Професійна підготовка фахівця машинобудівних підприємств з дослідження продуктивності і надійності обробки деталей типу «кронштейн» на верстаті VА 500 за рахунок імітаційного моделювання

Abstract

Випускна кваліфікаційна робота присвячена дослідженню продуктивності надійності механічної обробки деталей типу «кронштейн» на вертикальному оброблювальному центрі VA-500 із застосуванням групових технологічних методів та засобів імітаційного моделювання. Метою роботи є підвищення ефективності технологічного процесу шляхом оптимізації маршруту обробки та автоматизації окремих етапів виробництва. У ході дослідження проведено аналіз конструктивних і технологічних особливостей деталей типу «кронштейн» та визначено їх типові ознаки, що дало змогу обґрунтувати доцільність використання групових технологічних процесів у дрібносерійному виробництві. На основі встановленої подібності розроблено груповий технологічний процес механічної обробки на верстаті VA-500, який забезпечує уніфікований маршрут, скорочення кількості переналагоджень та зменшення допоміжного часу. Сформовано методику проєктування групових технологічних операцій, що базується на геометричній та технологічній класифікації деталей. Розроблено керуючу програму для обробки деталі типу «кронштейн» на обробному центрі з ЧПК, яка забезпечує стабільність режимів різання та підвищену точність виготовлення. За допомогою імітаційного моделювання досліджено роботу виробничої системи та визначено вплив параметрів партійності, часу підготовки завершення та послідовності операцій на продуктивність. Моделювання дозволило виявити вузькі місця технологічного процесу та оцінити можливі шляхи його оптимізації. У межах роботи також розроблено дидактичний проєкт факультативного заняття, спрямований на формування у студентів компетентностей у сфері аналізу процесів механічної обробки, прогнозування результатів та застосування імітаційного моделювання в технологічній підготовці виробництва.

The final qualification work is devoted to the study of the productivity and reliability of mechanical processing of “bracket” type parts on the VA-500 vertical machining center using group technological methods and simulation modeling tools. The purpose of the work is to increase the efficiency of the technological process by optimizing the processing route and automating individual production stages. During the study, an analysis of the design and technological features of “bracket” type parts was conducted and their typical features were determined, which made it possible to substantiate the feasibility of using group technological processes in small-scale production. Based on the established similarity, a group technological process of mechanical processing on the VA-500 machine was developed, which provides a unified route, reduces the number of resets and reduces auxiliary time. A methodology for designing group technological operations based on geometric and technological classification of parts was formed. A control program for machining a “bracket” type part on a CNC machining center has been developed, which ensures the stability of cutting modes and increased manufacturing accuracy. Using simulation modeling, the operation of the production system was investigated and the influence of batch parameters, preparation-completion time and sequence of operations on productivity was determined. The modeling allowed us to identify bottlenecks in the technological process and evaluate possible ways to optimize it. As part of the work, a didactic project for an optional lesson was also developed, aimed at developing students' competencies in the field of analysis of machining processes, forecasting results and the use of simulation modeling in technological preparation of production.