автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.14, диссертация на тему:Исследование условий и разработка методики комплектования групп деталей приборов из листовых материалов при их обработке набором сменных штампов

Введение.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ области использования сменных штампов и автоматизированного оборудования в производстве деталей приборов из листовых материалов.

1.2. Анализ преемственности сменных штампов и автоматизм рованного оборудования как технологической системы.

1.3. Анализ методического обеспечения по комплектованию групп деталей при их обработке сменными штампами на автоматизированном оборудовании.

1.4. Цель работы и постановка основных задач исследования.

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПРВДЕЯЕНИЯ СОСТАВА ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКТОВАНИЯ ГРУПП ДЕТАЛЕЙ И НАБОРОВ СМЕННЫХ ШТАМПОВ ДЛЯ ИХ ОБРАБОТКИ.

2.1. Обоснование метода выявления состава геометрических и структурных параметров комплектования групп деталей

2.2. Выбор метода выявления существенности параметров комплектования групп деталей.

2.3. Обоснование метода определения безразмерных оценок преемственности сменных штампов при обработке деталей группы.

2.4. Обоснование метода определения унифицированного набора сменных комплектов инструмента.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАДАЧИ КОМПЛЕКТОВАНИЯ ГРУШ ДЕТАЛЕЙ

И НАБОРА СМЕННЫХ ШТАМПОВ ДЛЯ ИХ ОБРАБОТКИ.

3.1. Выявление существенных параметров комплектования груш деталей.

3.1.1. Формирование состава существенных параметров комплектования групп деталей.

3.1.2. Определение безразмерных комплектов оценки технологической преемственности сменных штампов . 98 3.2. Исследование влияния различных факторов на унификацию набора и рабочих параметров сменных комплектов инструментов

3.2.1. Исследование влияния геометрических факторов. . . на унификацию набора и рабочих параметров сменных комплектов инструментов.Ю

3.2.2. Исследование влияния технологических факторов на унификацию рабочих параметров сменных комплектов инструментов.

Выводы.

4. МЕТОДИКА КОМПЛЕКТОВАНИЯ ГРУПП ДЕТАЛЕЙ ПРИБОРОВ ИЗ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОШСТИ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРЕССОВ-АВТОМАТОВ.

4.1. Методика комплектования групп деталей приборов из листовых материалов

4.1.1. Основные положения методики комплектования групп деталей приборов из листовых материалов

4.1.2. Особенности комплектования групп деталей на прессы-автоматы.

4.1.3. Особенности комплектования групп деталей на прессы координатно-пробивные

4.2. Определение области эффективного использования прессов-автоматов

4.2.1. Определение эффективного использования прессов-автоматов с учетом увеличения производительности труда.

4.2.2. Определение эффективности использования прессов-автоматов с учетом сокращения затрат на сменные комплекты инструментов. . ^

Выводы

Результаты работы и выводы.

На ноябрьском (1982) и июньском (1983) Пленумах ЦК КПСС тмечалась необходимость кардинального повышения эффективности производства и производительности труда в промышленности на основе автоматизации и внедрения гибкой технологии, позволяющей быстро и эффективно перестраивать производство на изготовление новой продукции [2]. Особенно актуально решение поставленных задач для холодноштамповочных производств предприятий приборостроения и производства малогабаритных деталей ^ :. ■ ряда других отраслей. Актуальность определяется следующим. Детали из листовых материалов (ленты, рулоны, листы) находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе и в приборостроении. Так, например, удельный вес деталей из листовых материалов в приборах времени, фотоаппаратах, приборах теплового контроля 40-50$ от общего количества. В изделиях средств автоматизации и систем управления, радиоэлектронных и электроизмерительных приборах удельный вес деталей из листовых материалов еще выше и составляет 65-90$ [н] При этом удельный вес деталей из листовых материалов непрерывно повышается. Тенденции широкого использования деталей из листовых материалов обусловлены не только уменьшением металлоемкости, но и возможностями использования прогрессивных видов формообразования для их изготовления способом холодной листовой штамповки [14]; [22]; [(&]. Однако, наряду с повышением удельного веса деталей из листовых материалов, непрерывно уменьшаются и объемы их выпуска. Так доля деталей из листовых материалов в общей номенклатуре холодноштамповочных цехов приборостроительных предприятий с объемом выпуска от ОД до 40,0 тысяч штук составляет 60-80$ [зз];Обеспечение эффективности изготовления деталей в этих условиях способами холодной листовой штамповки в свете решений ХХУТ съезда КПСС и последующих Пленумов ЦК КПСС сопряжено с сокращением затрат на премирование и изготовление штампов и с повышением производительности труда. С целью сокращения затрат на проектирование и изготовление штампов в практике мелкосерийной штамповки широко используются сменные штампы, подразделяемые на пакетные штампы и сменные комплекты инструмента [6]; [7]; [9]; [14]; [22]; [74]; [88]. Вместе с тем, как показывает опыт, без должной организации технологической подготовки призводства парк сменных штампов непрерывно увеличивается, а коэффициент использования их снижается. Это приводит к неоправданным затратам на проектирование и изготовление малой спользуемых сменных штампов. В настоящее время парк сменных штампов на многих предприятиях приборостроения, радиоаппарато-строения колеблется от 0,2 до 17,0 тысяч единиц [16]; [36]. Следовательно, сокращение номенклатуры и повышение коэффициента использования сменных штампов является крупным резервом повышения эффективности холодноштамповочного производства в приборостроении.

Для повышения производительности труда,Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве", предусматривается широкая автоматизация технологических процессов на основе применения автоматизированных станков, машин, механизмов, унифицированных модулей оборудования, робототехнических комплексов и вычислительной техники [I]. Особенно интенсивно автоматизация технологических процессов происходит в приборостроении, в частности, в производстве деталей приборов холодной листовой штамповкой.

В настоящее время, автоматизация операций штамповки деталей приборов осуществляется с помощью трех групп оборудования: автоматизированные и роботизированные штамповочные комплексы на базе универсальных прессов; прессы-автоматы различных видов; координатно-пробивные прессы с программным управлением и обрабатывающие центры на их основе [5, 13, 40, 46, 59, 73, 79, 89]. Уже в XI пятилетке подавляющая часть автоматизированного оборудования будет сосредоточена в приборостроении [юо]. Эти виды оборудования позволяют от 2 до б раз повысить производительность труда и на операциях штамповки сменными штампами.

Однако, опыт эксплуатации прогрессивных видов оборудования холодной листовой штамповки показывает на низкий коэффициент из загрузки (0,2 - 0,6) и малый процент обрабатываемых деталей от общей номенклатуры (1,5 - 18$) [15]; [88]. Причиной низкого коэффициента загрузки является значительная доля затрат времени в действительном фонде работы оборудования на наладку при переходе к изготовлению деталей другого наименования. Следовательно, уменьшение времени наладки способствует не только увеличению коэффициента загрузки автоматизированного оборудования, но и повышению производительности труда в условиях мелкосерийного производства деталей приборов из листовых материалов. Повышению коэффициента загрузки высокопроизводительных видов автоматизированного оборудования в условиях мелкосерийного производства деталей приборов способствует метод групповой обработки, в основе которого лежит принцип технологической преемственности [4]; [66]; [67]; [68]. Опыт показывает, что благодаря этому принципу удается за счет классификации и комплектования групп искусственно увеличить суммарный объем выпуска деталей в группе до эффективных значений, обеспечивающих сниженив затрат на изготовление сменных штампов и наладку оборудования [бб]. Широкому применению метода групповой обработки в холодноштамповочном производстве предприятий приборостроения препятствует малоизученность вопроса комплектования групп деталей при их обработке сменными штампами на автоматизированном оборудовании. Так, существующее методическое обеспечение по комплектованию групп деталей приборов из листовых материалов, базирующее на раздельной конструкторской и технологической классификации путем формирования конструкторско-технологического кода детали, хотя и позволяет автоматизированное комплектование групп, но технологическая преемственность по рабочим частям сменных штампов не обеспечивается при обработке деталей групп [63]; [94]. Это объясняется тем, что состав параметров в признаках конструкторско- технологической классификации деталей не учитывает упомянутые выше особенности технологической преемственности. Отмеченные факты и определяют актуальность постановки темы и цель работы.

Цель работы - проведение теоретических и экспериментальных исследований по выявлению существенных параметров комплектования групп деталей приборов из листовых материалов при их обработке сменными штампами, определение унифицированных параметров рабочих частей сменных штампов для обработки деталей группы. Конечным результатом исследований является разработка обоснованного методического обеспечения по комплектованию групп деталей приборов из листовых материалов, обрабатываемых сменными штампами и формированию их унифицированного состава, обеспечивающего сокращение затрат на проектирование, изготовление сменных штампов и уменьшение времени наладки технологического оборудования.

Достижение этой цели позволит повысить эффективность использования сменных штампов и автоматизированного оборудования в условиях мелкосерийного производства деталей приборов из листовых материалов. Кроме того, результаты исследований могут быть использованы и при создании гибких автоматических производств холодной листовой штамповки.

В первом разделе работы анализируется область использования сменных штампов в производстве деталей приборов из листовых материалов. Приводятся результаты анализа возможности реализации преемственности технологической системы, создаваемой на базе сменных штампов и автоматизированного оборудования для обработки деталей группы. Анализируется наличие методического обеспечения по комплектованию групп деталей,с учетом технологической преемственности сменных штампов. На основе результатов анализа предложен подход к вопросу комплектования групп деталей с учетом технологической преемственности сменных штампов и сформулированы первоочередные задачи исследования.

Во втором разделе произведено обоснование методов выявления состава параметров комплектования групп деталей с учетом технологической преемственности сменных штампов и определения безразмерных комплексов оценки для реализации автоматизированного комплектования групп.

В третьем разделе приводятся результаты исследований по выявлению существенного состава параметров комплектования групп деталей и набора унифицированных сменных комплектов инструментов для комплексной штамповки элементов деталей группы. Приводятся результаты геометрического моделирования и экспериментальных исследований по обоснованию унификации сменных комплектов инструментов для последовательной обработки элементов деталей группы. Описаны результаты определения безразмерных комплексов оценки технологической преемственности сменных штампов при обработке деталей группы.

На основе проведенных исследований сформулированы основные положения методики комплектования групп деталей и определения унифицированных наборов сменных штампов.

Б четвертом разделе, описаны основные положения методики комплектования групп деталей приборов из листовых материалов при их обработке набором сменных штампов и результаты определения рациональных границ эффективного использования прессов-автоматов в мелкосерийном и серийном производстве.

Б общих положениях методики дается структурная схема выполнения этапов работ при формировании конструкторско-техноло-гического кода деталей с использованием комплекса программ САПР холодной листовой штамповки [24]; [34]. Рассмотрены особенности комплектования групп деталей при их обработке сменными штампами на различных видах автоматизированного оборудования. Приведены примеры комплектования групп деталей.

Б заключение рассмотрены возможности расширения области использования методических разработок по комплектованию групп деталей и даны рекомендации дальнейших исследований, направленных на повышение эффективности использования сменных штампов и автоматизированного оборудования в мелкосерийном и серийном производстве деталей приборов из листовых материалов.

Полученные новые научные результаты и основные положения, выносимые на защиту, заключаются в следующем:

7. Результаты работы и выводы. 4 стр.

8. Заключение. 2 стр.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Опыт применения методического обеспечения по комплектованию групп деталей из листовых материалов на предприятиях Министерства приборостроения и средств автоматизации, в приборостроительных подотраслях судостроительной и авиационной промышленности, а также на предприятиях радиоэлектронной промышленности позволяет сделать вывод о его межотраслевом характере и возможности его использования на предприятиях машиностроения.

Предложенный в работе подход к определению параметров комплектования групп детлей приборов из листовых материалов целесообразно использовать не только для технологических систем, рассмотренных в работе, но и для других систем, создаваемых на базе автоматизированного оборудования, в том числе, и на базе роботизированных технических комплексов для вторых операций штамповки.

Учитывая важность работы по технологическому обеспечению гибких автоматических производств в холодной штамповке, необходимо продолжить исследования в следующих направлениях:

- на основе предложенного подхода выявить состав параметров комплектования групп деталей с учетом преемственности элементов наладки устройств загрузки и разгрузки деталей и промежуточных заготовок; устройств для смены пакетных штампов и сменных комплектов инструмента, а также преемственности элементов транспортных средств, осуществляющих питание автоматизированных комплексов заготовки и комплектами инструмента;

- используя методику определения состава инструментов определить унифицированные наборы сменных элементов наладки вспомогательных устройств, входящих в комплект автоматизированного оборудования.

Выполнение этих исследований позволит в будущем создать автоматизированную систему классификации и комплектования групп деталей с учетом преемственности технических средств гибких автоматических производств, что в свою очередь позволит повысить эффективность их функционирования.