Коэффициент использования станка есть отношение фактической производительности к цикловой.

Коэффициент использования

, (6)

где К_т.и – коэффициент технического использования,

К_з – коэффициент загрузки.

Коэффициент технического использования показывает, какую долю фонда времени машина работает и выпускает продукцию без внецикловых потерь, и какую долю времени простаивает из-за внециклических потерь. Он характеризует надежность станка и режущего инструмента. Если К_т.и = 0,9, то это означает, что 90% времени станок работает и выпускает продукцию и 10% времени простаивает по причине устранения отказов, смены инструмента, обеспечения заготовками, электроэнергией, отсутствия станочника на рабочем месте и других организационно-технических причин.

Коэффициент загрузки показывает какую долю планового фонда времени станок работает, ремонтируется, налаживается и какую простаивает по организационным причинам. Так К_з = 0,8 показывает, что 80% фонда времени станок работает, простаивает при устранении отказов, а 20%, будучи исправной, простаивает по организационно-техническим причинам.

Усредненные значения коэффициентов производительности станка К_п и использования станка К_и для некоторых типов оборудования приведены в табл. 1.

Фактическая сменная производительность станка, шт./смена:

для проходных станков

Q_см.п = (V_sT i К_пК_и) / (L i_п), (7)

для цикловых и циклопроходных станков

Q_см.п = T К_и i / t_ц , (8)

где Т – продолжительность смены, мин;

V_s – скорость подачи, м/мин;

i – количество одновременно обрабатываемых деталей;

L – длина детали, м;

i_п – число проходов для полной обработки деталей.

t_ц – продолжительность цикла обработки детали, мин.

Построение циклограммы. Продолжительность цикла обработки одной детали определяется по циклограмме работы рабочей машины.

Таблица 1

Значения коэффициентов производительности станка К_п и

использования станка К_и для некоторых типов оборудования

Циклограмма – это график последовательности действия механизмов рабочей машины или последовательности выполнения основных и вспомогательных операций. График строится в осях координат (рис. 6.). По оси ординат указывают элементы станка или последовательность операций, а по оси абсцисс откладывают время работы каждого элемента в течение цикла. Длительность работы элементов рассчитывается, если известны скорость и путь перемещения элементов, или задается разработчиком.

Для станков характерны три цикла работы: последовательный (рис. 6 а), частично совмещенный (рис. 6 б) и совмещенный (рис. 6 в).

На рис. 6 в показана цикловая диаграмма четырех шпиндельного позиционного сверлильно-пазовального автомата для обработки ножек стульев. Механизм загрузки РО₁ с помощью гидроцилиндра подает заготовку из магазина в позицию обработки и находится в ожидании до начала следующего цикла (горизонтальные линии означают останов, а наклонные – движение).

В позиции обработки заготовка фиксируется зажимом РО₂ и удерживается им до конца обработки. Затем зажим возвращается в исходное положение.

В позиции обработки на заготовку надвигаются два горизонтальных РО₃ и два вертикальных РО₄ сверлильно-пазовальных суппорта. Сначала они ускоренно подходят к заготовке, затем сверлильно-пазовальные головки медленно обрабатывают пазы, а в конце рабочего хода делают зачистку поверхности пазов при осевой подаче, равной нулю.

Движение суппортов обеспечивается кулачками механизма поперечных перемещений.

Цикл обработки одной ножки стула Т_ц = 20 с.

Подготовка вариантов обработки деталей

Характеристика деталей. Деревообрабатывающие станки по назначению могут быть специализированными или универсальными. На специализированном станке обрабатываются детали определенной формы

и размеров, а на универсальном – разной формы и размеров. При выборе типа станка необходимо дать четкую характеристику детали.

Сначала приводится эскиз заготовки, из которой будет выполнена деталь. Указывается ее форма, размеры, припуски на обработку, материал (порода древесины) и влажность. Затем приводится чертеж детали с указанием размеров, их предельных отклонений, шероховатости обработанных поверхностей. Далее приводится перечень операций, необходимых для обработки детали, и возможный их состав. После выявления операций можно выбрать методы обработки детали. Так, плоские поверхности могут быть получены пилением, фрезерованием, строганием, шлифованием. Кроме того, рабочие движения процесса обработки могут быть вращательными или поступательными, выполняться одновременно или поочередно в разное время. Каждый из перечисленных методов имеет свои достоинства и недостатки.

При проектировании ставится задача составить множество вариантов возможных методов обработки детали и на основе их анализа выбрать рациональный вариант.

Подтовка вариантов.На рис. 7 приведена деталь, предназначенная для обработки на станке [7]. Операция обработки отверстий может быть выполнена за два перехода одним или двумя режущими инструментами, работающими одновременно или последовательно друг за другом, на одной или двух позициях, при одной или двух установках. Рабочие движения тоже могут быть выполнены по-разному. Сочетания различных способов обработки дают много вариантов. Некоторые из них приведены на рис. 8.

В первом варианте операция обработки отверстий выполняется за два перехода на одной позиции (рис. 8, а). Во втором варианте заготовка последовательно передвигается с позиции I в позицию II (рис. 8, б). На каждой позиции обрабатывается одно отверстие путем надвигания вращающихся сверл. Третий вариант (рис. 8, в) отличается от второго тем, что движение подачи в нем осуществляется столом. Четвертый вариант (рис. 8, г) отличается от предыдущих вариантов наличием карусельного стола, на котором за установлены готовки.

Анализ вариантов. При анализе вариантов рассчитывается их производительность. Рассматривается возможность достижения всех технических требований, предъявляемых к детали. Затем составляется перечень критериев для всесторонней оценки вариантов. В качестве критериев можно взять производительность станка, его надежность (сложность, число элементов), компактность и др. С помощью критериев делается выбор рационального варианта по специальным методикам.