Основные принципы выбора приспособлений для единичного, серийного и массового производства.

Правила выбора технологической оснаст­ки устанавливает порядок выбора систем и конструкций оснастки не только в соответствии с их эксплуатационной характеристикой и спе­цификой производства изделий, но и на основе обеспечения интенсификации ее эксплуатации.

Современное машиностроительное предприятие характеризуется различными типами производств, серийностью, габаритами и формой изделий, что обусловливает использование в рамках одного предпри­ятия различных систем приспособлений. Комплексная задача выбора систем станочных приспособлений заключается в определении оснащающих операции объемов приспособлений различных систем, которые обе­спечат в сумме максимальную экономическую эффективность как в сфе­ре подготовки производства, так и в сфере производства изделий.

Такая задача ввиду ее большой размерности может быть решена только с использованием современных информационно-поисковых систем.

Для решения поставленной задачи можно руководствоваться некоторыми понятиями и рекомендациями из области стандартизации и унификации.

Комплексная стандартизация СП — упорядоченный правилами и положениями Государственной си­стемы стандартизации процесс, обе­спечивающий оптимальный уровень технологической готовности для про­изводства изделий в результате раз­работки, комплектации и примене­ния постоянно действующего парка стандартных и унифицированных СП различных систем.

Унификация СП — часть комплекс­ной стандартизации СП, заключаю­щаяся в приведении к единообра­зию, основанному на рациональном сокращении числа, типов, основных параметров СП, их сборочных еди­ниц, деталей, конструктивных эле­ментов, марок материалов, покры­тий, норм точности и т. д.

Система СП — совокупность СП, которые создаются на основе единых правил с целью обеспечения единст­ва их выполнения и использования в определенных организационных условиях технологического процесса изготовления различных изделий резанием. Системы СП используют на основе применения правил и по­ложений ЕСТПП для достижения высокой технологической готовности промышленных предприятий к про­изводству различных изделий в со­ответствии с заданными технико-экономическими и плановыми пока­зателями.

Универсальные безналадочные приспособления (УБП) представля­ют собой неразборные СП много­кратного применения, которые эксплуатируются без доработки. Эффективны в условиях единичного мелкосерийного производства одно­типных деталей. Примерами явля­ются центры, универсальные патро­ны, стойки и т. п.

Универсальные наладочные при­способления (УНП) представляют собой разборные СП многократного применения. Компоновка УНП со­стоит из базовой части, универсаль­ной по схемам базирования и конст­руктивным формам устанавливае­мых заготовок, и сменной наладки. Данные виды приспособлений эффективны в условиях единичного и серийного многономенклатурного производства. Примерами являются универсальные наладочные тиски и т. п.

Специализированные наладочные приспособления (СНП) представля­ют собой разборные СП многократ­ного применения. Компоновка СНП состоит из базовой части, специа­лизированной по схемам базирова­ния типовых групп обрабатываемых заготовок, и сменной наладки. Данные виды приспособления эф­фективны в условиях серийного производства.

Универсальные сборные приспо­собления (УСП) представляют собой разборные СП многократного приме­нения. Компоновка УСП собирается из высокоточных стандартных уни­версальных деталей и сборочных единиц и не требует дополнитель­ной механической обработки. Эф­фективны в условиях единичного и мелкосерийного производств.

Сборно-разборные приспособления (СРП) представляют собой разбор­ные СП многократного применения. Компоновка СРП собирается из стандартных деталей и сборочных единиц с возможной их дополни­тельной обработкой. Эффективны в условиях серийного и крупносерий­ного производств изделии, находящихся в стадии непрерывного совершенствования, или изделий с перио­дом изготовления до полутора лет.

Необратимые специальные при­способления (НСП) представляют собой неразборные СП однократного применения. В конструкциях НСП применяются стандартные детали и сборочные единицы общего применения. Такие виды приспособления эффективны в условиях крупносерийного и массового производств.

В общем случае выбор конкретного вида приспособления должен сопровождаться соответствующими экономическими расчетами.

Выбор того или иного вида приспособления необхо­димо обосновывать экономической целесообразности его сборки, изготовления и эксплуатации. В расчетах на рентабельность обычно сопо­ставляют различные конструктивные варианты приспособления для выполнения одной и той же технологической операции. Если считать, что расходы на режущий инструмент, амортизацию станка и электроэнергию одинаковы, то элементы себестоимости обработки, зависящие от конструкции приспособления, для сравниваемых вариантов a и b:

 

С_a и С_b— себестоимость изготовления или сборки приспособления по варианту a и b, руб.; L_a и L_b — штучная заработная плата при использовании этих приспособлений, руб.; z — цеховые накладные расходы на заработную плату, %; q – расходы, связанные с эксплуатацией приспособлений, %; i – срок амортизации приспособления, годы; n – годовая программа выпуска деталей, шт; S_a и S_b – расходы на конструирование и отладку приспособлений по вариантам а и b, руб; n^| - число заготовок, обрабатываемых в приспособлений за период освоения выпускаемой продукции.

Расходы на конструирование и отладку относят на первые образцы нового изделия или распределяют на себестоимость изде­лия в течение определенного времени производства. Сопоставление экономической эффективности приспособлений по вариантам, а и b для установившегося периода производства, когда расходы на конструирование и отладку погашены, можно производить по выше указанным формулам, приняв S' _а = S' _b = 0.

Величину программы выпуска деталей, при которой оба сопо­ставляемых варианта в экономическом отношении равноценны находим, решая совместно уравнения (1) и (2) относительно n:

(3)

Если заданная программа больше рассчитанной по формуле (3) величины п, то выгоднее применять более сложное приспо­собление, и наоборот.

Для расчета п нужно знать величины S_a и S_b. Их точные значения можно определить на основе калькуляций после состав­ления рабочих чертежей и разработки технологических процессов изготовления приспособлений. Однако этот способ сложен и тру­доемок, задание же на конструирование приспособления должно выполняться в короткие сроки. Поэтому применяют более простые, приближенные способы определения затрат на изготовление приспособлений. Для ориентировочных расчетов можно пользо­ваться приближенной формулой

S = СК,

где S—себестоимость изготовления приспособления, руб.; К—­число деталей в приспособлении; С — постоянная, зависящая от сложности приспособления. Для простых приспособлений С = 1,5, для приспособлений средней сложности С = 3,0, и для сложных С = 4,0.

Величину i берут равной сроку, в течение которого кон­струируемое, или выбранное приспособление будет использовано для выпуска заданной продукции. Если, например, данные детали выпускаются в течение двух лет, то и i также принимается равным двум годам. Если производимая продукция стабильна и сроки прекращения ее выпуска неизвестны, то рекомендуется брать для простых приспособлений равным одному году, для приспособления средней сложности — от двух до трех лет и для сложных — от четырех до пяти лет. Величину q рекомендуется брать равной 20 %• Для определения L нужно знать штучное время на данную, опера­цию tшт, и минутную заработную плату рабочего с:

У сопоставляемых вариантов эти величины различны. При использовании более совершенного приспособления t_шт, и с снижа­ются в результате уменьшения основного и вспомогательного вре­мени, а также облегчения условий труда и упрощения выполняе­мых манипуляций

Использование приспособлений часто вызывает изменение технологического процесса в связи с ликвидацией или видоизмене­нием отдельных операций. В этом случае можно сопоставить себе­стоимость механической обработки заготовки, зависящей от оснастки, не по отдельным операциям, а по процессам:

где индексы 1 и 2 относятся к сопоставляемым вариантам про­цессов.

Если в сопоставляемых вариантах применяется различное оборудование (например, горизонтально-расточный станок заме­няется вертикально-сверлильным), то учитывая дополнительную стоимость 1 мин работы станка с_ст, получим

Рассмотрим теперь себестоимость обработки, если данная технологическая операция выполняется на переналаживаемом универсальном приспособлении, оснащенном сменной наладкой:

где S_y — стоимость универсального приспособления; S_сн — себе­стоимость изготовления сменной наладки; i_y — число лет аморти­зации универсального приспособления; i_сн— число лет амортиза­ции сменной наладки; S_сн — расходы на конструирование и отладку сменной наладки.

Приведенная формула может быть использована для сопоставления рентабельности различных вариантов переналаживаемых приспособлений пли специального и переналаживаемого приспособления.

Пример. Сопоставить экономическую целесообразность применения станочного приспособления для двух вариантов: для первого варианта L₁=0,020р, S₁=150р.; для второго варианта L₂=0,028р, S₂=100р.; z=250%; q=20%; i=2. Годовая программа выпуска изделий 10 тыс. шт.

Решение. По формуле (3) найдем величину программы, при которой экономически оправдываются оба варианта:

Так как заданная программа больше программы, рассчитанной по формуле (3), то выгоднее применять более сложное приспособление (вариант 1).

1.4. Основные конструктивные элементы приспособлений.

При всем огромном разнообразии станочных приспособлений в них всегда можно выделить детали или механизмы, выполняющие одинаковые или сходные функции, хотя конструктивно они могут значительно различаться. В связи с этим возникает понятие элемента приспособления.

Под элементом приспособления понимается одна деталь, группа деталей или механизм, предназначенные для выполнения определенной функции (для достижения определенной цели).

В станочных приспособлениях принято выделять следующие основные элементы:

базовые;

установочные;

зажимные;

установочно-зажимные (самоцентрирующиеся);

направляющие;

делительные устройства;

корпусные элементы;

силовые приводы;

элементы для базирования и закрепления приспособлений на станках;

Крепежные.

Установочными элементами (более правильно их называть элементами для базирования заготовки) приспособлений называют детали и механизмы приспособлений, обеспечивающие требуемое положение обрабатываемой заготовки в выбранной системе координат (относительно системы координат станка).