Экономическая эффективность инструментов

Понятие о стойкости и суммарной стойкости инструментов

Основным показателем безотказной работы режущего инструмента является его стойкость.

Стойкость инструмента (период его стойкости) – это суммарное время работы в минутах нового или восстановленного инструмента до постепенного отказа.

Полный период стойкости (суммарная стойкость ) – сумма периодов стойкости инструмента от начала работы новым инструментом до достижения предельного состояния. Этот показатель является важнейшим из всех эксплуатационных параметров.

Более полно вопросы стойкости рассмотрены в курсе “Резание”. При проектировании инструментов вопрос повышения стойкости должен решаться путем: а) выбора оптимального инструментального материала для заданных условий обработки; б) назначения конструктивных элементов лезвия (особенно передней поверхности) в соответствии с физико-механическими свойствами обрабатываемого и инструментального материала, качества поверхности; в) введения доводки лезвия инструмента; г) применения износостойких покрытий лезвия. Износостойкие (одно- или многослойные) покрытия позволяют повысить теплостойкость и износостойкость лезвия, снизить силы трения [6]. Увеличение стойкости приводит к снижению расхода инструмента, который рассчитывают по зависимости [6]

штук,

где П – готовая программа выпуска деталей в штуках;

Т_о – основное (машинное) время обработки одной детали данным инструментом в минутах;

Т – стойкость инструмента (мин);

n – количество переточек инструмента до достижения предельного состояния.

Для сложных дорогостоящих инструментов необходимо стремиться к снижению их расхода, в связи с чем на практике для них снижают режимы резания.

Экономическая эффективность инструментов

Экономический эффект нового инструмента может быть получен за счет повышения его работоспособности, производительности обработки, улучшения качества обрабатываемых деталей. Годовой экономический эффект от внедрения нового инструмента определяют по формуле [6]

,

где Э₁ – экономический эффект от внедрения единицы нового инструмента;

N – годовой расход нового инструмента (штук);

Показатель Э₁ рассчитывают двумя способами. Первый способ заключается в сравнении себестоимости и удельных капитальных вложений по базовому и новому вариантам. Этот способ достаточно сложен и условен, особенно при сопоставлении показателей разных предприятий.

Более простым и точным является расчет эффекта через цены базового и нового инструментов по формуле [6]

,

где Ц₁ и Ц₂ – соответственно цены базового и нового инструментов;

а – коэффициент эквивалентности нового инструмента к базовому по работоспособности на весь его срок службы;

И₁ и И₂ – затраты (издержки) потребителя при использовании им одного базового и одного нового инструмента до их полного износа без учета стоимости самих инструментов;

DЭ₁ – дополнительный эффект получаемый за счет улучшения качества обрабатываемых деталей новым инструментом. Коэффициент эквивалентности а показывает, какое число инструментов базовой конструкции эквивалентно по работоспособности одному новому инструменту при полном их износе

,

где В₁ и В₂ – число деталей (или других единиц продукции), обработанных соответственно базовым и новым инструментом

.

В этой зависимости – суммарная стойкость инструмента.

При использовании инструментов со сменными многогранниками неперетачиваемыми пластинами вместо числа переточек n используют показатель n_c, определяющий расчетное число периодов стойкости Т до полного износа режущей пластины.

,

где j_кр – коэффициент использования режущих кромок пластины, учитывающий возможные сколы и другие повреждения (j_кр = 0,7 – для ромбических и трехгранных пластин; 0,75 – для квадратных; 0,8 – для пятигранных и шестигранных, 0,85 – для круглых);

n_кр – число рабочих кромок на пластине;

n_пл –число пластин (или количество пластин для многозубого инструмента) на весь срок службы корпуса инструмента.

Издержки потребителя определяют по двум статьям: а) затраты, связанные с работой станочного оборудования, оснащенного данным инструментом; б) затраты на эксплуатацию самого инструмента.

Методика расчета этих затрат приведена в [6]. Анализ методики показывает ее сложность и трудоемкость. Поэтому на практике часто эти расчеты упрощают, вводя сравнительные коэффициенты увеличения или уменьшения затрат. Если же внедрение нового инструмента не предусматривает существенного изменения затрат И₁, то расчет коэффициента эффективности Э₁ выполняют по упрощенной формуле

.

Дополнительный экономический эффект DЭ₁ определяют по двум вариантам: а) повышение качества обработки могло быть достигнуто при базовом варианте инструмента; б) повышение качества невозможно при базовом варианте. Методики расчета DЭ₁ по одному и другому вариантам, а также пример расчета величины Э₁ для фрезы диаметром 160 мм приведены в [6].