Ko'p yillik amaliy disk raskadrovka tajribasiga asoslanib, metall asboblarni kesish tamoyillaridan boshlab, asbob materiallari, kesish parametrlari, o'chirish qirrasi, etakchi burchak, ishlov berish usuli va kompozit asbob kabi omillar bilan birgalikda oltita optimallashtirish usuli joriy etilgan. kesish xarajatlarini kamaytirish. Ishlab chiqarish samaradorligini oshirish maqsadi.
01
Muqaddima
Mamlakatimning ishlab chiqarish sanoati jadal rivojlanib borayotgani mamlakatimiz, hatto jahon miqyosida ham ulkan iqtisodiy manfaatlar yaratdi. Bozor raqobati tobora kuchayib borayotganligi sababli, xarajatlarni kamaytirish va samaradorlikni oshirish har bir korxona duch kelishi kerak bo'lgan muammolarga aylandi. Xarajatlarni samarali kamaytirish va samaradorlikni oshirish uchun ishlab chiqarish xarajatlari tarkibini tahlil qilish kerak. Ishlab chiqarish xarajatlari uch qismdan iborat: to'g'ridan-to'g'ri materiallar, to'g'ridan-to'g'ri mehnat va qo'shimcha ishlab chiqarish xarajatlari. To'g'ridan-to'g'ri materiallar ishlab chiqarish jarayonida yarim tayyor mahsulotlar yoki tayyor mahsulotlarga qayta ishlanadigan mehnat ob'ektlariga tegishli bo'lib, ularning foydalanish qiymati keyinchalik boshqa foydalanish qiymatiga aylanadi. To'g'ridan-to'g'ri mehnat deganda ishlab chiqarish jarayonida iste'mol qilinadigan inson resurslari tushuniladi, ular ish haqi, ijtimoiy xarajatlar va boshqalar bilan hisoblanishi mumkin. Ishlab chiqarish xarajatlari ishlab chiqarish jarayonida ishlatiladigan fabrikalar, mashinalar, transport vositalari va jihozlar, materiallar va yordamchi materiallar kabi ob'ektlarga tegishlidir. Ularning iste'molining bir qismi amortizatsiya hisobiga tannarxga, ikkinchi qismi esa texnik xizmat ko'rsatish, doimiy xarajatlar, mashina materiallari va yordamchi materiallar sarfi tannarxga kiritiladi. Ushbu maqola asboblarni iste'mol qilish xarajatlarini kamaytirish va ishlov berish samaradorligini oshirish uchun asboblardan foydalanishning bir nechta usullarini optimallashtiradi va shu bilan dastgoh asboblaridan foydalanish xarajatlarini tejash samarasiga erishadi.
02
Qayta ishlash samaradorligini oshirish uchun asbob materialini o'zgartiring
Tez-tez ishlatiladigan asboblar materiallariga quyidagilar kiradi: yuqori tezlikli po'lat, karbid, keramika, CBN va PCD. CBN va PCD yuqori qattiqlik, eng yuqori aşınma qarshilikka ega va ularning materiallari nisbatan mo'rt. Yuqori tezlikli po'lat eng yaxshi pishiqlikka ega, ammo uning qattiqligi juda past va aşınma qarshiligi yomon.
Yuqori tezlikli po'lat - yuqori uglerodli qotishma po'latdir. Asosiy qotishma elementlari volfram, xrom, molibden, kobalt, vanadiy va alyuminiy va boshqalar bo'lib, ko'p miqdorda karbidlarni o'z ichiga oladi. Yuqori tezlikli po'latdan yasalgan kesish asboblari yuqori qattiqlik va nisbatan past qattiqlikka ega. Afzalliklari shundaki, ular arzon, yuqori plastiklikka ega va deyarli barcha materiallarni qayta ishlay oladi. Ular erta kesish asboblarida ishlatiladigan asosiy materiallar edi. Kamchiliklari shundaki, ular operatorlarga yuqori talablarni talab qiladi va qo'l mehnatini talab qiladi. Keskinlik va yuqori tezlikda po'latdan yasalgan materiallar bardosh bera oladigan kesish tezligi juda past. Masalan, ishlov beriladigan material 45 po'latdir, qattiqligi 250 HBW, kesish tezligi 30 ~ 60 m / min, kesish samaradorligi past.
Hozirgi vaqtda eng ko'p ishlatiladigan asbob materiallari qoplangan karbiddir. Qoplangan karbid asboblarning qattiqligi va issiqlikka chidamliligi yuqori tezlikda po'latdan yasalgan asboblardan yaxshiroqdir. U yuqori kesish tezligiga bardosh bera oladi, kesish tezligi 100 dan 300 m/mingacha [1].
Misol tariqasida po'lat qismlarni tornalashning tashqi doirasini oladigan bo'lsak, agar karbidli torna asboblari yuqori tezlikda po'latdan yasalgan torna asboblarini almashtirish uchun ishlatilsa, kesish tezligi 50 m / min dan 180 m / min gacha oshirilishi mumkin va samaradorlik ko'proq oshadi. 3 marta va karbid asboblari ham yuqori kesish asboblariga ega. hayot. Almashtiriladigan pichoqli karbid torna asboblarini keskinlashtirish kerak emas, faqat pichoqni almashtirish kifoya qiladi va operator o'tkirlash qobiliyatiga ega bo'lishi shart emas.
Yuqori tezlikli po'lat va karbid kesish asboblaridan tashqari, keramika, CBN va PCD ham mavjud. Ushbu uchta material yuqori kesish tezligiga ega - 1000 m / min dan ortiq, lekin ularni qo'llash doirasi cheklangan. Seramika va CBN odatda 50HRC dan yuqori qattiqlikdagi quyma temir ish qismlarini va po'latdan ishlov berish qismlarini qayta ishlash uchun ishlatiladi. PCD odatda alyuminiy, plastmassa, yog'och va karbidni qayta ishlash uchun ishlatiladi, lekin quyma temir qismlarini qayta ishlay olmaydi [2].
Misol tariqasida alyuminiy qotishma frezalarini oladigan bo'lsak, yuqori tezlikda po'latdan yasalgan frezalashtirgichlarning kesish tezligi 120 ~ 300 m / min. HP615 materialining Mapal markali karbidli frezalash kesgichlarining tavsiya etilgan kesish tezligi 700 m/min, PCD materialidan tayyorlangan frezalashtirgichlardan foydalanish mumkin. Kesish tezligi 1500 ~ 2000 m / min.
03
Kesish parametrlarining asbobning ishlash muddati va ishlab chiqarish samaradorligiga ta'siri
Ishlov berish samaradorligini va asbobning ishlash muddatini yaxshilash uchun kesish parametrlarining oqilona ekanligini aniqlash va har bir kesish parametrining asbobning ishlash muddati va samaradorligiga ta'sirini tahlil qilish kerak. Kesish parametrlari kesish tezligi (chiziqli tezlik), besleme tezligi va orqaga kesish miqdorini o'z ichiga oladi, shuningdek, uchta kesish elementi sifatida ham tanilgan.
3.1 Kesish tezligi vc
Kesish tezligi vc va mil tezligi o'rtasidagi bog'liqlik vc=pDn/1000, bu erda D - asbob/tayyorlikning samarali diametri (birlik: mm), n - dastgoh tezligi (birlik: r/min). ). Kesish tezligi juda yuqori bo'lsa, yon tomonlarning aşınması ortadi va ishlov beriladigan qismning sirt sifati yomonlashadi. Kesish tezligi juda yuqori bo'lsa, qo'shimcha ham plastik deformatsiyaga uchraydi. Kesish tezligining asbobning ishlash muddatiga ta'sir egri chizig'i 1-rasmda ko'rsatilgan.
rasm
1-rasm Kesish tezligining asbobning ishlash muddatiga ta'siri
3.2 Oziqlantirish tezligi vf
O'tkazish tezligining hisoblash formulasi vf=fZZnn, fZ - asbobning o'tkazuvchanligi (birlik mm/z), Zn - samarali kesish qirralari soni (birlik birlik), n - dastgoh tezligi (birlik). r/min). Besleme tezligi juda yuqori bo'lsa, chiplar nazoratsiz bo'ladi va ishlov berilgan sirt sifati yomonlashadi. Kesish kuchi yuqori va chiplar asbobga yoki ishlov berilgan yuzaga ta'sir qiladi. Besleme tezligining asbobning ishlash muddatiga ta'sir egri chizig'i 2-rasmda ko'rsatilgan.
rasm
2-rasm. Besleme tezligining asbobning ishlash muddatiga ta'siri
3.3 Orqa pichoq apning miqdori
Orqa kesish miqdori kesilmagan sirt va kesilgan sirt o'rtasidagi farqni bildiradi. Orqa kesish miqdorining asbobning ishlash muddatiga ta'sir egri chizig'i 3-rasmda ko'rsatilgan.
rasm
3-rasm Orqa kesish miqdorining asbobning ishlash muddatiga ta'sir egri chizig'i
Uchta kesish omili orasida kesish tezligi, besleme tezligi va orqaga tortish miqdori asbobning ishlash muddatiga ta'sir qiladi. Orqa kesish miqdorining ta'siri eng kichik, besleme tezligi orqa kesish miqdoridan ko'proq ta'sir qiladi va kesish tezligi pichoqning ishlash muddatiga eng katta ta'sir ko'rsatadi.
Asbobning eng yuqori ishlash muddatini olish uchun optimallashtirish parametrlarining yo'nalishi quyidagilardan iborat: asboblar o'tish sonini kamaytirish uchun orqa ulanishni maksimal darajada oshirish; kesish vaqtini qisqartirish uchun besleme tezligini maksimal darajada oshirish; eng yaxshi asbob ishlash muddatini olish uchun kesish tezligini kamaytiring.
Qo'pol ishlov berish samaradorligini oshirish uchun siz orqa kesish miqdorini optimallashtirishdan boshlashingiz mumkin. Agar asbob yo'llari ko'p bo'lsa, orqaga kesish miqdorini oshiring va asbob yo'lini kamaytiring yoki orqa kesish miqdorini oshiring, kesish tezligini kamaytiring va asbobning ishlash muddatini yaxshilang. , besleme tezligini oshirish va qayta ishlash samaradorligini ta'minlash.
3.4 Qo'llash misollari
Avtomobil qismlarini qayta ishlash zavodi tomonidan ishlab chiqarilgan gardish 4-rasmda ko'rsatilgan. Mavjud ishlov berish yechimi samarasiz va asbobning ishlash muddati va ishlab chiqarish samaradorligini oshirish uchun turli kesish parametrlarini optimallashtirish kerak.
rasm
4-rasm Gardish
Qayta kesish miqdorini oshirish, asboblar yo'llarini qisqartirish va kesish tezligini kamaytirish orqali ishlov berish rejasini optimallashtiring. Optimallashtirishdan oldin asboblar yo'llari juda ko'p va tartibsiz edi, lekin optimallashdan so'ng, 5 va 6-rasmlarda ko'rsatilganidek, asboblar yo'llari aniq edi. Optimallashtirishdan oldin va keyin parametrlar 1-jadvalda ko'rsatilgan. Optimallashtirishdan so'ng asbobning ishlash muddati oshirildi. 15 qismdan 31 qismgacha.
rasm
5-rasm Old asboblar yo'lini optimallashtirish
rasm
6-rasm Optimallashtirilgan asboblar yo'li
1-jadval Optimallashtirishdan oldin va keyin parametrlar
rasm
Pichoqning kesish ish faoliyatini o'lchaydigan omil - bu kesish tezligi. CNC tizimi mil tezligini o'qiydi. Ko'pgina dasturchilar dasturlarni loyihalashda faqat tezlikni hisobga oladilar va diametr omiliga e'tibor bermaydilar. Biroq, haqiqiy ishlov berishda diametr omili ham ko'proq ta'sir qiladi. Misol tariqasida burilishni oladigan bo'lsak, ishlov beriladigan qismning diametri D 50 mm va dastgoh tezligi n 1000 r/min bo'lsa, chiziqli tezlik vc=157m/min. Ish qismining diametri D 100 mm va dastgoh tezligi n 1000 r/min bo'lsa, chiziqli tezlik vc=314m/min.
Asbob namunasiga ko'ra, 314 m / min kesish tezligi juda yuqori, karbid pichog'i bardosh bera oladigan chegaraga yaqin. Yuqori kesish tezligi asbobning aşınma jarayonini tezlashtirishi va asbobning xizmat qilish muddatini qisqartirishi mumkin.
Bundan ko'rinib turibdiki, bir xil dastgoh tezligi, turli xil ish qismlari diametrlari va asboblarni kesish tezligi uchun asbobning ishlash muddati juda past bo'lganda, siz kesish tezligining juda yuqori bo'lishidan kelib chiqqanligini tekshirishingiz mumkin.
04
O'chirish qirrasining kesish samaradorligiga ta'siri
O'chirish pichog'i turli radiusli 3 dan 9 gacha yoylardan tashkil topgan uch burchagiga ega va yoy radiusi 900 mm dan oshishi mumkin. Asbob uchi filetosi, ozuqa miqdori va sirt sifati o'rtasidagi bog'liqlik
Rmax＝fn²/8r(1)
Rmax (qirrasini tozalash)=Rmax/² (2)
Formulada fn - ozuqa miqdori (mm / r); r - asbob uchi filetosining radiusi (mm); Rmax - kesish sirtining cho'qqisi va chuqurligi orasidagi balandlik farqi (mm).
Bu usul burilish yoki zerikarli tugatish uchun javob beradi. O'chirish vositasining o'zi tez oziqlantirish funksiyasiga ega emas. Biroq, oldingi formulaga ko'ra, o'chirish moslamasining xarakteristikalari quyidagilardan iborat deb xulosa qilish mumkin: ishlov berish parametrlari bir xil bo'lganda, tozalash vositasining sirt sifatini 1 barobar oshirish mumkin; sirt sifati bir xil bo'lganda, o'chirish moslamasining besleme tezligi 1 marta oshirilishi mumkin. .
Bir xil sirt sifati kerak bo'lganda, tozalash vositalaridan foydalanganda yuqori besleme tezligidan foydalanish mumkin.
Samaradorlikni oshirish misoli sifatida chiqish qobig'ining oxirgi yuzini qayta ishlashni oladigan bo'lsak, ishlov beriladigan qism materiali QT500 va sirt pürüzlülüğü qiymati Ra 1,6 mkm dan kam yoki unga teng talab qilinadi. Tsikl vaqtini yaxshilash uchun o'chirish pichog'i ishlatilgan. Xuddi shu sirt pürüzlülüğü talablariga javob berish uchun besleme tezligi 0,36 mm / r dan 0,5 mm / r gacha oshirildi. O'lchangan sirt pürüzlülüğü Ra =1.33 mkm va pichoqning ishlash muddati bir xil edi. Oddiy burilish qo'shimchalari va o'chirgich qo'shimchalari yordamida turli xil ishlov berish parametrlari 2-jadvalda ko'rsatilgan. Optimallashtirishdan keyin chiqish qobig'ining oxirgi yuzi 7-rasmda ko'rsatilgan.
2-jadval Oddiy burilish qo'shimchalari va o'chirish moslamalarining turli xil ishlov berish parametrlari
rasm
rasm
7-rasm Optimallashtirilgan chiqish qobig'ining oxirgi yuzi
05
Asosiy burilish burchagining kesish samaradorligiga ta'siri
Tish boshiga oziqlantirish, oziqlantirish tezligi tushunchasining oldingi qisqacha kirish qismida aytib o'tilgan. Asbob namunalarining ba'zi markalari tish boshiga oziqlantirish o'rniga kesish parametri sifatida maksimal chip qalinligi olti burchakni tavsiya qiladi. Chunki ozuqa miqdorini belgilaydigan narsa maksimal chip qalinligi hex va asbobning etakchi burchagi Kr. Konvertatsiya formulasi hex=fzsinKr.
Asosiy burilish burchagi 90 gradus fz=hex bo'lsa, asbobning maksimal chip qalinligi tish boshiga besleme bilan bir xil bo'ladi. Asosiy burilish burchagi pasayganda, besleme tezligini oshirish mumkin.
Misol sifatida kvadrat yelkali frezani oladigan bo'lsak (8-rasmga qarang) 90 gradusli kvadrat yelkali frezaning ZN tishlari soni 5 nay, n=1000r/min, olti burchakli=0,2 mm. , fz=0,2mm/z, dastgohning uzatish tezligi vf =0,2×5×1000=1000 (mm/min).
rasm
a) Kvadrat yelkali frezaning tuzilishi sxemasi
rasm
b) fizik jismlar
Shakl 8 90 daraja kvadrat yelkali freza
45 graduslik burchakli burchakli frezalash mashinasi (9-rasmga qarang) ZN 5 ta nayga ega, n=1000r/min, olti burchakli=0.2mm, fz=hex /sin45 daraja {{8} },282 mm/z, keyin dastgohning besleme tezligi vf=0,282× 5×1000=1410 (mm/min).
rasm
a) Yuzli frezerning struktura diagrammasi
rasm
b) fizik jismlar
Shakl 9 45 daraja kvadrat yelkali freza
10 graduslik yetakchi burchakli yuzli frezalash mashinasi (10-rasmga qarang) ZN ning 5 qirrasi bor, n=1000r/min, olti burchakli=0.2mm, fz= olti burchakli/sin10 daraja {{8} },156mm/z, keyin dastgohning uzatish tezligi vf=1,156× 5×1000=5780 (mm/min).
rasm
a) signal
rasm
b) fizik jismlar
Shakl 10 10 daraja kvadrat yelkali freza
Xulosa qilish uchun, bir xil turdagi pichoqning bir xil aylanish tezligida, asosiy burilish burchagi qanchalik kichik bo'lsa, foydalanish mumkin bo'lgan besleme tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Shunisi e'tiborga loyiqki, 90 graduslik kvadrat elkali frezalash mashinasi asosan radial kuchga ega va eksenel kuch nolga yaqinlashadi. Asosiy burilish burchagi pasayganda, 10 graduslik asosiy burilish burchagi frezasini misol sifatida olib, u asosan eksenel kuchga ega. Radial kuch juda kichik. Asosiy burilish burchagi qanchalik kichik bo'lsa, tebranish tendentsiyasi qanchalik katta bo'lsa va iste'mol qilinadigan quvvat shunchalik yuqori bo'ladi.
06
Qayta ishlash usullarining kesish samaradorligiga ta'siri
Kesuvchi asboblar yo'li ham ishlov berish samaradorligiga katta ta'sir ko'rsatadi. Misol uchun, yaqinda mashhur bo'lgan dinamik frezalash usuli - bu katta orqa kesish hajmi va kichik kesish kengligi bilan samarali trokoidal frezalash usuli. An'anaviy trokoidal frezalashdan farqi shundaki, dinamik frezalash jarayoni doimiy chip qalinligi olti burchakka qat'iy rioya qiladi. Yuqori metallni olib tashlash tezligiga ega. Dinamik frezalash asbobni kesish paytida doimiy kesish kuchini ta'minlay olganligi sababli, ishlov berish tezligi tez va barqaror.
Qayta ishlash usullarining kesish samaradorligiga ta'sirini ko'rsatish uchun misol sifatida vana tanasining tashqi konturini frezalash. Ish qismi zanglamaydigan po'latdan yasalgan. Qiyinchilik shundaki, asbob uzunligi-diametri nisbati diametrdan 4 barobarga etadi, bu esa ishlov berish jarayonida tebranishlarni keltirib chiqaradi. Dastlabki rejada almashtiriladigan to'rtburchak yelkali frezalash moslamalari ishlatilgan, bu esa katta nisbat tufayli katta kesish tebranishiga olib keldi. Oddiy ishlov berish imkonsiz. Karbidli so'nggi tegirmonlar, katta orqa kesish quvvati, kichik kesish kengligi va dinamik frezalash usulidan foydalanish uchun optimallashtirilgan. Dinamik frezalash asboblari yo'li simulyatsiyasi 11-rasmda va taqqoslash parametrlari 3-jadvalda ko'rsatilgan.
rasm
11-rasm Dinamik frezalash asboblari yo'lini simulyatsiya qilish
3-jadval Parametrlarni taqqoslash
rasm
07
Kompozit asboblar yordamida ishlov berish samaradorligini oshiring
Yuqori hajmli mahsulotlar uchun, odatda, ishlab chiqarish samaradorligini oshirish uchun kompozit asboblar qo'llaniladi, masalan, chamferli matkaplar, kompozit burg'ulash asboblari (12-rasmga qarang) va boshqalar.
rasm
12-rasm Murakkab burg'ulash asbobi
Kompozit asboblar bir nechta ish bosqichlarini qayta ishlash uchun bitta vositadan foydalanadi, bu esa ishlov berish samaradorligini oshiradi va bir nechta asboblarni almashtirish vaqtini tejaydi. Kompozit kesish asboblari ham juda ko'p kamchiliklarga ega. Eng katta kamchilik shundaki, ular universal emas. Kesish asboblari faqat ma'lum bir ish qismi uchun mo'ljallangan va uni boshqa ish qismlari bilan universal ishlatish mumkin emas [3].
08
Xulosa
Ushbu maqola ishlab chiqarish samaradorligini oshirish va xarajatlarni kamaytirish bo'yicha ko'rsatmalar berishi mumkin bo'lgan kesish asboblarini optimallashtirishning oltita usulini taqdim etadi. Asbobni optimallashtirish usuli moslashuvchan bo'lishi kerak va amaliy asosda bajarilishi kerak. Optimallashtirishdan oldin, darboğaz jarayonini tahlil qilish, asbobni maqsadli tarzda optimallashtirish va muayyan ishlab chiqarish sharoitlariga muvofiq muammoni hal qilish uchun asosiy fikrlarni tushunish kerak.
