанализированы возможности модернизации механического цеха с целью повышения технических возможностей по обработке деталей сложной формы мелкими партиями, и для мелкосерийного производства, повышения производительности труда за счет замены станочного парка на более производительные обрабатывающие центры с ЧПУ, с более широким потенциалом. Приведен поэтапный график внедрения нового оборудования, его компоновки по участкам, учитывая специфику обработки и направленности станков. Созданы примеры замкнутых и бесперебойных участков, учтены технологические требования по микроклимату и распределению многофункциональных центров в термоконстантных помещениях.

Модернизация предусматривает несколько этапов на несколько лет для замены станочного парка и перепланировки участков цеха. Это сделано, прежде всего, для сохранения производственного ритма предприятия, выполнения текущих договорных обязательств, возможности переподготовки персонала для эксплуатации более совершенного оборудования. Усовершенствования технологических процессов, постепенное перераспределение изготовления деталей с старого и универсального оборудования на новые металлообрабатывающие центры с ЧПУ при сокращении цикла обработки за счет гибкости и расширенной функциональности станков.

Рассмотрены некоторые виды обрабатывающих центров, удовлетворяющие всем технологическим требованиям и техническим характеристикам. Проведены экономические расчеты по окупаемости данных видов станков за счет снижения затрат на заработную плату, экономии электроэнергии, сокращения станкоемкости и трудоемкости изделий.

В работе спроектированы и выполнены расчеты режущего инструмента (проходного резца) и станочного приспособления. Так же проанализирован рынок импортного и российского инструмента с возможностью его использования на новых станка с ЧПУ, что существенно сократит время обработки, улучшит качество поверхностей и стабильность размеров, так же сократит количество бракованных деталей. Рассмотрена возможность применения модульного инструмента, что позволит еще сократить операции и технологические установы при изготовлении деталей сложной конструкции.

Рассмотрены вопросы об организации «бережливого производства» и внедрении его на производственных участках цеха, которое позволит исключить перепроизводство, ожидания, излишние передвижения, излишние запасы, излишние обработки, дефекты и переделки. Создать удобные для всех бес исключения понятные рабочие места.

Пройдя все эти этапы модернизации и техперевооружения цеха мы получим современное, удовлетворяющее всем требованиям производство, позволяющее совей гибкостью быстро и оперативно создавать единичные, малые и большие партии деталей и изделий с наименьшими затратами на подготовку производства и на сам процесс изготовления. Возможность малолюдного и безлюдного производства, мониторинга работы оборудования в реальном времени с любого удаленного места. Мы сократим численность производственного цеха, уменьшив рабочие руки на станках за счет многостаночного обслуживания, тем самым откроем возможности предприятию развивать другие направления без набора людей на предприятие. Уменьшим число бракованной продукции, увеличим качество, объемы и номенклатуру изделий, при этом уменьшим затраты и станем конкурентоспособным на рынке предприятием.



Список использованных источников

1. Аверченков, В.В. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: учебное пособие для вузов / В.В. Аверченков, И.С. Кашталъян, А.Н. Пархутик. - Москва: Высшая школа. - 1993. - 288 с.

2. Алексанкин, Я.Я. Автоматизированное проектирование систем автоматизированного управления / Я.Я. Алексанкин, А.Н. Бржозовский, В.С. Жданов. - Москва: Машиностроение. - 1990. - 334 с.

3. Балакшин, Б.С. Основы технологии машиностроения / Б.С. Балакшин. - Москва: Машиностроение. 2-е изд., испр. - 2003. - 88 с.

4. Барангукова, И.А. Проектирование технологии: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / И.А. Барангукова, А. Гусев. - Москва: Машиностроение. - 2000. - 416 с.

5. Берхеев, М.М. Основы систем автоматизированного проектирования / М.М. Берхеев, И.А. Заляев, Ю. В. Кожевников - Москва: Высшая школа. - 2001. - 253 с.

6. Борисов, С.Р. Основы предпринимательства и организации производства: учебное пособие / С.Р. Борисов, В.Н. Васильев, под ред. В.Н.Васильева. - Москва: «Издательство Машиностроение-1». - 2000. - 752 с.

7. Брахман, Т.Д. Многокритериальность и выбор альтернатив в технике / Т.Д. Брахман. - Москва: Радио и связь. - 1984. - 288 с.

8. Волчкевич, И.Л. Исследование фактической работоспособности современного высокопроизводительного оборудования с ЧПУ // Машиностроение и техносфера XXI века: Сборник докладов XVII международной научно-технической конференции. - Донецк. - 2011. - С. 144-145.

9. Волчкевич, И.Л. Минимизация времен отладок станков с ЧПУ в условиях многономенклатурного производства / И.Л. Волчкевич // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 5 в 3-х ч. Ч. 3. - 2011.- С. 16-21.

10. Волчкевич, И.Л. Расчет количества оборудования в условиях переналаживаемого производства / И.Л. Волчкевич // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 5 в 3-х ч. Ч. 3. -2011.- С. 41-47.

11. Волчкевич, Л.И. Автоматизация производственных процессов: учеб. Пособие / Л.И. Волчкевич. - Москва: Машиностроение. - 2005. - 380 с.

12. Дерябин, А.Л. Программирование технологических процессов на станках с ЧПУ / А.Л. Дерябин - Москва: Машиностроение. - 1984. - 224с.

13. Жмурин, В. Возможности подготовки управляющих программ в системе FEATURECAМ 2008 /В. Жмурин // Известия ТулГУ. Технические науки. - 2009. - № 4. - С.239-243.

14. Зорин, А. Внедрение на ОАО "Авиаагрегат" технологии межоперационного контроля деталей сложной формы на станках фирмы Hermle при помощи ПО PowerINSPECT OMV компании Delcam / А. Зорин, И. Родина, А.Тагильцев. - САПР и графика, № 9. - 2009. - С.100-103.

15. Игнатов, М.Г. Влияние вектора вертикальной составляющей силы резания на точность и шероховатость обрабатываемой поверхности при встречном фрезеровании / М.Г. Игнатов, А.Е. Перминов, Е.Ю. Прокофьев //Вестник машиностроения, № 9. - 2008. - С.49-50.

16. Илюхин, С.С. Каркасно-кинематический метод моделирования формообразования поверхностей деталей машин дисковым инструментом. Автореферат дис. докт. техн. наук. - Тула: Тульский ГУ. - 2002. - 39 с.

17. Кряжев, Д. Ю. Фрезерная обработка на станках с ЧПУ / Д. Ю. Кряжев - Екатеринбург. - 2005. - 41 с.

18. Ловыгин, А.А. Современный станок с ЧПУ и CAD/САМ-система / А. В. Васильев, С. Ю. Кривцов - Москва: «Эльф ИПР». - 2006. - 286с.

19. Мельников, Г.Н. Проектирование механосборочных цехов: учебник для вузов / Г.Н. Мельников, В.П. Вороненко, под ред. А.М. Дальского. - Москва: Машиностроение. - 1990. - 352 с.

20. Мельников, Г.Н. Точность контурного фрезерования на станках с ЧПУ. Основные направления развития технологии машиностроения / Г.Н. Мельников: Труды МВТУ, № 348. - 1981. - С.128-135.

21. Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу "Проектирование и производство металлорежущих инструментов"/ Сост.: И.А. Малышко, С.Л. Толстов. - Донецк: ДПИ. - 1991. - 39 с.

22. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Режущий инструмент" для студентов специальностей 7.090203 "Металлорежущие станки и системы" и 7.090201 "Технология машиностроения"/ Сост.: И.В. Киселева, В.П. Цокур, О.А. Попенко. - Донецк: ДонГТУ. - 1999. - 20 с.

23. Невлюдов, И. Использование CAD/CAМ/CAE/CAPP при формировании управляющих программ для станков с ЧПУ /И. Невлюдов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2010. -№ 44. - С.37- 44.

24. Переверзев, П. Моделирование и оптимизация программ в автоматизированном машиностроительном производстве /П. Переверзев // Вестник ЮУрГУ, №12. - 2012. - С.150-157.

25. Серебряков, А.А. Библиотека технологических решений как инструмент автоматизации технологической подготовки производства /А. А. Серебряков // САПР и графика, №5. - 2008. - С.70-75.

26. Сидорчик, Е. Повышение качества управляющих программ для изготовления деталей и заготовок на станках ЧПУ /Е. Сидорчик // Известия ТулГУ. Технические науки, № 6-1. - 2013. - С.200-203.

27. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - Москва: Машиностроение, 4-е изд., перераб. и доп. - 1985. - 496 с.

28. Сысоев, В.В. Моделирование технологических систем / В.В. Сысоев // Математическое моделирование технологических систем: Сборник науч. тр. № 1. - Воронеж: ВГТА. - 1995. - С. 10-39.

29. Технология машиностроения: учебник для вузов / В.М. Бурцев, А.С. Васильев, О.М. Деев и др.; под. ред. Г.Н. Мельникова. - Москва: Производство машин: МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 1998. - 640 с.

30. Токарные резцы: учебное пособие / О.В. Захаров, А.Ф. Балаев. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т. - 2008. - 108 с.

31. Сборный твердосплавный инструмент / Г.Л. Хает и др. - Москва: Машиностроение. - 1989. - 130 с.

32. Харченко, А. Станки с ЧПУ и оборудование гибких производственных систем: учебное пособие для студентов вузов / А. Харченко. - Санкт-Петербург: Профессионал.- 2004. - 304 с.

33. Харченко, А.О. Станки с ЧПУ и оборудование гибких производственных систем: учебное пособие для студентов вузов / А.О. Харченко - Санкт-Петербург: «Профессионал». - 2004. - 304 с.

Приложение 1

(обязательное)

Диаграмма соотношения рабочих универсалов и станочников ЧПУ, динамика с 2007 года

Рисунок 1 - Соотношения рабочих универсалов и станочников ЧПУ



Приложение 2

(обязательное)

Диаграмма структуры оборудования, динамика с 2007 года

Рисунок 1 - Структура оборудования



Приложение 3

(обязательное)

Диаграмма сравнения обслуживающего персонала, динамика с 2007 года

Рисунок 1 - Динамика изменения персонала по основным видам работ



Приложение 4

(обязательное)

Плакат с техническими характеристиками предлагаемых станков к техперевооружению

Рисунок 1 - Характеристики станка Biglia B658Y

Приложение 5

(обязательное)

Плакат сравнения старой и предлагаемой планировки на примере одного участка

Рисунок 1 - Участок №4 на 2023 год



Приложение 6

(обязательное)

Плакат с исходными данными для расчёта окупаемости оборудования, приобретаемого в 2018 году

Рисунок 1 - Исходные данные для расчета окупаемости оборудования



Приложение 7

(обязательное)

Плакат с этапами анализа по расчету окупаемости оборудования

Рисунок 1 - Этапы анализа по расчету окупаемости оборудования



Приложение 8

(обязательное)

Плакат с деталями - представителями

Рисунок 1 - Таблица деталей представителей



Приложение 9

(обязательное)

Плакат с сравнением старой и новой технологии детали-представителя

Рисунок 1 - Сравнение старой и новой технологий



Приложение 10

(обязательное)

Плакат с выводами по снижению трудоемкости

Рисунок 1 - Выводы по снижению трудоемкости



Приложение 11

(обязательное)

Плакат с расчетом окупаемости инвестиций

Рисунок 1 - Расчет окупаемости инвестиций



Приложение 12

(обязательное)

Плакат с списком обоснований необходимости техперевооружения

Рисунок 1 - Список обоснований необходимости техперевооружения

Размещено на Allbest.ru