Reklama
detektor metalu
A A A

Wybór obrabiarki

Wybór obrabiarki, zwłaszcza dla technologów nie mających dużej wpra­wy, jest zadaniem trudnym, ze względu na konieczność uwzględnienia całego szeregu czynników, o których będzie mowa dalej. Istnieje jednak szereg pomocy ułatwiających właściwe rozwiązanie tego zagadnienia. Do pomocy tych należy zaliczyć przede wszystkim katalogi i karty maszy­nowe. W katalogach znajduje się krótki opis działania obrabiarki i ogólne dane charakterystyczne, jak moc, wymiary itd. W kartach maszynowych zamie­ szczone są dokładne dane ogólne (dokładna nazwa maszyny, wytwórnia, typ, rok budowy itp.), wielkości charakterystyczne obrabiarki, dokładna charakterystyka silnika i rodzaj napędu od silnika do części ruchomych obrabiarki, posuwy, liczby obrotów wrzecion itd. Technolog najczęściej posługuje się katalogami przy opracowywaniu procesu technologicznego dla nowoprojektowanego zakładu, natomiast kartami maszynowymi podczas pracy w istniejących już zakładach. Zasadniczymi czynnikami wpływającymi na wybór obrabiarek są: rodzaj obróbki, charakterystyczne wymiary obrabiarki, charakterystyka kinema­tyczna obrabiarki i jej moc, wielkość produkcji i wymagama dokładność obróbki. W zasadzie rodzaj obróbki (toczenie, frezowanie, wiercenie itd.) określa bezpośrednio rodzaj obrabiarki (tokarka, frezarka, wiertarka itd.). Dalsze czynniki wymagają już głębszej analizy. Charakterystyczne wymiary obrabiarki powinny odpowiadać wymiarom zewnętrznym i kształtom po­wierzchni obrabianych danego przedmiotu lub wymiarom przyrządu, w którym jest on zamocowany. Przy wyborze tokarek należy uwzględnić przede wszystkim wznios i rozstawienie kłów, przy wyborze frezarek — powierzchnię roboczą stołu, przy wyborze tokarek rewolwerowych — średnicę przelotu wrzeciona itd. Wymiary przedmiotu mogą wpływać też na rodzaj obrabiarki. Na przykład toczenie przedmiotów o dużej średnicy i małej długości powinno się wykonywać na tokarkach tarczowych lub karuzelowych, a nie na zwykłych tokarkach pociągowych. Wiercenie otworów w dużych przedmiotach należy przeprowadzać na wiertarkach promieniowych, a nie wiertarkach stojakowych itd. Charakterystyka kinematyczna (wielkość posuwów, prędkości obrotowe wrzecion), sztywność i moc obrabiarki określają jej przydatność do obróbki danego przedmiotu przy założonych warunkach skrawania, materiale i kon­strukcji narzędzia. Wybrana obrabiarka powinna być dostatecznie szybko­bieżna i sztywna, aby nie zachodziła konieczność zmniejszania szybkości skrawania, co jest szczególnie ważne dla operacji dokładnych. Wybrana obrabiarka powinna posiadać dostateczną moc i sztywność, aby nie trzeba było zmniejszać przekroju warstwy skrawanej, co jest szczególnie ważne przy obróbce zgrubnej itd. Wielkość produkcji określająca jednocześnie rodzaj produkcji w stopniu istotnym wpływa na wybór obrabiarki. Liczba danych elementów obra­bianych w jednostce czasu, zwana natężeniem produkcji, daje od razu wy­raźną wskazówkę wyboru obrabiarki dla rozpatrywanej operacji. Na przy­kład, jeżeli z projektowanego procesu technologicznego wynika natężenie produkcji przy toczeniu tłoków średnich wymiarów równe 30 szt/ godz, to należy wybierać obrabiarki wielonożowe odpowiednio wyposażone do ta­kiej operacji, gdyż wydajność ich wynosi przeciętnie 20-1-40 sztuk na godzinę. Przy natężeniu produkcji 250 sztuk tłoków na godzinę zamiast obrabiarek wielonożowych należy zastosować wysokowydajne półautomaty wielowrzecionowe, których wydajność waha się zwykle w granicach od 100 do 150 sztuk na godzinę. Przy zbyt małej wydajności obrabiarki daną operację trzeba wykonywać na kilku obrabiarkach jednocześnie, w związku z czym rośnie liczba po­trzebnych przyrządów, uchwytów, narzędzi i robotników, obrabiarki zaj­mują dużą powierzchnię, komplikuje się międzyoperacyjny transport przedmiotów itd. Z drugiej strony obrabiarka o nadmiernej wydajności nie będzie właściwie wykorzystana. Zastosowanie wysokowydajnych obrabia­rek powinno być dostatecznie uzasadnione. W pewnych przypadkach wy­maganą wydajność można osiągnąć bardziej ekonomicznie — przez zasto­sowanie odpowiedniego przyrządu specjalnego. W produkcji seryjnej, kiedy na jednej obrabiarce wykonuje się z reguły kilka różnych operacji, wybrana obrabiarka powinna odpowiadać wyma­ganiom technologicznym kilku lub nawet kilkunastu rodzajów operacji wyznaczonych dla niej. W przypadku tym stosuje się najczęściej obrabiarki ogólnego przeznaczenia; inne odmiany używane są rzadko. W produkcji wielkoseryjnej, a szczególnie masowej, każda obrabiarka przewidziana jest do jednej operacji i w związku z, tym jej wybór uza­leżniony jest od wymagań technologicznych i powinien zapewniać otrzy­manie potrzebnej wydajności przy jak najmniejszym koszcie obróbki. Przy projektowaniu produkcji wielkoseryjnej i masowej wybiera się obrabiarki wysokowydajne, specjalizowane, zespołowe lub specjalne w zależności od natężenia produkcji i pracochłonności danej operacji. Wymagana dokładność obróbki odgrywa szczególnie dużą rolę przy wy­borze obrabiarki do operacji wygładzających i wykańczających. W tym przypadku trzeba uwzględnić ekonomiczną dokładność obróbki osiąganą na obrabiarce danego typu (patrz rozdział pierwszy). Należy jednak zwró­cić uwagę, że w tablicach określających ekonomiczną dokładność obróbki podane są wartości średnie, toteż niejednokrotnie można osiągnąć większą dokładność. Aby mieć całkowitą pewność co do dokładności obróbki na danej obrabiarce, należy przeanalizować charakterystykę obrabiarki po­daną w katalogu lub w karcie maszynowej. Należy również uwzględnić zależność ekonomicznej dokładności od materiału obrabianego przedmiotu. Na przykład przy toczeniu stopów lekkich łatwo osiąga się taką samą dokładność, jaką przy obróbce stali osiąga się zwykle w sposób ekono­miczny przy szlifowaniu. Dalszymi czynnikami, jakie uwzględnia się przy wyborze obrabiarki, są: łatwość obsługi oraz koszt nabycia i użytkowania. Prostsza obsługa umo­żliwia zatrudnienie pracowników o niższych kwalifikacjach, tj. robotników przyuczonych. Jeżeli do danej operacji mogą być z równym powodzeniem zastosowanie obrabiarki różnych typów, koszt staje się przy wyborze czyn­nikiem decydującym. Oczywiście, jeśli kilka obrabiarek spełnia wszystkie stawiane warunki jednakowo dobrze, należy wybierać obrabiarkę naj­tańszą. Również i w innych przypadkach koszt obrabiarki może odegrać decydującą rolę przy jej wyborze. Jeżeli, na przykład, koszt obrabiarki wysokowydajnej jest bardzo duży, a jej konstrukcja i obsługa bardzo skomplikowana, a jednocześnie obrabiarka ta może być zastąpiona dwiema jednakowymi, znacznie prostszymi i tańszymi oraz łatwo obsługiwanymi przez jednego pracownika, to drugie rozwiązanie będzie właściwsze, tym bardziej że łatwiej jest wtedy zapewnić ciągłość produkcji. Przy wyborze obrabiarek do produkcji wielkoseryjnej i masowej wystę­pują dodatkowe czynniki: 1)możliwość koncentracji operacji, która pozwala na obrabianie kilku płaszczyzn przedmiotu w jednym ustawieniu, lecz w różnych pozycjach; stopień automatyzacji obrabiarki, zależnie od wymaganej ciągłości obróbki, mechanizacji transportu lub automatyzacji; 3) liczba obrabiarek przypadająca na daną operację. Ten ostatni czynnik omówimy nieco dokładniej, tym bardziej że stanowi on jedno z podstawowych kryteriów oceny prawidłowości doboru obra­biarki, a częściowo i metody obróbki przedmiotu. Poza przypadkami wy­jątkowo dużej skali produkcji lub szczególnie pracochłonnych operacji, zbyt duża liczba obrabiarek do jednej operacji wskazuje na niewłaściwy wybór obrabiarek lub niekiedy nawet metody obróbki. Teoretycznie potrzebna liczba obrabiarek Z' równa jest ilorazowi łącz­nego czasu pracy obrabiarek w ciągu roku — tj. iloczynowi rocznej wiel­kości produkcji (programu rocznego) IV i jednostkowego (całkowitego) cza­su danej operacji tt — przez rzeczywisty fundusz czasu pracy danej obra­biarki T: Uwzględniając, że takt produkcji otrzymany ostatecznie tj. teoretycznie potrzebna liczba obrabiarek do danej operacji równa jest ilorazowi jednostkowego czasu danej operacji przez takt produkcji danego przedmiotu. Wielkość Z' obliczona z podanego wzoru wyraża się zwykle liczbą ułam­kową. Rzeczywistą liczbę obrabiarek Z otrzymuje się przez zaokrąglenie otrzymanej wielkości do najbliższej liczby całkowitej. Drugim kryterium oceny właściwego doboru obrabiarki jest współczyn­nik obciążenia obrabiarki Szczególnie ważne znaczenie ma współczynnik obciążenia obrabiarki przy produkcji wielkoseryjnej i masowej, ponieważ z zasady na każdej obrabiarce wykonuje się stale tę samą operację. Ze względu na specjali­zację obrabiarek często trudno jest zwiększyć ich obciążenie do właściwej wielkości. Osiągnięcie w tym przypadku ł] ^ 0,8 wskazuje na właściwe wykorzystanie obrabiarki. Niekiedy konieczne jest zrezygnowanie z dosta­tecznego obciążenia, jeżeli wymagania technologiczne uniemożliwiają wy­bór innej obrabiarki (np. toczenie czopów wałów korbowych). Przy produkcji małoseryjnej uzyskanie właściwego obciążenia obrabia­rek jest na ogół łatwiejsze, gdyż zakres ich zastosowania jest znacznie większy. Określenie współczynnika t) odbywa się w tym przypadku na podstawie wyników opracowań wszystkich procesów realizowanych w da­nym dziale mechanicznym. Na podstawie podanych uwag można ustalić zasadę, że nie należy uwa­żać opracowania procesu obróbki za ostatecznie ukończone, dopóki nie uzyska się dla danej operacji dostatecznie małej liczby obrabiarek (najle­piej jedna lub dwie) oraz dla danej obrabiarki — dostatecznie wysokiego współczynnika obciążenia, biorąc jednocześnie pod uwagę stopień wyko­rzystania jej możliwości produkcyjnych (wykorzystania mocy, liczby wrze­cion i suportów itd.).