книги из ГПНТБ / Якобсон, Михаил Осипович. Технология станкостроения

Некоторые станочные детали, изготовляемые из пластических масс (как например, накладки на направляющие), получают задан­ ные размеры и форму после механической обработки. Механическая обработка пластических масс имеет особенности, обусловленные их физико-механическими свойствами. При механической обработке пластических масс необходимо учитывать их низкую теплопровод­ ность, малую твердость и абразивное воздействие на инструмент. При механической обработке пластических масс выделяется много пыли и вредных веществ, поэтому у рабочего места должен быть обязательно оборудован местный отсос.

Охлаждающие жидкости при механической обработке текстоли­ та, кордоволокнита и гетинакса применять не рекомендуется вслед-

Таблица 84

450

ствие склонности этих пластических масс к водопоглощению. При механической обработке винипласта применяют охлаждение инстру­ мента 5%-ным раствором эмульсола.

В табл. 84 приведены скорости резания при механической обра­

ботке пластических масс.

Для обработки пластических масс можно применять режущий инструмент, оснащенный твердым сплавом, минералокерамикой, и инструмент из быстрорежущей стали. Подачи следует выбирать в зависимости от чистоты обработанной поверхности. При точении текстолита с подачей 0,1—0,2 млЩоб и при фрезеровании с подачей 0,01—0,03 мм)зуб можно получить 6-й класс чистоты.

Рекомендации по назначению геометрических параметров ре­ жущего инструмента, применяемого при обработке пластических масс, даны в табл. 85.

Изготовление деталей станков из пластических масс наряду со снижением их веса и стоимости дает значительное сокращение тех­ нологического маршрута.

29*

ГЛАВА XI

ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ СТАНКОВ

При изложении технологических особенностей сборки металло­

мер: зубчатое колесо со стопорным штифтом, вал с пригнанной шпонкой, втулка с насаженным на нее шариковым подшипником..

Сборочный подузел образуется соединением нескольких дета­ лей с одним или несколькими комплектами. Валик коробки скоро­ стей с насаженными на него зубчатыми колесами, втулками, под­ шипниками составляет подузел.

Сборочный узел представляет собою соединение нескольких де­ талей, одного или нескольких комплектов и подузлов. Например, узлами токарного станка являются коробка скоростей, фартук, задняя бабка и коробка подач.

При сборке производится соединение деталей и узлов, выверка их относительного положения; им обычно сопутствуют пригоночные работы, количество которых зависит от масштаба производства.

Соединения деталей и узлов бывают подвижные и неподвижные. При работе машины детали подвижных соединений могут переме­ щаться относительно друг друга в отличие от неподвижных соедине­

ний, детали которых не перемещаются. Соединения могут быть раз­ бираемыми и неразбираемыми; в металлорежущих станках пре­

обладают соединения разбираемые.

Металлорежущий станок как целое создается в сборочном цехе; его нормальное функционирование зависит от качества сборочных работ, определяющих эксплуатационные свойства станка, его рабо­ тоспособность и долговечность.

Технологический процесс сборки станка представляет собой со­ вокупность выполняемых в определенной последовательности опе­ раций по соединению, креплению и фиксации готовых деталей с за­ данным относительным их расположением с целью получения сна­ чала отдельных механизмов, а затем и машины, отвечающей техни­ ческим требованиям.

452

Технологический процесс сборки станка должен учитывать осо­ бенности механической обработки сопрягаемых деталей, точность

их изготовления, требования по точности сопряжения узлов и тре­ бования, предъявляемые к станку в целом. Если технологический процесс сборки недостаточно совершенен и не отработан, тс даже из высококачественных деталей не всегда можно собрать вполне

работоспособные и надежные механизмы.

Предусмотренное технологическим процессом расчленение стан­ ка на самостоятельные сборочные узлы позволяет процесс сборки разделить на сборку узлов и общий монтаж из собранных ранее уз­ лов.

Выделение в сборочном процессе узловой сборки дает возмож­ ность разбить кажцый узел на подузлы и комплекты и оснастить

сборочные посты удобными и производительными приспособле­ ниями, транспортными средствами и контрольно-измерительными устройствами.

Сборка станка осуществляется в определенной последователь­ ности, обусловленной конструкцией собираемого станка и требуе­

мой степенью дифференциации сборочных работ. Отдельные опера­

ции, на которые расчленяется процесс сборки, концентрируются так, чтобы их можно было выполнять независимо друг от друга.

Разработка технологического процесса сборки станка обычно сопровождается составлением технологических схем сборки, где

условно показывается последовательность сборки станка и его уз­

лов. Технологические схемы сборки вносят порядок в производ­

ство сборочных работ и позволяют составить представление о сте­ пени дифференциации сборочных работ, об организации параллель­ ной сборки отдельных сборочных узлов и о длительности цикла сборки.

Технологический процесс сборки должен предусматривать наря­ ду с обеспечением изготовления качественного станка также и при­ менение высокопроизводительных механизированных процессов, сводящих шабровочные работы к минимуму, сокращающих трудо­ емкость и цикл сборки станка. Если бы сборка станка заключалась только в соединении и креплении взаимозаменяемых деталей и уз­ лов, то на выполнение сборочных работ расходовалось не более 10—12% от трудоемкости изготовления станка. Но из-за значитель­ ного объема пригоночных операций во многих случаях на шабро­

вочные работы приходится 20—25% от трудоемкости сборки. Сбо­ рочные работы в единичном и мелкосерийном производстве состав­

ляют примерно 25—35% от общей трудоемкости станка и в крупно­ серийном производстве 15—20%.

Весовые, габаритные и точностные параметры станка определя­

ют содержание технологического процесса сборки.

Так, при сборке тяжелых станков должны быть учтены особен­ ности их производства и, в частности, тщательно продуманы спосо­

бы транспортирования деталей и узлов, устройств для облегчения взаимного перемещения деталей при их пригонке и методы кон­

троля.

453

Технологическим процессом и последовательностью сборки пре­ цизионных станков должны быть предусмотрены технологическое обеспечение получения заданной конечной точности и возможность осуществления точных измерений.

ЗНАЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ СБОРОЧНЫХ РАБОТ

Технологичность конструкции станка в целом влияет как на процесс изготовления станка и основные этапы его производства,

к которым относятся и процессы сборки, так и на эксплуатацию станка, на возможность удобного осуществления профилактических и ремонтных операций, на его ремонтоспособность.

При сборке станка к его конструкции предъявляются следую­ щие основные технологические требования:

а) кинематические цепи станка должны иметь ограниченную

длину;

б) в конструкции должна быть предусмотрена возможность

дифференциации станка на отдельные сборочные единицы, собира­ емые и разбираемые независимо друг от друга;

в) конечная точность станка должна достигаться путем сопря­ жения обработанных на станках деталей, а не пригонки их;

г) объемы работ, требующих ручной пригонки деталей и обра­

ботки их по месту, должны быть предельно малыми; д) при конструировании станка должны быть тщательно про­

анализированы способы осуществления пригоночных операций и

возможность их механизации;

е) конструкция станка должна быть ремонтоспособной. Этим требованием предусматривается простой, удобный и быстрый съем

и установка узлов и механизмов без разборки смежных узлов, а

также быстрое регулирование и отладка узлов и механизмов при ремонте станка.

Трудоемкость сборочных работ зависит не только от технологич­ ности конструкции станка, тщательности разработки технологиче­ ского процесса сборки, но и от качества механической обработки сопрягаемых деталей станка.

Технологическая направленность сборочных работ зависит от масштаба производства. ■

В единичном производстве возможна дополнительная обработ­ ка основных деталей станка по замерам при сборке; в процессе сборки допустимы пригоночные операции. Детали и узлы индиви­ дуально собираемых станков обычно не взаимозаменяемы, их нель­ зя переставлять с одного станка на другой без дополнительной пригонки.

При сборке станков, изготовляемых в серийном производстве, допускается только частичная пригонка деталей.

В крупносерийном производстве сборка производится на поточ­

ных линиях, поэтому пригонка деталей по размерам и по месту не­ допустима. Все узлы, подузлы и комплекты должны быть взаимо-

454

заменяемы. Работы по сборке узлов и общему монтажу станка мо­ гут осуществляться параллельно.

При сборке станков поточными методами очень важно, чтобы

весь процесс сборки можно было разбить на операции равной трудоемкости.

ОРГАНИЗАЦИЯ СБОРОЧНЫХ РАБОТ

Станок собирается из предварительно собранных узлов с до­ бавлением крепежных деталей, служащих для соединения этих узлов и фиксации их положения. В зависимости от масштаба вы­ пуска и технических условий на изготовление станка техно­ логический процесс его сборки может быть организован различ­ ным образом.

Применяются две основные формы организации сборочного про­ цесса— сборка стационарная и сборка подвижная. Форма органи­ зации сборочного процесса влияет на его технологию.

Стационарная сборка разделяется на концентрированную и дифференцированную. Концентрированная стационарная сборка обычно осуществляется без разделения на узловую и общую сбор­ ки, а дифференцированная стационарная сборка выполняется при дифференциации сборочного процесса.

Концентрированная стационарная сборка станка ведется по­ следовательно на одном рабочем посту — сборочном стенде, к которому подаются все детали собираемого станка. Сборка произ­ водится одной бригадой слесарей, выполняющей все работы, вплоть до сдачи готового станка. При концентрированной стационарной сборке у одного сборочного стенда можно разместить только не­ большое число рабочих, поэтому производственный цикл оказыва­ ется значительно продолжительнее, чем при дифференцированной стационарной сборке. Концентрированная сборка применяется иногда при производстве отдельных уникальных станков.

Широкое распространение в серийном станкостроении получила дифференцированная стационарная сборка. Особенностью диффе­

ренцированной стационарной сборки является возможность расчле­ нения сборочного процесса на узловую сборку и общий монтаж.

Степень дифференциации сборочного процесса может быть раз­

личной в зависимости от масштаба выпуска. При дифференциро­ ванной стационарной сборке сборочные работы расчленяются на операции, выполняемые отдельными бригадами слесарей, работа­

ющими на своих рабочих местах. При этой организации сборочных работ подготовительные сборочные операции, сборку комплектов подузлов и узлов можно выполнять параллельно на отдельных местах несколькими сборочными бригадами. Общий монтаж станка выделяется и выполняется отдельной бригадой на одном и том же стенде. Подобное расширение фронта сборочных работ способст­ вует сокращению продолжительности цикла сборки станка по срав­ нению с концентрированной стационарной сборкой.

Дифференцированная стационарная сборка применяется и при серийном производстве прецизионных станков, но значительный

455

объем пригоночных работ по шабрению направляющих стола, при­

гонке узлов, общему монтажу, юстировке станка и его контроль­ ным испытаниям производятся на одном и том же стенде-фунда­ менте.

Наиболее совершенной формой организации сборочного про­

цесса в крупносерийном производстве станков является дифферен­ цированная подвижная сборка (поточная сборка), предусматрива­ ющая более детальную дифференциацию сборочного процесса. Сте­ пень дифференциации сборочных работ зависит от масштаба вы­ пуска.

Различают два основных вида дифференцированной подвижной (поточной) сборки: при непрерывном движении собираемого объек­

та и при периодическом (пульсирующем) перемещении собираемого объекта.

В первом случае сборочные работы ведутся путем подачи деталей к собираемому объекту, последовательно перемещающему­ ся на конвейере от одного рабочего поста к другому. Во втором случае сборочные работы производятся на стационарных рабочих постах, расположенных вдоль конвейера.

При поточной сборке на каждом рабочем посту выполняются

постоянно повторяющиеся , операции. Детали и узлы подаются к рабочим постам в соответствии с технологическим процессом.

Перемещение собираемого объекта (подузла, узла или станка) может быть свободным, осуществляемым с помощью рольгангов, тележек, перемещаемых исполнителями, или принудительным, ког­ да объекты сборки перемещаются с регламентированным ритмом при помощи механических транспортных устройств — конвейеров непрерывного или прерывного действия.

Поточная конвейерная сборка является наиболее совершенной формой организации сборочного процесса в крупносерийном про­ изводстве станков.

ОСОБЕННОСТИ СБОРКИ ПРЕЦИЗИОННЫХ СТАНКОВ

В зависимости от достижимой точности обработки металлоре­

жущие станки делятся на станки нормальной точности, станки по­ вышенной точности, станки прецизионные и станки особо высокой точности.

Станки нормальной точности обеспечивают обработку деталей по допускам 2-го класса точности. На станках повышенной точно­ сти могут быть получены более точные размеры деталей с допус­ ками, составляющими 60%, на станках прецизионных — в пределах 40% и на станках особо высокой точности—до 25% от допусков 2-го класса точности.

Станки повышенной точности изготовляют преимущественно на базе станков нормальной точности, повышая требования к каче­

ству изготовления, подбору высококачественных деталей, качеству сборки и монтажа основных деталей и узлов, определяющих точ­

ностные характеристики станка.

456

Конечная точность прецизионных станков определяется техноло­ гией изготовления нескольких особо точных деталей, технологией сборки узлов, определяющих точностные характеристики, темпера­

турным режимом в производственных помещениях и оснащенностью

чувствительными контрольно-измерительными средствами и прибо­ рами для измерения величин порядка 0,1 мк.

Поддержание постоянной температуры в производственных по­ мещениях имеет большое значение для пригонки особо точных дета­ лей, наладки и юстировки прецизионных станков, для выравнива­ ния температуры измеряемых деталей и измерительных средств с целью уменьшения температурных ошибок при измерениях.

В течение дня непрерывно изменяется температура наружного воздуха, а следовательно, и температура воздуха в рабочих поме­ щениях. На температуру воздуха в помещении влияют различные источники тепла, находящиеся в производственном помещении:

работающие машины, освещение, открытые окна, работающие лю­ ди, приход и уход людей и т. п. Человек весом 80 кг при темпера­ туре окружающей среды 18° в течение суток выделяет 2700 кал, а

для нагрева 1 кг стали на 1° нужно 0,1 кал. Таким образом, выде­

ляемого человеком тепла достаточно для нагрева за 1 час 1000 кг стали на 1°.

При изменении температуры на 0,2° расстояние между двумя рисками стальной линейки, удаленными друг от друга на 1 м„ изменяется на 0,002 мм.

Изменения температуры вызывают значительные тепловые де­ формации деталей собираемого станка, шабровочных плит и т. п.

Особенно значительные деформации имеют литые детали вслед­ ствие неоднородной структуры; наружные слои отливки серого чу­ гуна имеют линейный коэффициент теплового расширения 9,5- 10~6

Различные удлинения наружных и нижележащих слоев литой

станины могут привести к деформации направляющих.

Для устранения значительных температурных ошибок при вы­ полнении сборочных работ, а также и при точных измерениях тем­ пература в производственных помещениях должна быть постоян­ ной, а температура контролируемых деталей должна быть выравне­ на с температурой измерительных средств.

Для поддержания постоянной температуры в производственных помещениях применяют терморегулирующие автоматические уста­ новки с кондиционированием воздуха. Эти установки выравнивают температуру в помещении и могут поддерживать постоянство тем­

пературы с точностью ±0,25°. Скорость изменения температуры не

должна превышать 0,1° в течение 4 час.

Шабровочные линейки, применяемые при пригонке особо точных деталей прецизионных станков, необходимо проверять на точность перед шабрением каждой детали, так как линейки деформируются

при натирании их краской и вследствие теплового воздействия рабо­ чего, производящего шабрение.

457

Сборку прецизионных станков выполняют на жестких виброустойчивых фундаментах-стендах, на которых осуществляется пригонка уздов, общий монтаж и юстировка станка.

При сборке координатно-расточных станков на специально,м бе­ тонном фундаменте-стенде, имеющем длину 1800, ширину 1400 и

глубину 1400 мм, было установлено, что при перемещении стола и

изменении вследствие этого центра тяжести станка происходит на­ клон станка примерно на 10—20 мк на длине 1 м, вызванный дефор­ мацией фундамента. При наклоне фудамента на угол а на этот же угол отклоняется от вертикали ось шпинделя станка (фиг. 291). Эти

Фиг. 291. Наклон станка, установленного на нежестком фун­ даменте при перемещении стола.

явления не наблюдались при сборке этих же станков на стенде повышенной жесткости размером 2000 X 1500 X 2500 мм, выполнен­ ном из бетона с гранитным наполнением, в' который были вмонтиро­

ваны чугунные плиты под опорные пятки станка.

В производственном помещении, предназначенном для сборки прецизионных станков, должна быть исключительная чистота. Опыт работы отечественных заводов и заводов, занимающихся производ­ ством прецизионных станков за рубежом, подтверждает необходи­ мость соблюдения этого требования.

Так, английская фирма A. A. Jones and Shipman, изготовляющая прецизионные шлифовальные станки, производит сборку шлифо­ вальных и передних бабок круглошлифовальных станков на участке сборочного цеха, изолированном перегородками из полированной листовой стали.

Участок цеха общей площадью 470 м2 (фиг. 292) разделен на пять отделений; в четырех отделениях производится предваритель­ ная сборка, разборка, окончательная сборка и обкатка? Для защи­

ность попадания пыли при открывании дверей. Во всем цехе под­ держивается исключительная чистота; рабочие одеты в белые хала-

458

ты; курение запрещено; в качестве обтирочного материала приме­

няется папиросная бумага, а не тряпки.

Детали узлов хранятся на стеллажах, откуда поступают на предварительную сборку, где производятся все пригоночные опе­ рации, связанные с процессом резания и стружкообразованием ^сверление, нарезание резьбы, зачистка заусенцев, шабрение и т. п.). Для подобной подготовки и сборки тяжелых деталей приме­

няют поворотные столы 5, на которых собираемый объект закреплен

Фиг. 292. Участок сборочного цеха для сборки шлифовальных и передних ба­ бок прецизионных круглошлифовальных станков фирмы A. A. Jones and Shipman (Англия); отделения:

J — предварительной сборки; II — разборки; III — окончательной сборки; IV—обкатки; V—склад готовой продукции, I — стенды для подготовки коупных корпусов; 2 — сетчатые столы для окраски корпусов; 3 — пылеотсасывающие устройства; 4 — моечная машина; -5 — поворотные столы для сборки корпусов шлифовальных бабок; 6 — тележки для раз­

борки и окончательной сборки.

и может быть повернут вместе со столом в любом направлении. Ра­ бочие места (в основном верстаки), на которых производится сня­

тие стружки, оборудованы пылеотсасывающими устройствами 3.

Узлы, прошедшие предварительную сборку, поступают на пло­

щадку очистки и окраски. Очистка производится струей керосина на специальных моечных машинах, из которых узлы поступают на конвейеры, где они сушатся и окрашиваются.

Сборка-шлифовальных бабок производится из заранее собран­ ных комплектов и подузлов. Корпус шлифовальный бабки после подготовительных операций и сборки подшипников направляется на операцию тонкого растачивания. Шабрение подшипников и не­

которые другие сборочные операции выполняют на поворотных сто­ лах. Собранные шлифовальные бабки подвергают предварительной обкатке на специальных стендах в течение 4—5 дней под системати­ ческим наблюдением контролера и бригадира сборщиков. При об­ наружении дефектов в работе подшипников шлифовальные бабки возвращаются в отделение предварительной сборки для переборки

459