Металлорежущие станки

3.Специализированные станки для обработки конструктивно и технологически подобных деталей различных размеров.

Кним относятся токарные многорезцовые станки, станки для обработки коленчатых валов, зубообрабатывающие, резьбонарезные и другие станки.

4.Специальные станки. Они предназначены для выполнения конкретного вида работ при обработке деталей одного или нескольких типоразмеров.

Существует объективное противоречие между производительностью и универсальностью станков. Чем выше производительность станка, тем меньше его универсальность. Иначе говоря, специализированному и универсальному оборудованию свойственна гибкость, под которой понимают способность переходить от изготовления одного изделия к другому с большей или меньшей степенью автоматизации или универсальности.

Способом повышения гибкости оборудования является применение в массовом и крупносерийном производстве специализированных и специальных станков-автоматов и полуавтоматов. В мелкосерийном и единичном производстве наилучший способ – применение числового программного управления.

Классификация по точности

По точности станки делятся на пять классов:

1.Нормальная точность – класс Н (большинство универсальных станков).

2.Повышенная точность – класс П. Точность в этом классе достигается за счет повышенных требований к отдельным узлам и деталям станка, качеству сборки и регулировки.

3.Высокая точность – класс В. Точность достигается за счет специальной конструкции отдельных узлов, высоких требований к жесткости и качеству сборки.

4.Особо высокая точность – класс А. Станки изготовляются на основе станков класса В, но при более жестких требованиях.

11

5. Сверхвысокая точность – класс С. Это мастер-станки, предназначенные только для изготовления основных деталей станков классов А и С. Они устанавливаются на особых фундаментах в отдельных термоконстантных помещениях.

Станки нормальной точности позволяют вести обработку по седьмому квалитету. При переходе от одного класса точности к другому, более точному, погрешности обработки уменьшаются по геометрической прогрессии со знаменателем 1.6.

Обозначение станков

В основу обозначения моделей отечественных станков положена классификация ЭНИМСа по технологическому признаку. Принято буквенно-цифровое обозначение, при котором первая цифра обозначает группу станка, вторая – тип. Последняя или две последних цифры обозначают характерные размеры станка или обрабатываемых деталей.

Для токарных станков характерный размер – высота центров Н, а максимальный диаметр обработки Dmax ≈ 2H. Для сверлильных станков – максимальный диаметр обработки при сверлении конструкционных сталей средней прочности. Для фрезерных станков – размер стола, всего шесть размеров: от нулевого до пятого в порядке увеличения.

Буква, стоящая после первой или второй цифры, указывает на модернизацию, развитие модели станка, выпускаемого ранее.

Буква в конце обозначения указывает на модификацию основной модели, изменяющую или расширяющую технические возможности станка. Например:

1К62 – токарно-винторезный станок; 1К62А – станок оснащен гидрокопировальным суппортом;

1К62Б – станок, имеющий повышенную точность; 1К62Т – станок особо высокой точности; 1К62М – механизированный станок, имеет загрузочное

устройство и автоматический цикл управления.

12

Иногда буква, указывающая на модификацию станка, расположена после второй цифры, например 16К20.

Для станков с числовым программным управлением применяют следующие обозначения:

Ф1 – система управления с индикацией перемещений; Ф2 – позиционная система управления; Ф3 – контурная система управления;

Ф4 – система управления с устройством для смены инструментов.

В настоящее время рассмотренная система обозначения для новых моделей станков применяется редко. Заводы-произ- водители обозначают новые модели по своему усмотрению.

13

Лекция 2. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОМПОНОВКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Для станка характерным является не только конструкция узлов, но и способ их объединения в единое целое. Отдельные узлы станка должны быть увязаны так, чтобы он в наибольшей степени удовлетворял следующим требованиям:

–высокая точность;

–высокая производительность;

–эргономичность.

Основными условиями, определяющими компоновку станка, являются:

1.Назначение станка, габариты и вес заготовок и величины припуска на обработку.

2.Метод обработки.

3.Точность, производительность и экономичность станка. В общем случае под компоновкой понимают совокупность

исполнительных звеньев и деталей несущей системы, которая характеризует их.

Основные узлы станков

Основными узлами станков являются:

Станина – жесткое основание, несущее отдельные узлы и части станка, обеспечивающее точность их взаимного расположения и перемещения.

Бабка – часть станка, являющаяся опорой главного шпинделя или устройства, поддерживающего свободный конец обрабатываемой детали.

Шпиндель – жесткий вал, связанный с приводом, служащий для закрепления обрабатываемой детали или инструмента.

Суппорт – узел токарного станка, несущий режущий инструмент и сообщающий ему поступательное движение. Он со-

14

стоит из нескольких элементов (каретка, резцовые салазки, поворотный резцедержатель).

Гитара – узел станка, имеющий поворотную часть с промежуточной осью, служащий для установки и закрепления сменных зубчатых колес при изменении режимов обработки.

Люнет – узел станка, предназначенный для поддержания обрабатываемой детали или оправки с инструментом и для предотвращения их прогиба при обработке.

Револьверная головка – узел станка, несущий несколько инструментов, позволяющий устанавливать их в рабочее положение путем поворота головки.

Стойка, колонна – вертикальная часть станины, служащая для установки дополнительных узлов станка.

Консоль – передвижная часть станка, закрепляемая на станине, стойке или колонне.

Стол – узел станка для закрепления заготовки и сообщения ей поступательных перемещений.

Под компоновкой понимают совокупность основных узлов станка и деталей несущей системы, которая характеризуется их числом, типом, пространственным расположением и пропорциями.

Отдельные узлы должны быть увязаны и скомпонованы так, чтобы станок в наибольшей степени отвечал требованиям высокой точности, производительности и экономичности.

Расположение основных узлов станка должно не только способствовать получению заданных технических характеристик, но и быть удобным для управления, обслуживания и наблюдения за процессом обработки.

Целевые узлы станков

Металлорежущие станки отличаются большим разнообразием конструктивных форм и размеров. Однако можно выделить типовые компоновки станков, так как они состоят из целевых узлов и механизмов, характерных для всех типов станков.

15

Компоновка станка главным образом определяется взаимным положением и характером перемещения узла детали и узла инструмента. Другие узлы (механизмы холостых ходов, вспомогательных движений, быстрых перемещений и др.) существенного влияния на компоновку станка не оказывают.

С учетом вышесказанного профессор А.С. Проников предложил классификацию однопозиционных станков в виде таблицы, в которой И обозначает узел инструмента, Д – деталь, узел детали (табл. 1).

Компоновка многопозиционных станков

Многопозиционной называется последовательная или параллельная обработка заготовок на одном станке. Многопозиционные станки имеют поворотный стол или поворотный шпиндельный блок, вокруг которых расположены остальные узлы.

В зависимости от положения в пространстве оси поворота различают вертикальную или горизонтальную компоновку многопозиционных станков. Расположение заготовки, ее движение или неподвижность при обработке определяют компоновку и расположение узлов инструмента.

Вертикальная компоновка характерна для вертикальных токарных и сверлильно-расточных полуавтоматов, предназначенных для последовательной или параллельной обработки.

Для большой группы многошпиндельных токарных автоматов и полуавтоматов характерно горизонтальное расположение оси поворота шпиндельного блока.

Обработка неподвижных деталей на поворотном столе с вертикальной осью при радиальном или вертикальном расположении узлов инструмента характерна для агрегатных сверлиль- но-расточных станков.

Фрезерные станки непрерывного действия карусельного или барабанного типа имеют соответственно вертикальную или горизонтальную ось поворота стола.

17

Лекция 3. ВОПРОСЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

Формообразование поверхностей

Назначением любого станка является создание относительных движений режущего инструмента и заготовки, необходимых для получения в процессе резания заданных поверхностей. Поэтому первоначальной базой станка является его кинематическая структура.

При конструировании и эксплуатации станка необходимо прежде всего знать его кинематическую структуру, которая базируется на ряде основных и общих кинематических закономерностей, присущих всем станкам. Структура определяется формой образуемой поверхности, формой режущего инструмента и методом образования поверхности.

Образование поверхности на твердом теле любым технологическим способом имеет общий для всех видов обработки признак: всякая реальная поверхность является приближением к воображаемой идеальной поверхности – геометрической.

Применяя различные процессы резания и инструменты, можно образовать поверхность практически любой формы, в том числе плоскости, поверхности вращения (цилиндрические, конические, сферические, с криволинейной образующей), винтовые, контурно-сложные и пространственно-сложные поверхности.

Любую поверхность можно рассматривать как след, оставляемый одной производящей линией 1 (образующей) при ее движении по другой производящей линии 2 (направляющей) (рис. 1).

18

Рис. 1. Производящие линии

Для образования поверхностей необходимы производящие линии, которые создаются с помощью вспомогательных элементов. Этими элементами являются режущие лезвия инструментов, реализуемые в виде линий (резьбовые резцы, фрезы, зуборезные инструменты) или материальных точек.

Движения вспомогательных элементов, в результате которых образуются производящие линии, называются движениями формообразования (Ф).

Методы образования производящих линий и необходимое число движений формообразования зависят от вида вспомогательных элементов. Важно научиться определять вид вспомогательного элемента, так как одно и то же лезвие в одном случае выступает в виде точки, а в другом – в виде линии.

Если вспомогательным элементом является линия, то возможны два метода формообразования (рис. 2):

–метод копирования, когда вспомогательный элемент 1 по форме и расположению совпадает с образуемой линией 2. Последняя получается как копия вспомогательного элемента. При этом не требуется движения формообразования (Ф = 0) и необходимо лишь движение врезания;

–метод обката, когда форма или расположение вспомогательного элемента 1 не совпадает с образуемой линией 2, которая получается как огибающая ряда его последовательных положений. При этом необходимо одно движение формообразования, Ф = 1.

19

Рис. 2. Метод копирования (а) и метод обката (б)

Если вспомогательным элементом является материальная точка, то также возможны два метода формообразования

(рис. 3):

–метод следа. При движении материальная точка 1 оставляет след, являющийся образуемой линией 2. Необходимо одно движение формообразования, Ф = 1;

–метод касания. Образуемая линия 2 является касательной к ряду дополнительных линий 3, создаваемых материальной точкой 1. Метод требует двух и более движений формообразования, Ф ≥ 2. Одно движение служит для образования дополнительных линий, другое – для их перемещения в пространстве.

аб

Рис. 3. Метод следа (а) и метод касания (б)

Число движений формообразования, необходимых для получения заданной поверхности, равно сумме движений, тре-

20