Краткий курс лекций по КиРС

для подготовки студентов

заочного факультета (гр. ЗТМ, ЗТМс)

к тестированию

Составил: к.т.н., доцент кафедры МРСИ

Лепший А.П.

Основная литература курса:

1. Тарзиманов Г.А. Проектирование металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1980.-288с.

2. Металлорежущие станки и автоматы / под ред. А.С. Проникова. – М.: Машиностроение, 1981.-478с.

3. Кочергин А.И. Конструирование и расчёт металлорежущих станков и станочных комплексов. Курсовое проектирование: Учебное пособие. – Мн.: Выш. шк., 1991.-382с.

4. Свирщевский Ю.И., Макейчик Н.Н. Расчёт и конструирование коробок скоростей и подач. – Мн.: Выш. шк., 1976.

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ СТАНКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЕГО ПАРАМЕТРОВ

Конструкцию станка целесообразно разрабатывать в следующей последовательности:

а) разработка технологического процесса обработки;

б) определение количества и характера исполнительных движений;

в) определение предельных режимов обработки, сил резания и эффективной мощности, а также величин рабочих и холостых ходов рабочих органов станка;

г) определение основных технических характеристик станка;

д) предварительное определение мощности двигателя привода. После разработки кинематической схемы и конструкции станка мощность уточняется;

е) выбор типа привода и разработка кинематической схемы станка;

ж) разработка предварительной схемы компоновки станка;

з) разбивка станка на узлы и корректировка кинематической схемы;

и) выполнение прочностных и других расчетов и определение размеров основных элементов станка. После разработки конструкции узлов следует произвести проверочный расчет;

к) определение опорных и базовых поверхностей для всех узлов и разработка их конструкции;

л) составление чертежей общего вида станка, показывающих компоновку его узлов;

м) разработка рабочих чертежей деталей и др.;

и) составление других технических документов, предусмотренных соответствующими положениями.

1. Разработка технологического процесса.

ВЫБОР РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ И РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ

Большое разнообразие поверхностей обрабатываемых деталей, различные требования к точности и шероховатости этих поверхностей и к производительности процессов формообразования приводят к необходимости существования нескольких вариантов технологических процессов даже для одной и той же поверхности. Многообразие технологических процессов обусловливает создание станков, различных как по принципу работы и конструкции, так и по выходным параметрам (точности обрабатываемых деталей, производительности и т. д.).

Выбор технологического процесса, т. е. метода обработки, применяемого инструмента, последовательности обработки, степени дифференциации и концентрации операций, является исходным, определяющим фактором при разработке конструкции станка. Анализ всех возможных вариантов технологического процесса обработки и выбор оптимального с точки зрения технико-экономических показателей и характера производства (индивидуального, серийного, массового) - начальная стадия проектирования станка. При выборе и разработке технологического процесса обработки той или иной детали следует руководствоваться общими положениями технологии машиностроения и особенностями отдельных отраслей промышленности. Выбранный вариант технологического процесса определяет возможности получения требуемого качества (точность, шероховатость поверхности и т. д.) обрабатываемых деталей, а также количество и характер исполнительных движений в станке.

Следующим этапом при разработке конструкции станка является установление оптимальных предельных режимов обработки. Оптимальный режим обработки должен обеспечивать наибольшую производительность и наименьшую себестоимость обработки при непременном условии получения заданного качества обрабатываемой детали. При этом следует учитывать возможность обработки деталей из разных материалов и обеспечивать условия более полного использования режущих способностей инструментов с различными свойствами.

Учитывая, что период морального износа станков составляет 10—15 лет, а технический прогресс в области режущего инструмента и инструментальных материалов происходит непрерывно, при проектировании новых станков необходимо обеспечивать достаточные резервы повышения режимов обработки, в особенности скорости резания.

Установление оптимального режима обработки заключается в определении характеристики режущего инструмента и ряда параметров самого режима (глубины резания t, подачи S, скорости резания V).

Металлорежущие станки, особенно станки общего назначения, должны обеспечивать изменение скоростей резания и подач в широком диапазоне с целью получения наивыгоднейших режимов резания при выполнении разнообразных операций.

Обычно оптимальные предельные режимы устанавливают в следующей последовательности:

- выбирают характеристику режущего инструмента;

- устанавливают предельные значения глубины резания t_max и t_min,

- определяют предельные значения подач S_{max и} S_min,

- по известным t и S, задавшись периодом стойкости инструмента, определяют предельные значения скорости резания V_max и V_min

Для назначения режимов резания, выбора вида и материала режущего инструмента необходимо знать материал заготовки, его физико-механические свойства, величину припуска на обработку, размеры детали и технические условия на нее (требуемая точность и шероховатость обработанной поверхности), а также иметь сведения о точности и жесткости металлорежущих станков и учитывать особенности обработки на малых, средних и крупных станках.

При проектном расчете режимов резания для универсальных станков в качестве исходного материала следует выбирать: малоуглеродистую сталь НВ≤170, σ_В ≤ 60 10⁷ н/м² (при определении V_max) и высокопрочную легированную сталь НВ>170, σ_В >75 10⁷ н/м² (при определении V_min); размеры заготовки (в виде поковки или проката) - максимально допустимые на проектируемый станок; припуски на механическую обработку - по справочнику. При выборе в качестве исходного материала жаропрочных, нержавеющих сталей и сплавов, неметаллических материалов следует учитывать коэффициенты их обрабатываемости, оптимально допустимые скорости резания и подачи.

При выборе характеристик режущего инструмента на проектируемый станок следует учитывать: геометрические параметры и тип инструмента, размеры сечения стержней и державок по нормативным данным и стандартам, материал режущей части, вид обработки (черновая или чистовая), жесткость системы «станок - деталь - инструмент» и другие условия резания. При проектировании универсальных станков должны быть выявлены все инструменты, которые могут применяться на нем. Если станок специальный или специализированный, то выбор инструментов определяется выполняемыми на нем операциями.

При выборе предельных значений режимов резания (S и V) следует учитывать особенности одноинструментной, многоинструментной обработки и степень автоматизации проектируемого станка. Режимы резания для универсальных станков выбирают на основе анализа технологических процессов обработки типовых деталей из материалов с различными физико-механическими свойствами, с учетом совершенствования режущего инструмента и прогресса технологии механической обработки.

При выборе режимов резания для многоинструментной обработки следует исходить из условия установления периодов стойкости инструментов, обеспечивающих экономическую рентабельность режима работы проектируемого станка, т. е. из условия наибольшей производительности или наименьшей себестоимости обработки.

Исходными данными для расчета режимов резания и времени обработки на агрегатных станках и автоматических линиях служат: производительность, коэффициент использования автоматического оборудования и ритм работы автоматической линии и агрегатного станка.