Введение к работе
Актуальность темы диссертации. В Калининградской области имеется более 90% мировых запасов янтаря, однако на нее приходится лишь несколько процентов рынка изделий из янтаря. Производством станков, оборудования, установок для обработки янтаря заняты зарубежные фирмы, тогда как у нас такое оборудование создается обычно кустарными методами самими предпринимателями. Необходимо создавать отечественное недорогое оборудование, превосходящее зарубежные образцы.
Не менее остра проблема существенного сокращения доли ручного труда на операциях сверления янтаря, которая составляют в настоящее время 94...97%, что позволит снизить себестоимость продукции и повысить ее конкурентоспособность на мировом рынке.
Согласно утвержденной Правительством Калининградской области региональной целевой программы «Развитие янтарной отрасли в Калининградской области в 2006 -20 Юг» необходимо увеличить объем реализации изделий из янтаря в 5 раз. А без создания нового, прогрессивного оборудования решить такую задачу не возможно. Около 18% трудоемкости изготовления янтарных изделий приходится на процессы сверления отверстий. Сверление при обработке янтаря является как правило финишной операцией (после шлифования и полирования), следовательно от эффективности работы оборудования сверления янтаря напрямую зависит эффективность всего цикла обработки готового изделия.
Цель работы заключается в повышении эффективности оборудования сверления янтаря на основе создания прогрессивных конструкций станков -автоматов.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи исследований:
- выявить наличие, форму и силу связи конструкторско-
технологических особенностей станков-автоматов сверления янтаря с их
важнейшими технико-экономическими параметрами и на их основе создать
технико — экономическую модель автоматизированных станков сверления
янтаря, позволяющую оценивать ожидаемые стоимость нового сверлильного
оборудования, его категорию сложности ремонта, требуемую производствен
ную площадь и мощность установленного электрооборудования;
- разработать структурно-компоновочные варианты станков для свер
ления янтарных изделий на базе морфологического анализа и синтеза и соз
дать образцы нового автоматизированного оборудования;
- предложить технологические решения, приводящие к уменьшению
количества раскалываний янтарных заготовок при сверлении.
Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования, морфологического анализа и синтеза станочного оборудования, методы математической статистики, применялись стандартные и специальные измерительные приборы и экспериментальные установки.
Основные результаты работы, выносимые автором на защиту:
метод создания рациональных структурно - компоновочных схем станков для сверления янтаря;
режим нагрева заготовок, при котором количество расколовшихся заготовок при сверлении снижается до 8 раз;
технико - экономическая модель, позволяющая оценивать ожидаемые стоимость нового сверлильного оборудования, категорию сложности его ремонта, требуемую производственную площадь и мощность установленного электрооборудования.
Научная новизна.
Выявлены наличие, форма и сила связи конструкторско-технологических особенностей станков-автоматов сверления янтаря, с их важнейшими технико-экономическими параметрами и на их основе создана технико - экономическая модель автоматизированных станков сверления янтаря, позволяющая оценивать ожидаемые стоимость нового сверлильного оборудования, его категорию сложности ремонта, требуемую производственную площадь и мощность установленного электрооборудования, что позволило разработать метод создания рациональных структурно - компоновочных схем станков сверления янтаря.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
создана и внедрена в производство гамма станков - автоматов;
даны рекомендации по режиму предварительного нагрева янтарных заготовок, позволяющие снизить количество расколовшихся заготовок при сверлении, данная технология внедрена в серии автоматов;
- разработаны технологии упрочнения спиральных мелкоразмерных
сверл из быстрорежущих сталей и перовьк сверл из не инструментальных
сталей, позволяющие повысить их стойкость.
Реализация результатов работы.
Созданные на основе реализации разработанных математических моделей и предложенных технических решений семь станков-автоматов сверления янтаря внедрены в производство на МУП «Росянтарь», НПЦ «Алатырь-дизайн» и ООО «Верте». В станках-автоматах использованы результаты ис-
следований предварительного подогрева янтарных заготовок в виде системы с автоматическим поддержанием заданного интервала температуры подогрева.
Отдельные материалы научных исследований включены в методические указания по выполнению курсовых проектов и работ по дисциплинам «автоматизация производственных процессов в машиностроении» и «Роторная технология и техника», а также используются при выполнении выпускных квалификационных работ специалистов по специальности 151001.65 -Технология машиностроения и специализации «Технология и оборудование специальных процессов обработки»
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных конференциях, в частности: на международных научно - технических конференциях «ЕАЛТТЕХМАШ-98», «БАЛ-ТТЕХМАШ-2000», «БАЛТТЕХМАШ-2002», «БАЛТТЕХМАШ-2006» Калининград 1998, 2000, 2002, 2006гг соответственно; международной научно-технической конференции: Новые конкурентоспособные и прогрессивные технологии, машины и механизмы в условиях современного рынка Могилев, 2000; международной научно - технической конференции «Современные технологии, материалы, машины и оборудование» Могилев 2002; международной технической конференции «Инструмент и технологии» Санкт- Петербургский институт машиностроения 2004г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 научных работы, в том числе четыре патента РФ на изобретения, из них 8 без соавторов и 2 в ведущих рецензируемых изданиях, включенных в список ВАК, общим объемом 35,10п.л., в том числе авторских 15,75п.л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.
