1.4.2. Производительность

Производительность станка определяет его способность обеспечивать обработку определенного числа деталей в единицу времени.

Штучная производительность (шт./год или шт./час) выражается числом деталей, изготовленных в единицу времени, при непрерывной безотказной работе.

(2.5)

где - годовой фонд времени; Т - полное время всего цикла изготовления детали.

При изготовлении на универсальном станке разных деталей его штучную производительность определяют по условной, так называемой представительной детали, форму и размеры которой берут усредненными по всему рассматриваемому множеству деталей. Все исходные параметры представительной детали (масса, размеры, допуски и т. д.) определяют для всей группы рассматриваемых деталей как средневзвешенные величины

где х - величина данного параметра внутри каждого интервала; -частость по интервалам изменения величины х; - общая частость (весомость) деталей рассматриваемой группы.

Для станков широкой универсальности рассматривают набор представительных деталей, каждая из которых соответствует семей­ству однотипных деталей, сходных по форме и технологии обработки. Производительность определяют по среднему значению времени цикла обработки, которое без учета потерь выражается как

, (2.6)

где t_p - время обработки резанием; t_в - время на все виды вспо­могательных операций, не совмещенных по времени с обработкой.

Если процесс обработки осуществляют непрерывно и дополни­тельное время на вспомогательные операции не затрачивается, т. е. если t_в = 0, а Т = t_р, то штучная производительность совпадает с понятием технологической производительности

, (2.7)

определяемой только по машинному времени. Штучная производительность связана с годовым выпуском деталей коэффициентом использования , учитывающим потери годового фонда времени по организационным и техническим причинам:

. (2.8)

Кроме штучной производитель­ности иногда используют для сравнительной оценки различного по характеру оборудования и разных методов обработки другие условные показатели.

Производительность формообразования измеряют площадью поверхности, обработанной на станке в единицу времени

, (2.9)

где v_p, L - скорость и полный путь перемещения инструмента по образующей линии на обрабатываемой поверхности.

Производительность резания определяют объемом материала, снятого с заготовки в единицу времени. Этот показатель применяют иногда для оценки возможностей станков для предварительной обработки или для сравнения различных технологических методов размерной обработки (табл. 1.2). В таблице приведены также данные по затратам мощности при удалении 1 см³ металла за одну минуту.

Основные пути повышения производительности станков и ста­ночных систем связаны со следующими тенденциями: увеличением технологической производительности; совмещением разных операций во времени; сокращением времени на вспомогательные движения; сокращением всех видов внецикловых потерь.

Технологическая производительность увеличивается с повышением скорости обработки и с увеличением суммарной длины режущих кромок инструмента, участвующих в процессе формообразования. Повышение скорости обработки ограничивается свойствами материала режущего инструмента. Резкое повышение скорости возможно при переходе на новые инструментальные материалы. При замене режущего инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава инструментом из порошкового твердого сплава и алмазным инструментом можно ожидать существенное повышение скорости резания и соответственно подачи. Значительное повышение производительности достигается применением эффективных смазочно-охлаждающих жидкостей. Увеличение суммарной длины режущих кромок приводит к усложнению и удорожанию режущего инструмента, что оправдывает себя, как правило, при соответствующем увеличении масштаба производства.

Таблица 1.2. Производительность размерной обработки

Вид обработки	Произво-дительность, см3/мин	Мощность, кВт	Вид обработки	Произво- дительность, см3/мин	Мощность, кВт
Точение Шлифование Электроискровая	1500 800 15	0,06 0,6 1,0	Электрохимическая Ультрозвуковая Лазерная	151 0,01	10 25 4000

Большим резервом повышения производительности является совмещение во времени различных операций, как основных, так и вспомогательных. Одновременное выполнение нескольких рабочих операций осуществляется на многопозиционных станках и автоматических линиях, используемых в крупносерийном и массовом производстве. Совмещение рабочих операций с вспомогательными всегда це­лесообразно, если это не связано с излишним усложнением и удорожанием станка. Применение непрерывных методов обработки (бесцентрового шлифования, накатки резьбы непрерывным способом, непрерывного протягивания и др.) дает возможность полностью совестить все вспомогательные операции с рабочими и обеспечить наибольшую производительность станка.

Сокращение времени на вспомогательные движения (холостые ходы) для повышения производительности станка обеспечивается совершенствованием привода и системы управления. Ограничения по скорости вспомогательных движений связаны с возникающими при этом инерционными нагрузками и их отрицательным влиянием по различным критериям работоспособности деталей и механизмов станка. Все виды внецикловых потерь сокращаются при комплексной автоматизации и совершенствовании системы управления как отдельным станком, так и всем автоматизированным производством на базе вычислительной техники.

Автоматизация смены инструмента и совмещение операций смены затупленного инструмента на станке с рабочими операциями сокра­щают потери времени на замену инструмента. Повышение надежности станков и автоматических систем снижает число отказов и общие затраты на устранение этих отказов.