Станки с ЧПУ, в том числе с микро­процессорным управлением, а также ГПС получили широкое распространение. Но это не значит, что все заготовки должны обрабатываться только на станках с ЧПУ и ГПС: иногда это действительно целе­сообразно, а иногда малоэффективно и даже убыточно. Определение приорите­тов в подборе деталей позволяет найти границы эффективности использования станков с ЧПУ.

Обозначим: С — сложность детали; Т — трудоемкость ее обработки. Оче­видно, для одной и той же группы обо­рудования эти величины пропорцио­нальны:

Т = С/В. (5.1)

Коэффициент пропорциональности В Характеризует оборудование, на кото­ром производится обработка, его степень новизны и прогрессивности. Это пока­затель потенциальных возможностей обо­рудования, его потенциальная произво­дительность. Здесь производительность рассматривается как характеристика технологических возможностей оборудо­вания. Чем выше В, тем ниже трудо­емкость обработки.

При определенных условиях допуска­ется принять С = Tun, тогда коэффициент производительности при обработке числа п деталей составит величину

1_______ 1_________

L+t„3/(Un) ~ 1 +t„3B/(Cn)' (5'2)

Где — штучное время обработки; T „3 — подготовительно-заключительное время.

Чем выше С, тем больше т]г и тем выше эффективность использования стан­ков с ЧПУ и ГПС. В данном случае воз­никает необходимость в формализации где а — коэффициент пропорционально­сти — конструктивная сложность некото­рой воображаемой детали, имеющей один основной элемент.

Понятия сложности детали и в разработ­ке критериев для ее количественной оценки. Особенно важно это для САПР ТП, когда на стадии проектиро­вания нужно решить вопрос о целе­сообразности использования для обра­ботки заготовки станок с ЧПУ или ГПС и в дальнейшем проектировать процесс с учетом соответствующего обо­рудования. Разработана методика подбора де­талей для станков с ЧПУ с исполь­зованием различных критериев их слож­ности, технологичности и др. [76]. Одна из схем реализации данной методики показана на рис. 5.3. Конструктивную сложность детали С к определяют в зависимости от числа п Основных ее элементов:

К основным элементам относят эле­менты контура детали, определяющие ее как геометрическое тело. Неосновные элементы — фаски, радиусы, сопряже­ния, канавки и др., они не оказывают существенного влияния на конструкцию детали. В общем случае пределы изме­нения конструктивной сложности состав­ляют 0< Ск< 1 при максимальном числе элементов контура и = 50.

(5.4)

Технологическая сложность детали Ст учитывает ее технологические свой­ства и принятый способ обработки. Критерием технологической сложности детали является трудоемкость ее обра­ботки. Основные факторы, влияющие на трудоемкость обработки, можно свести к четырем. Тогда

Ст = СкКрКм/(исп/(т,

Где КР — коэффициент, характеризую­щий влияние на трудоемкость размеров заготовки; К« — коэффициент, характе­ризующий влияние обрабатываемого ма­териала; /(„с — коэффициент исполь­зования заготовки, характеризующий ве­личину снимаемого припуска и вид об­работки (черновая, чистовая); Кг— коэффициент технологичности конст­рукции.

Коэффициенты определяют по извест­ным методикам [76] в зависимости от входных данных, к числу которых отно­сятся: L, D — длина и диаметр заго­товки; ее материал; — коэффициент использования материала заготовки; Pi, (5г,- ■ — коэффициенты технологи­ческой сложности элементов контура.

В методике [76] понятие точности связано с технологическими возможно­стями оборудования, характеризуемыми коэффициентом В. Этот коэффициент выбирают так, чтобы заданная точ­ность детали была экономически оправ­данной. Поэтому введено понятие слож­ности обработки на данной операции

С=СТК, ДВ, (5.5)

(5.3)

Рис. 5.3. Схема подбора деталей для обра­ботки на станках с ЧПУ

Где Ки — коэффициент полноты обра­ботки; Кв — коэффициент вида обра­ботки.

( Вход ) I

Определение Ск

Определение СТ

Определение слож­ности Обработки

Проектировать про - J Цесс на станок с ЧПУ /Печать технологи/ I ческих каРт / I ИзготоЬлениеУП__J

ZBtod Информации/ о детали /

ПроектироЬать про цесс на станок еру Чным (/продлением

IПечать техноло - J /гичееких карт /

( Выход )

Рис. 5.4. Алгоритм подбора деталей по опти­мальной сложности обработки

Стадии приобретения станков для пред приятия и распределения оборудования между подразделениями. Только серьез­ный и обоснованный анализ номенкла­туры обрабатываемых деталей, специфи­ческих для данного производства, может дать ответ на вопрос, какие станки и в каком количестве необходимы пред­приятию. Вторая задача актуальна на стадии подбора деталей для обработки на имеющихся на предприятии станках с ЧПУ.

При решении второй задачи методом использования критериев подбора (см. рис. 5.3) можно установить, что эффек­тивность обработки детали на станке с ЧПУ тем выше, чем больше конструк­тивная сложность Ск, коэффициент кон­центрации обработки Кк и коэффициент

Т. е. определенные величины Ск, If и i(, должны быть больше каких-то установленных для данного предприятия оптимальных значений CL фо и Кк■ Здесь

Коэффициент Кп представляет собой отношение числа элементов п, обраба­тываемых на данной операции, к общему числу элементов контура п. Коэффи­циент Кв учитывает, производится ли только черновая обработка, только чи­стовая или обе вместе.

Таким образом, сложность обработки С — это часть Ст, приходящаяся на данную операцию. Поэтому

С/СТ = Кк, (5.6)

Где коэффициент Кк может быть пред­ставлен как коэффициент концентрации обработки.

Формулы (5.3) — (5.6) являются ма­тематическими моделями принятых фор­мализованных понятий: сложности дета­ли и сложности обработки. Эти модели оказались достаточно достоверными и подтверждены практикой [76].

Использование моделей позволяет решить две задачи: оптимального выбо­ра оборудования с ЧПУ для обработки заданной номенклатуры деталей и опти­мального выбора деталей для загрузки заданного оборудования — станков с ЧПУ. Обе задачи тесно связаны, но каждая из них имеет самостоятельное значение. Первая задача актуальна на

Ч, = КГ/КТЧП (5.7)

Где /Ст"'^ — коэффициенты техно­

Логичности конструкции, определенные для условий обработки деталей на стан­ках с ручным управлением (РУ) и на станках с ЧПУ.

При решении задачи следует также учитывать размер партии деталей (число деталей N), программное время обра­ботки заготовки на станке с ЧПУ Т„ и время на переналадку станка /пз. Это позволит определить допустимый раз­мер партии деталей, если в качестве кри­терия использовать число переналадок за смену. Если считать, что за смену не должно быть больше одной переналадки, то можно определить минимальное число деталей в партии в зависимости от соотношения Tn3 и Тп.

По мере накопления опыта использо­вания станков с ЧПУ и статистического материала можно переходить к решению задач эффективности по показателю оптимальной сложности С^ Со, где С0 — минимальное значение показателя слож­ности детали, ниже которого использо­вание станков с ЧПУ неэффективно. Этот метод удобен при автоматизи­
рованном проектировании ТП (рис. 5.4), поскольку процесс подбора деталей фор­мализуется просто. Величину С0 для каждого предприятия или цеха устанав­ливают исходя из имеющегося факти­ческого материала.