Санкт-Петербургский институт машиностроения

Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»

Учебное пособие

по курсу «Металлорежущие станки»

Раздел – Основные понятия в металлорежущих станках

Санкт-Петербург, 2002

Учебное пособие по курсу «Металлорежущие станки» Раздел – Основные понятия в металлорежущих станках - для студентов специальности «Металлообрабатывающие станки и комплексы»

Учебное пособие составленo в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта (ГОС 2000) высшего профессионального образования по специальности «Металлообрабатывающие станки и комплексы

Составители: к.т.н., доц. Оленичев В. П.

Учебное пособие утвержденo на заседании кафедры

Рецензент:

П 21 (03)

Подписано в печать 20.10.2009 Формат 60х90 1/16

Бумага тип № 3 Усл. печ. л. 3,375

Уч.-изд. л . 3,375 Заказ 35

Издание Санкт-Петербургского института машиностроения

195197, Полюстровский пр., 14

ОП ПИМаш

1. Металлорежущий станок, основные понятия и показатели.

Металлорежущий станок (МРС) – машина-орудие для размерной обработки заготовок путем снятия припуска. Снятие припуска осуществляется резанием лезвийным или абразивным инструментом, электрофизическими или электрохимическими методами, поверхностным пластическим деформированием. Для обеспечения процесса обработки в станке создаются необходимые относительные перемещения инструмента и заготовки, которые определяются видом обрабатываемых поверхностей и в зависимости от которых в станок устанавливаются соответствующие механизмы.

В связи с большим количеством моделей станков и видов обработки при выборе конкретного станка для осуществления заданной технологической операции необходимо сравнение станков по основным показателям.

Достоинства МРС оцениваются системой показателей:

I. Технических:

-Производительность – количество изделий, отвечающих предъявляемым требованиям, в единицу времени. Этот показатель оценивается в зависимости от специализации МРС:

а) при проектировании определяется абсолютная производительность – мощность, приходящаяся на одного обслуживающего станок рабочего N = N_P + N_B , где N_P – мощность резания, N_B – мощность, затрачиваемая на вспомогательные операции.

б) производительность резания – площадь или количество металла (кг, см², см³), удаляемого в единицу времени. Этот показатель используется для сравнения станков общего назначения.

в) для специальных и специализированных МРС – штучная производительность – количество деталей в единицу времени.

- Точность – способность обеспечивать заданную точность обработки.

-Степень автоматизации – отношение времени автоматической работы к общему времени цикла обработки.

-Технологичность – трудоемкость изготовления МРС. Ориентировочно она определяется количеством оригинальных и стандартизованных деталей.

-Размеры обрабатываемой заготовки или рабочей зоны.

- Значения рабочих и вспомогательных движений.

- Габариты и масса.

-Гибкость – способность станка к переналадке для изготовления другой детали при минимуме затрат. Косвенной оценкой гибкости служит отношение подготовительно-заключительного времени к штучно-калькуляционному.

-Надежность – свойство выполнять нужные функции при сохранении

требуемых эксплуатационных показателей в течение заданного периода времени. Комплексным показателем надежности является коэффициент технического использования станка, определяемый отношением времени работы станка к времени его использования (для станков с ЧПУ он должен быть не менее 0,73).

-Ремонтопригодность – приспособленность к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей путем техобслуживания и ремонта.

II. Экономических:

-Стоимость МРС.

-Себестоимость машино-часа С_М-Ч =А_О+Р+Э+М_В+А_З+Р_М , где А_О – амортизационные отчисления на оборудование; Р – затраты на обслуживание и ремонт; Э – затраты на энергию; М_В – затраты на вспомогательные материалы; А_З – амортизация здания; Р_М – затраты на инструмент или стоимость материалов, используемых в технологическом процессе.

-Себестоимость единицы продукции С_П= З_Р+М_О+Р_О , где З_Р – зарплата рабочих; М_О – затраты на заготовку; Р_О – расходы на эксплуатацию оборудования, непосредственно участвующие в изготовлении детали.

-Экономичность эксплуатации – стоимость потребляемых материалов, сырья, энергии, вспомогательных устройств, необходимых для нормальной эксплуатации МРС

III. Эргономические:

- Антропометрические, учитывающие рост и массу человека, размеры органов его тела, участвующих в обслуживании станка. Они влияют на компоновку МРС, параметры его рабочей зоны, расположение органов управления.

- Биомеханические, определяемые характером движений человека при работе (минимальная и максимальная протяженность, плавность, усилия).

-Физиолого-гигиенические, обусловленные зрением, слухом, осязанием человека.

- Инженерно-психологические, способствующие наилучшему использованию в системе «человек-машина» сильных сторон человеческого организма (высокая чувствительность к изменениям температуры, световых и звуковых сигналов, быстрота реакции на изменение условий труда) и компенсации машиной его слабых сторон (быстрая утомляемость при монотонной работе, неспособность к быстрому счету и обработке большой информации и т.п.).

IV. Эстетические:

-Соответствие формы назначению МРС и зависимость ее от окружающей среды и конкретных условий производства. Это обязывает, чтобы потребитель

досконально знал особенности МРС и анализировал все его технические, экономические и эксплуатационные характеристики. К ним относятся: внешний вид, масса станка, удобство и простота эксплуатации, обслуживания и ремонта, надежность основных узлов и станка в целом, долговечность и т.п.

-Композиционное единство, конструктивная целесообразность и гармоничность МРС, его выраженная законченность, тяжеловесность и легкость, мощность, динамичность и быстроходность, четкое отделение главного от второстепенного, явно выраженная связь с назначением станка.

Технические и экономические показатели можно связать на основе теории о производительность труда, сформулированной в 1933г проф. Г.А Шаумяном, модель которой изображена в табл.1.

Таблица 1

Связь технических и экономических показателей

t po		T		ε		α1 α2		λ
txx				φ
q				σ				E
tn		Σtn		δ
n y				N				Cn
Первичные параметры				Определяющие параметры		Константы		Экономические показатели

Первичные параметры: технология, конструкция и компоновка, уровень эксплуатации, режимы и время обработки (t_po), время холостых ходов (t_xx), внецикловые потери времени (t_n), число рабочих позиций (q), число участков (n_y). Они определяют длительность рабочего цикла (T) и суммарные внецикловые потери (Σt_n) как характеристику работоспособности.

Определяющие вариационные параметры: экономические параметры сравниваемых вариантов по производительности (φ), стоимости (σ), числу рабочих (ε), удельным эксплуатационным затратам (δ), сроку службы (N).

Постоянные параметры: норма амортизационных отчислений (α₁), ремонтные затраты (α₂) и т.п.

Показатели экономической эффективности: Производительность (λ), коэффициент эффективности капвложений (E), приведенные затраты (C_n) и др.

Достоинством такой модели является ее реверсивность: зная первичные параметры (V, S, t, q), можно определить экономические показатели – прямая задача – и выбрать наилучший вариант из числа технически возможных. Или, задавшись требуемыми экономическими показателями (например, окупаемостью), решить технические показатели.