Анализ базового операционного технологического процесса по критерию обеспечения заданной сменной производительности обработки

5. Анализ базового операционного технологического процесса по критерию обеспечения заданной сменной производительности обработки

Определение ожидаемой сменной производительности системы технологического оборудования в условиях неавтоматизированного производства можно найти по формуле:

 деталей/смену,

где - время выполнения холостых (вспомогательных) операций в условиях неавтоматизированного производства.

Сравнивая полученное значение (16 деталей/смена) с заданной сменной производительностью обработки (100 деталей/смена), приходим к выводу, что в неавтоматизированном производстве нельзя обеспечить требуемую производительность. Следовательно, необходимо разработать оптимальный структурно-композиционный вариант автоматической линии, который должен обеспечивать заданную производительность обработки.

Рассмотрим насколько вариантов компоновок автоматических линий.

При составлении линии из 8 станков расположенных по ходу технологического процесса получаем линию следующего вида (рис. 5.1)

Рисунок 5.1- Вариант компоновки оборудования автоматической линии

Для этой линии лимитирующим является время с. Тогда производительность такой линии составляет:

 (шт./смену).

Данное количество изделий не входит в диапазон допустимой производительности, по этому сократим лимитирующее время, добавив станок – дублер на 7 операции технологического процесса (рис. 5.2).

Рисунок 5.2- Вариант компоновки оборудования автоматической линии

В данном варианте технологической линии лимитирующим временем является с.,а производительность такой линии составляет:

 (шт./смену).

Производительность такой линии удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям.

В данном варианте технологической линии лимитирующим временем является с.,а производительность такой линии составляет:

 (шт./смену).

Производительность такой линии удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям.

Эти три вида компоновок обеспечивают необходимую производительность и по этому их необходимо сравнить по экономической эффективности

6. Уточненный расчет производительности автоматической линии

Технологический процесс автоматизированных операций

020 Токарная ЧПУ (база Ø230f7, 3 кулачковый патрон)

А Установить и снять заготовку

1.   Подрезать торец Е,

2.   Точить Ø180Н9, Ø150Н11 по программе предварительно

030 Токарная ЧПУ (база Ø230f7, 3 кулачковый патрон)

А Установить и снять заготовку

1.   Точить фаску 1×45, Ø180Н9, Ø165, фаску, Ø150Н11 по программе

040 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1.   Подрезать торец В, Ø230f7, Ø299,6f9/Ø230f7 по программе предварительно

2.   Точить Ø190Н9 по программе предварительно

3.   Точить фаску 2×30, Ø190Н9, Ø165, фаску по программе

050 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1.   Точить фаски 3×30, Ø230f7 по программе

060 Кординатно-сверлильная с ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, специальное)

А Установить и снять заготовку

1.   Сверлить отверстия Ø20Н12

2.   Сверлить 2 отверстия М16-7Н/Ø20 одновремено

070 Радиально-сверлильная (база торцы, специальное)

А Установить и снять заготовку

1.   Цековать 2 отверстия Ø20

2.   Нарезать резьбу М16-7Н

080 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н7, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1.   Точить поверхность Ø299.6F9 предварительно

2.   Точить фаски 2×45, Ø299,6f9, фаски 2×45 по программе

090 Вертикально-сверлильная с ЧПУ (база Ø299.6f9, приспособления специальное)

А Установить и снять заготовку

1.   Сверлить отверстия М16-7Н/Ø22

2.   Нарезать резьбу М16-7Н

Уточненный расчет полной производительности автоматической линии с жесткими меж агрегатными связями проводится по формуле:

,

Где  - коэффициент загрузки линии, который характеризует условия эксплуатации (принимается в пределах 0,85-0,90);

 - время не совмещенных холостых ходов (в условиях дифференциации технологического процесса принимается );

 - время суммарных в не цикловых потерь, определяется по формуле:

где  - ожидаемые в не цикловые потери по инструменту;

 - ожидаемые в не цикловые потери по оборудованию.

Потери по инструменту вычисляются по формуле:

Сведем данные по всем инструментам в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Расчет времени потерь по инструменту

№	инструмент
1	Резец подрезной	0,54	60	1+0,18	0,01062
2	Резец расточной	1,54	60	1.5+0,2	0,04363
3	Резец расточной	1,83	60	3+0,18	0,09699
4	Резец подрезной	0,20	60	1+0,18	0,00393
5	Резец расточной	0,33	60	1.5+0,2	0,00935
6	Резец проходной	0,74	60	1+0,18	0,01455
7	Резец подрезной	0,38	60	1+0,18	0,00747
8	Резец расточной	0,15	60	3+0,18	0,00779
9	Резец проходной	1,81	60	1+0,2	0,0362
10	Сверло Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
11	Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
12	Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
13	Цековка Ø20	0,17	60	1+0,18	0,00334
14	Цековка Ø20	0,17	60	1+0,18	0,00334
15	Метчик М16	0,45	60	+10,27	0,00953
16	Метчик М16	0,45	60	1+0,27	0,00953
17	Резец проходной	0,80	60	1+0,18	0,01573
18	Резец проходной	1,81	60	1+0,18	0,0356
19	Сверло Ø14.7/Ø22	0,58	60	1+0,18	0,01141
20	Метчик М16	0,45	60	1+0,27	0,00953
					0,42589

Расчет внецикловых потерь по оборудованию проводится по формуле:

где  - среднее время простоев i-го нормализованного узла.

рассмотрим вариант компоновки данной линии с применением станков-дублеров. Данные по потерям времени по оборудования сводим в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 - Расчет времени потерь по оборудованию для 1-го варианта схемы компоновки

Наименование операции	Наименование механизма	Время простоя на 100 мин. Работы tno	Время работы j – го нормализованного узла tpi	Простои конкретных механизмов
1	2	3	4	5
1	шпиндельный блок	0,18	2,11	0,003798
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,57	0,000399
	Узел продольного суппорта	0,06	1,54	0,000924
	система охлаждения	0,08	2,11	0,001688
2	шпиндельный блок	0,18	1,83	0,003294
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,03	0,000021
	Узел продольного суппорта	0,06	1,73	0,001038
	система охлаждения	0,08	1,83	0,001464
3	шпиндельный блок	0,18	2,22	0,003996
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,58	0,000406
	Узел продольного суппорта	0,06	1,64	0,000984
	система охлаждения	0,08	2,22	0,001776
4	шпиндельный блок	0,18	1,81	0,003258
	Узел поперечного суппорта	0,07		0
	Узел продольного суппорта	0,06	1,81	0,001086
	система охлаждения	0,08	1,81	0,001448
5	Механизм фиксации	0,01	1,65	0,000165
	Сверлильная головка	0,07	1,65	0,001155
	Поворотный стол	0,1	0,02	0,00002
	система охлаждения	0,08	1,65	0,00132
6	Механизм фиксации	0,01	2,76	0,000276
	Сверлильная головка	0,07	2,76	0,001932
	Поворотный стол	0,1	0,02	0,00002
	система охлаждения	0,08	2,76	0,002208
8	шпиндельный блок	0,18	2,61	0,004698
	Узел поперечного суппорта	0,07		0
	Узел продольного суппорта	0,06	2,61	0,001566
	система охлаждения	0,08	2,61	0,002088
9	Механизм фиксации	0,01	0,98	0,000098
	Сверлильная головка	0,07	0,98	0,000686
	система охлаждения	0,08	0,98	0,000784
10	транспортер стружки	0,24	17,81	0,042744
	електро оборудование	0,55	17,81	0,097955
итого				0,183295

Тогда производительность такой линии будет составлять:

шт./смен

Уточненный расчет полной производительности автоматической линии для второго варианта

Сведем данные по всем инструментам в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 - Расчет времени потерь по инструменту

№	инструмент
1	Резец подрезной	0,54	60	1+0,18	0,01062
2	Резец расточной	1,54	60	1,5+0,2	0,04363
3	Резец расточной	1,83	60	3+0,18	0,09699
4	Резец подрезной	0,20	60	1+0,18	0,00393
5	Резец расточной	0,33	60	1,5+0,2	0,00935
6	Резец проходной	0,74	60	1+0,18	0,01455
7	Резец подрезной	0,38	60	1+0,18	0,00747
8	Резец расточной	0,15	60	3+0,18	0,00779
9	Резец проходной	1,81	60	1+0,2	0,0362
10	Сверло Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
11	Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
12	Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
13	Цековка Ø20	0,17	60	1+0,18	0,00334
14	Цековка Ø20	0,17	60	1+0,18	0,00334
15	Метчик М16	0,45	60	1+0,27	0,00953
16	Метчик М16	0,45	60	1+0,27	0,00953
17	Резец проходной	0,80	60	1+0,18	0,01573
18	Резец проходной	1,81	60	1+0,18	0,0356
19	Резец проходной	0,80	60	1+0,18	0,01573
20	Резец проходной	1,81	60	1+0,18	0,0356
21	Сверло Ø14.7/Ø22	0,58	60	1+0,18	0,01141
22	Метчик М16	0,45	60	1+0,27	0,00953
					0,47722

Расчет в не цикловых потерь по оборудованию проводится по формуле:

где  - среднее время простоев i-го нормализованного узла.

рассмотрим вариант компоновки данной линии с применением станков-дублеров. Данные по потерям времени по оборудования сводим в таблицу 6.4.

Таблица 6.4 - Расчет времени потерь по оборудованию для 2-го варианта схемы компоновки

Наименование операции	Наименование механизма	Время простоя на 100 мин. Работы tno	Время работы j – го нормализованного узла tpi	Простои конкретных механизмов
1	2	3	4	5
1	шпиндельный блок	0,18	2,11	0,003798
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,57	0,000399
	Узел продольного суппорта	0,06	1,54	0,000924
	система охлождения	0,08	2,11	0,001688
2	шпиндельный блок	0,18	1,83	0,003294
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,03	0,000021
	Узел продольного суппорта	0,06	1,73	0,001038
	система охлаждения	0,08	1,83	0,001464
3	шпиндельный блок	0,18	2,22	0,003996
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,58	0,000406
	Узел продольного суппорта	0,06	1,64	0,000984
	система охлаждения	0,08	2,22	0,001776
4	шпиндельный блок	0,18	1,81	0,003258
	Узел поперечного суппорта	0,07		0
	Узел продольного суппорта	0,06	1,81	0,001086
	система охлаждения	0,08	1,81	0,001448
5	Механизм фиксации	0,01	1,65	0,000165
	Сверлильная головка	0,07	1,65	0,001155
	Поворотный стол	0,1	0,02	0,00002
	система охлаждения	0,08	1,65	0,00132
6	Механизм фиксации	0,01	2,76	0,000276
	Сверлильная головка	0,07	2,76	0,001932
	Поворотный стол	0,1	0,02	0,00002
	система охлаждения	0,08	2,76	0,002208
8	шпиндельный блок	0,18	2,61	0,004698
	Узел поперечного суппорта	0,07		0
	Узел продольного суппорта	0,06	2,61	0,001566
	система охлаждения	0,08	2,61	0,002088
8	шпиндельный блок	0,18	2,61	0,004698
	Узел поперечного суппорта	0,07		0
	Узел продольного суппорта	0,06	2,61	0,001566
	система охлаждения	0,08	2,61	0,002088
9	Механизм фиксации	0,01	0,98	0,000098
	Сверлильная головка	0,07	0,98	0,000686
	система охлаждения	0,08	0,98	0,000784
10	транспортер стружки	0,24	17,81	0,042744
	електро оборудование	0,55	17,81	0,097955
итого				0,191647

Тогда производительность такой линии будет составлять:

шт./смен

Уточненный расчет полной производительности автоматической линии для третьего варианта

Сведем данные по всем инструментам в таблицу 6.5.

Таблица 6.5 - Расчет времени потерь по инструменту

№	инструмент
1	Резец подрезной	0,54	60	1+0,18	0,01062
2	Резец расточной	1,54	60	1,5+0,2	0,04363
3	Резец расточной	1,83	60	3+0,18	0,09699
4	Резец подрезной	0,20	60	1+0,18	0,00393
5	Резец расточной	0,33	60	1,5+0,2	0,00935
6	Резец проходной	0,74	60	1+0,18	0,01455
7	Резец подрезной	0,38	60	1+0,18	0,00747
8	Резец расточной	0,15	60	3+0,18	0,00779
9	Резец подрезной	0,20	60	1+0,18	0,00393
10	Резец расточной	0,33	60	1,5+0,2	0,00935
11	Резец проходной	0,74	60	1+0,18	0,01455
12	Резец подрезной	0,38	60	1+0,18	0,00747
13	Резец расточной	0,15	60	3+0,18	0,00779
14	Резец проходной	1,81	60	1+0,2	0,0362
15	Сверло Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
16	Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
17	Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20	1,65	60	1+0,18	0,03245
18	Цековка Ø20	0,17	60	1+0,18	0,00334
19	Цековка Ø20	0,17	60	1+0,18	0,00334
20	Метчик М16	0,45	60	1+0,27	0,00953
21	Метчик М16	0,45	60	1+0,27	0,00953
22	Резец проходной	0,80	60	1+0,18	0,01573
23	Резец проходной	1,81	60	1+0,18	0,0356
24	Резец проходной	0,80	60	1+0,18	0,01573
25	Резец проходной	1,81	60	1+0,18	0,0356
26	Сверло Ø14.7/Ø22	0,58	60	1+0,18	0,01141
27	Метчик М16	0,45	60	1+0,27	0,00953
					0,52032

Расчет внецикловых потерь по оборудованию проводится по формуле:

где  - среднее время простоев i-го нормализованного узла.

рассмотрим вариант компоновки данной линии с применением станков-дублеров. Данные по потерям времени по оборудования сводим в таблицу 6.6.

Таблица 6.6 - Расчет времени потерь по оборудованию для 3-го варианта схемы компоновки

Наименование операции	Наименование механизма	Время простоя на 100 мин. Работы tno	Время работы j – го нормализованного узла tpi	Простои конкретных механизмов
1	2	3	4	5
1	шпиндельный блок	0,18	2,11	0,003798
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,57	0,000399
	Узел продольного суппорта	0,06	1,54	0,000924
	система охлождения	0,08	2,11	0,001688
2	шпиндельный блок	0,18	1,83	0,003294
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,03	0,000021
	Узел продольного суппорта	0,06	1,73	0,001038
	система охлаждения	0,08	1,83	0,001464
3	шпиндельный блок	0,18	2,22	0,003996
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,58	0,000406
	Узел продольного суппорта	0,06	1,64	0,000984
	система охлаждения	0,08	2,22	0,001776
4	шпиндельный блок	0,18	2,22	0,003996
	Узел поперечного суппорта	0,07	0,58	0,000406
	Узел продольного суппорта	0,06	1,64	0,000984
	система охлаждения	0,08	2,22	0,001776
5	шпиндельный блок	0,18	1,81	0,003258
	Узел поперечного суппорта	0,07		0
	Узел продольного суппорта	0,06	1,81	0,001086
	система охлаждения	0,08	1,81	0,001448
6	Механизм фиксации	0,01	1,65	0,000165
	Сверлильная головка	0,07	1,65	0,001155
	Поворотный стол	0,1	0,02	0,00002
	система охлаждения	0,08	1,65	0,00132
7	Механизм фиксации	0,01	2,76	0,000276
	Сверлильная головка	0,07	2,76	0,001932
	Поворотный стол	0,1	0,02	0,00002
	система охлаждения	0,08	2,76	0,002208
8	шпиндельный блок	0,18	2,61	0,004698
	Узел поперечного суппорта	0,07		0
	Узел продольного суппорта	0,06	2,61	0,001566
	система охлаждения	0,08	2,61	0,002088
9	шпиндельный блок	0,18	2,61	0,004698
	Узел поперечного суппорта	0,07		0
	Узел продольного суппорта	0,06	2,61	0,001566
	система охлаждения	0,08	2,61	0,002088
10	Механизм фиксации	0,01	0,98	0,000098
	Сверлильная головка	0,07	0,98	0,000686
	система охлаждения	0,08	0,98	0,000784
11	транспортер стружки	0,24	17,81	0,042744
	електро оборудование	0,55	17,81	0,097955
итого				0,198809

Тогда производительность такой линии будет составлять:

шт./смен