Функции и структура системы инструментообеспечения
Система инструментообеспечения предназначена для обслуживания всего технологического оборудования цеха заранее подготовленными инструментами, а также контроля за его правильной эксплуатацией.
Исходя из назначения системы инструментообеспечения можно сформулировать функции, которые она должна выполнять:
организация транспортирования инструментов внутри системы инструментообеспечения;
хранение инструментов и их составных элементов на складе;
настройка инструментов;
восстановление инструментов;
замена твердосплавных пластинок;
очистка инструментов;
сборка и демонтаж инструментов;
контроль перемещений и положения инструментов;
контроль состояния режущих кромок инструментов.
Все стандартные инструменты обычно изготовляют специализированные инструментальные заводы, что резко снижает их стоимость и повышает качество. Специальные инструменты и приспособления изготовляют в инструментальном цехе на самом заводе и лишь частично приобретают по кооперации.
Система инструментообеспечения цеха является составным элементом в инструментальном хозяйстве завода. В инструментальное хозяйство завода помимо нее входят: инструментальный цех; общезаводской центральный инструментальный склад (ЦИС) и центральный абразивный склад (ЦАС); общезаводские планирующие органы по обеспечению нормальной производственной деятельности завода всеми видами оснастки.
Общее руководство всем инструментальным хозяйством завода осуществляет инструментальный отдел.
При проектировании системы инструментообеспечения следует учитывать существующие способы организации замены инструментов.
3амена инструментов по отказам. При этом способе каждый отказавший инструмент заменяют по мере выхода его из строя через случайный период времени безотказной работы. Момент поломки или катастрофического износа инструмента может быть установлен рабочим, обслуживающим оборудование, либо соответствующими средствами диагностики состояния режущей кромки инструмента.
Смешанная замена заключается в том, что каждый инструмент заменяется принудительно через определенный промежуток времени Т, инструмент, вышедший из строя раньше этого периода, заменяют по отказу. При смешанной замене часть инструментов будет заменена до использования ими полного ресурса работоспособности.
Ввиду того, что в ряде случаев среднее время на замену инструмента при таком способе меньше среднего времени на замену по отказам (сокращается время на поиск отказавшего инструмента, на ожидание наладчика), а число повторных заточек и общий срок службы инструмента соответственно увеличиваются, экономическая эффективность работы станка в целом повышается. При использовании этого способа необходимо иметь счетчики циклов для каждого инструмента (или группы инструментов), настроенные на период их замены.
При смешанно-групповой замене группу инструментов, имеющих одинаковые среднюю стойкость и закон ее распределения, заменяют одновременно по мере достижения ими периода Т,независимо от времени работы каждого инструмента. Преимущество этого способа в том, что при групповой смене инструментов время на замену одного инструмента уменьшается по сравнению с индивидуальной принудительной заменой.
При выборе способа организации замены инструмента в условиях значительного рассеяния периода стойкости инструментов смешанно-групповая замена оказывается целесообразной лишь в случае, когда отказ инструмента может нанести серьезный ущерб станку или обрабатываемой заготовке. В остальных случаях используют способы замены инструмента по отказам или смешанную замену.
Номенклатуру режущего инструмента устанавливают исходя из разработанных технологических процессов изготовления изделий, а их количество определяют следующим образом.
Минимальную величину оборотного фонда режущего инструмента Нф каждого типоразмера определяют по формуле Нф = И1 + И2 + И3, где И1 — число комплектов инструмента на рабочем месте, шт.; И2—число комплектов на восстановлении и настройке, шт; И3 — страховой запас в системе инструментообеспечения, шт.
В страховом запасе наибольшее количество составляют инструменты с малой стойкостью (метчики, развертки и т. д.).
Минимальный оборотный фонд определяют по нормативам в зависимости от числа замен за смену и одновременно работающих инструментов. Для непоточного производства минимальный оборотный фонд может быть определен по табл. 7.1.
Максимальный оборотный фонд инструмента Н = Нф + НН,где НН —норма расхода инструмента за выбранный промежуток времени, шт.
Оборотный фонд вспомогательного инструмента устанавливают из расчета: два комплекта в секции обслуживания, два комплекта настроенного инструмента на каждый станок.
В поточном производстве принимают декадную норму расхода инструмента, которую определяют по “точной” программе выпуска на основании технологических процессов, разработанных для изделий всех наименований. Из общего времени технологического процесса выявляют время формообразования каждым типоразмером инструмента и определяют декадную норму расхода следующим образом: НН = Тс.ф/Тд, где Тс.ф — суммарное время формообразования данным типоразмером инструмента всех деталей за декаду, ч; Тд — действительное время службы данного типоразмера инструмента (с учетом всех возможных повторных заточек), ч.
Таблица 7.1 - Минимальный оборотный фонд инструмента
| Инструменты | Норма времени пребывания на восстановлении | Стойкость режущей кромки | Число одновременно работающих инструментов данного номенклатурного ряда на одном рабочем месте, шт | |||||
| ч | ||||||||
| Резцы; сверла; развертки; зенкеры; зенковки; метчики; фрезы концевые, пазовые | 4,0 | 1,0 | ||||||
| 1,5 | ||||||||
| 2,0 | ||||||||
| 4,0 | ||||||||
| 8,0 и более | ||||||||
| Резцы фасонные, пластинчатые; сверла ступенчатые; зенкеры сложные; развертки сборные; фрезы цилиндрические | 8,0 | 1.5 | — | |||||
| 2,0 | — | |||||||
| 4,0 | — | |||||||
| 8,0 и более | — | — | ||||||
| Блоки расточные; фрезы со вставными ножами диаметром до 300 мм; головки расточные | 12,0 | 2,0 | — | — | — | |||
| 4,0 | — | — | — | |||||
| 8,0 и более | — | — | — |
Суммарное время формообразования данным типоразмером инструмента всех деталей за декаду
где ТФi —время формообразования данным типоразмером режущего инструмента i-го наименования детали, мин; Оi — годовой объем выпуска i-го наименования детали, шт; п — число наименований деталей, шт.
Продолжительность работы в часах повторно затачиваемого инструмента определяют в следующем порядке. Делением длины рабочей части инструмента L в миллиметрах на величину допустимого стачивания l в миллиметрах рабочей части инструмента за одну повторную заточку получают возможное число повторных заточек инструмента до полного использования его рабочей части: т = L/l. Далее, умножив время Т допустимой работы инструмента без повторной заточки (т. е. принятую стойкость) на число повторных заточек инструмента до полного использования его рабочей части и прибавив к этому произведению время работы до первой заточки, получают расчетное время работы инструмента TР: ТР = Т (т + l).
При определении действительного времени Tд работы инструмента для учета случайных поломок вводят коэффициентh:
Tд = TРh.
В непоточном производстве принимают месячную норму расхода инструмента, которую определяют по нормативам (в среднем НН = 1).
Существуют также методы укрупненных расчетов. К таким методам относится метод расчета по потребной массе инструмента, при котором исходят из показателей годовой потребности в режущем инструменте на один станок или тонну заготовок по видам и группам с учетом номенклатуры, технологии производства и уровня кооперирования.
Ценностной метод отличается от расчета по потребной массе тем, что принимают показатель годовой потребности инструмента и оснастки на единицу обслуживаемого оборудования в ценностном выражении (гривнах).
При построении системы инструментообеспечения производственных участков за основу принята система централизованного обеспечения технологического оборудования комплектами заранее настроенных инструментов в соответствии с производственной программой выпуска, а также выполнение всех вышеуказанных функций системы инструментообеспечения.
Комплекты могут быть постоянными для определенного вида оборудования и включать в свой состав режущие или сборочные инструменты, набор универсально-измерительных и крепежных инструментов и разового применения. Комплекты разового применения комплектуют, собирают и настраивают на участке инструментальной подготовки. Они состоят из режущих или сборочных, измерительных и вспомогательных инструментов.
Функционирование централизованной системы обслуживания инструментом обеспечивается технологической службой производственного участка, планово-производственным бюро цеха, участком инструментальной подготовки.
Система инструментообеспечения цеха обычно состоит из участка инструментальной подготовки, включающего в себя секцию обслуживания инструментом оборудования (инструментально-раздаточную кладовую — ИРК) и секцию сборки и настройки инструмента, контрольно-проверочный пункт (КПП), отделение ремонта оснастки и централизованного восстановления инструмента. Схема организации системы инструментообеспечения приведена на рис. 7.1. Основные положения проектирования составных подразделений системы инструментообеспечения изложены ниже.