Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Основы технологии машиностроения

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
27.54 Mб
Скачать
Фиг. 298. Трехместное поворот­ ное приспособление для обра­ ботки отверстий на сверлильном станке.

462 Перспективы развития технологии машиностроения

Повышение производительности труда достигается также, хотя и в меньшей степени, применением на фрезерных станках поворот-

Фиг 297 Приспособление конвейерного типа к горизонтально­ фрезерному станку.

ных столов (см. фиг. 275) и приспособлений для маятниковой подачи (см. фиг. 274); при этом время, затрачиваемое на установку заготовок, перекрывается машинным временем; но все же при маятниковой подаче затрачи­ вается некоторое время на переключение хода стола и холостой пробег фрезы.

Многоместные приспособления к фре­ зерным станкам для параллельной и па­ раллельно-последовательной обработки повышают производительность труда за счет сокращения основного и перекры­ тия вспомогательного времени.

Применением многошпиндельных го­ ловок на сверлильных станках дости­ гают сокращения основного и вспомога­ тельного времени за счет параллельной обработки отверстий. Применением по­ воротных приспособлений на сверлиль­ ных станках также достигают повы­ шения производительности труда за счет совмещения переходов и перекры­ тия времени, затрачиваемого на уста­ новку заготовки, машинным временем; в частности, например, применение трехместного поворотного приспособле­

ния на двухшпиндельном сверлильном станке или на одношпин­ дельном станке с двухшпинделыюй головкой (фиг. 298) обеспечи­ вает возможность параллельно-последовательного сверления и развертывания отверстий одновременно в двух заготовках.

 

Пути повышения производительности труда

 

463

За тот период времени, когда производится параллельное

сверление

и развертывание, обработанная

заготовка снимается и на ее место

устанавливается новая заготовка. Затем приспособление

поворачи­

вается на

120°; при этом просверленное отверстие

подеодится

под

развертку,

вновь установленная

заготовка — под

сверло, а развер­

нутая заготовка — на свободную

от инструмента загрузочную

по­

зицию.

Применением многорезцовых токарных полуавтоматов достигают повышения производительности труда за счет параллельной обра­

ботки

элементарных

поверхностей

 

 

ступенчатого

вала

или

сокраще­

 

 

ния длины

хода инструмента

при

 

 

обработке гладкого вала (фиг. 299);

 

 

в этом случае длина хода инстру­

 

 

мента

значительно меньше

об­

 

 

щей

длины

 

обрабатываемой

по­

 

 

верхности

L 0.

Однако

гладкие

 

 

валы целесообразнее обрабатывать

 

 

из калиброванного

прутка

шли­

 

 

фованием, а

многорезцовое

обта­

Фиг. 299. Схема

многорезцового обта­

чивание дает

значительный

 

эф­

 

чивания

гладкого вала.

фект только

 

при обработке

жест­

 

 

ких ступенчатых валов, так как при обработке менее жестких валов из-за значительных деформаций заготовки приходится умень­ шать глубину резания и подачу; для обработки нежестких заготовок целесообразнее применять быстроходные токарные гидрокопироваль­ ные полуавтоматы.

Значительное повышение производительности труда достигается в случае применения групповых наладок на многорезцовых токар­ ных полуавтоматах за счет параллельной обработки нескольких заготовок (фиг. 300).

В тяжелом машиностроении повышение производительности труда достигается применением многосуппортных и многошпиндельных станков. При этом стремятся использовать по возможности все имеющиеся у станка суппорты или шпиндели, а также наибольшую длину хода станка, производя обработку станко-партиями. Распо­ ложение заготовок на столе станка должно обусловливать равномерно распределенную нагрузку направляющих стола и возможное сокра­ щение холостых пробегов. В качестве примера на фиг. 301 показана одновременная обработка четырех заготовок на продольно-строгаль­ ном станке [119]. Аналогично могут быть использованы и про­ дольно-фрезерные станки.

Совмещение технологических переходов может быть получено также применением комбинированных инструментов, которые выпол­ няются цельными или сборными. К таким инструментам относятся ступенчатые сверла, зенкеры и развертки, ступенчатые сверла-раз­ вертки, сборные ступенчатые цековки, сборные ступенчатые зенкеры-

Пути повышения производительности труда

465

дековки и т. п. Сборные комбинированные инструменты

проще

комбинированных цельных в изготовлении и в ряде случаев удобнее в эксплуатации, так как они допускают восстановление размеров или смену элементов при износе и затуплении. К сборным инструмен­ там можно отнести также инструментальные блоки, представляющие собой набор простых или комбинированных инструментов, закрепляе­ мых в одной головке или державке для комплексной обработки элементарных поверхностей заготовки (расточные скалки или оправки для обработки ступенчатых отверстий, многорезцовые державки для обтачивания ступенчатых поверхностей, дер­

жавки со

сверлами и резцами для

парал­

Г

-

L „

 

лельного обтачивания

наружных

поверхно­

 

 

 

стей

и сверления отверстий ит. п.). Примене­

 

d1~1

ние

комбинированных

инструментов можно

 

 

особенно рекомендовать в тех

случаях, когда

 

 

4 - 1

для выполнения обработки недостает рабочих

 

Г

..............

1

позиций на агрегатных станках или в целях

 

 

 

 

сокращения числа переходов при обработке

 

 

 

 

на универсальном оборудовании.

 

труда

 

 

 

 

Повышение

производительности

 

 

 

 

достигается

также

путем сокращения

длины

Фиг.

302. Пример

обра­

хода

инструмента,

которое

осуществляют

ботки

методом

вреза­

либо

распределением

общей длины рабочего

ния-обтачиванием с по­

хода

между

несколькими

инструментами,

 

перечной подачей.

либо заменой

продольной подачи

попереч­

 

 

 

 

ной подачей (обработка врезанием).

Распределение общей длины рабочего хода между несколькими инструментами, производящими параллельную или параллельно-по­ следовательную обработку одной и той же поверхности, можно иллю­ стрировать, в частности, многорезцовым обтачиванием гладкого вала (см. фиг. 299), при котором имеем параллельную обработку участков вала по длине.

Метод врезания взамен продольной подачи применяется в тех случаях, когда представляется возможным одновременно охватить режущим инструментом весь периметр обрабатываемой поверхности, т. е. при относительно небольшой ее протяженности. Применение метода врезания можно иллюстрировать следующими примерами: обтачивание методом поперечной (радиальной) подачи вместо про­ дольной подачи (фиг. 302); в этом случае длина хода инструмента значительно меньше длины обработки L0\ то же самое получим при торцовом точении с осевой подачей вместо радиальной, при раста­ чивании поперечной подачей вместо продольной подачи, при цековании торцовой поверхности вместо торцового точения радиальной подачей, при протягивании вместо других методов обработки, при фрезеровании резьбы гребенчатой фрезой вместо дисковой фрезы или резьбового резца и т. д.; при этом в целях повышения чистоты обработанной поверхности величина подачи уменьшается в конце

30 К о в а н

466 Перспективы развития технологии машиностроения

цикла, который заканчивается при некоторой выдержке инструмента без подачи. Эти высокопроизводительные методы обработки могут эффективно применяться не только в массовом, но и в производствах других типов.

Повышению производительности труда способствует также приме­ нение ускоренных подач при подводе к заготовке и отводе в исход­ ное положение инструментов, а также ускоренных холостых пробе­ гов при многоместной обработке; при нарезании резьбы это дости­ гается применением винторезных и гайкорезных головок с самоуби-

 

 

 

 

 

рающимися

в

конце

рабочего

(

1

г

 

хода гребенками, что исключает

 

реверсирование

(вывинчивание)

 

инструмента.

 

основного вре­

V ^

 

 

 

Сокращение

 

 

 

 

 

мени

может

 

быть

получено

 

 

---------------- L --------------

 

в ряде случаев путем изменения

 

 

 

режима резания в процессе об­

Фиг.

303.

К расчетам основного времени

работки. Обычно при

установ­

лении

режима

резания

исходят

обработки

конической

поверхности

при

 

п =

const и при

v = const.

 

из наиболее

неблагоприятных

при

обтачивании

конической

 

условий обработки; в частности,

поверхности или

подрезке торцовой

поверхности скорость резания

устанавливают в соответствии с наи­

большими диаметрами конической или торцовой поверхности; при этом режим резания обычно остается неизменным в течение всего цикла обработки.

Вместе с тем на станках с бесступенчатым регулированием числа оборотов целесообразно производить обработку при переменных

режимах работы станка в течение

цикла обработки.

О сокращении основного времени

t0 можно судить на основании

следующих расчетов.

 

поверхности

длиной L (фиг. 303)

При обработке конической

с постоянным режимом работы станка (п = const) имеем

-

L

L

LHD2

 

0

с'

n s

1000- v s

*

так как

 

 

 

 

с' = ns = 1000• v s

 

 

 

 

KD2

 

где с' — минутная подача

в мм;

 

 

п — число оборотов

в минуту;

 

 

s — подача на один оборот в мм;

 

v — скорость резания

в м/мин

 

 

Пути повышения производительности труда

467

При обработке той же поверхности с переменным числом оборотов

и постоянной скоростью резания (v = const)

имеем

 

 

 

 

=

 

=

<U‘o =

 

 

 

 

 

 

 

 

аго

 

 

 

 

 

 

 

 

L

L

 

 

 

 

L

 

 

 

г _ Г dL

_ Г

dLnD

_

п

Гг Jг.

 

 

 

° ~

J/(D)—J 1000-us

“ 1000-usJ

U 0 L '

 

 

 

 

и

о

 

 

о

 

 

 

 

 

 

L

 

D*L

 

DoL

2Do

 

L%D.

1000.t»sjf

DdL

 

{

1000-os

i'

 

+

D j,

D 2 +

D i

 

 

 

 

f

D d L

-----2

~ 1

 

 

Из

отношения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 D ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D 2 -4- D,

 

 

 

 

 

видим, что по мере уменьшения диаметра D, отношение ~

прибли-

жается к 2, т. е. обработка при v =

const лает тем большее сокраще­

ние основного времени, сравнительно с обработкой при п = const, чем больше разность D2 — D,.

Однако обработку конических поверх­ ностей при бесступенчатом изменении чи­ сла оборотов целесообразно применять при

значительной

длине L конической поверх­

 

 

 

ности; при коротких конических шейках

 

 

 

больший

эффект достигается

обработкой

 

 

 

их методом врезания (фиг. 304).

В этом

 

 

 

случае обычно производят обработку со

 

 

 

ступенчатым

изменением

поперечной

по­

 

 

 

дачи,

уменьшая ее по мере приближения

Фиг. 304. К

расчету основ

к заданному

размеру

и

выдерживая

не­

ного

времени

обработки ко­

сколько оборотов без подачи при оконча­

нической поверхности мето­

дом

продольной подачи

нии

обработки для получения

более

чи­

и

методом врезания

стой

поверхности.

 

 

 

 

 

 

 

 

При ступенчатой подаче основное время обработки определяем

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

а,

Ь,

с — коэффициенты,

характеризующие

долю общего при­

 

 

 

 

пуска,

снимаемую

при

подачах s,,. s2, s8;

 

 

 

г — припуск на обработку

по радиусу;

 

 

 

 

п — число

оборотов

в

минуту;

 

 

 

 

 

п выд число

оборотов

выдержки.

 

 

 

30*

468 Перспективы развития технологии машиностроения

При небольших припусках на обработку, в связи с незначитель­ ным уменьшением диаметра при снятииприпуска, обработку произ­ водят при постоянном числе оборотов в минуту, которое определяют по наибольшему диаметру конической поверхности.

Подставляя значение п = — , получаем

 

 

 

 

K D* ( a z . b z . c z .

 

\

 

 

 

 

'» = -1Г^1Г + 1Г + ТГ + "•“+

 

 

Пример. Определить основное время обработки

конической шейки вала ( D t =

= 50 м м . Ь , =

45 нм \

L =

40 мм)

при трех

вариантах:

 

 

 

1) с постоянным

режимом

работы станка (n=const) — tQ;

 

 

2) с переменным

числом

оборотов

(о = const) — С0

;

 

 

3) методом врезания со ступенчатым изменением поперечной подачи и постоян­

ным числом оборотов — f0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%D2L

 

те.50-40

0,42

мин.;

 

 

*,о = lOOU-os

=

1000.50-0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

те

 

Dj +

 

 

те

 

50 + 45

 

Г D d L -

 

 

г

 

 

• 40 рй0,4 мин.;

1000-o sJ

й

 

1000;v s

 

2

L

1000-50-0,3

 

2

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

TZD 2

/

a z

b z

4" f “ +/Iebtd) =

 

 

 

 

 

1000-о \

 

 

 

 

-

те-50

/0,45-2

1

0.3-2

+

-0'25' 2

I

5^ г, 0,2 мин.;

 

1000-50 Ч

0,06

 

0.04

0.02

1

Ь )

 

 

 

2 D 2

 

 

2*50

. «_

U

 

0,42

1,05.

 

Со = D2 +

D, ~~ 50 + 45 “

{о

0,4

 

 

 

Этот результат показывает, что при заданных условиях (короткая коническая шейка) обработка при v = const не дает ощутимого эффекта.

Сопоставляя обработку при п = const с обработкой методом врезания, получим

 

0,42

=

2,1.

 

0,2

Сопоставляя обработку при v

= const с обработкой методом врезания, получим

Л

___ 9 ± = 2

 

Г

0.2

 

 

‘о

 

 

 

Таким образом, производя обработку методом врезания, сокращаем основное время в 2—2,1 раза сравнительно с другими методами

При отрезке и подрезке торцовых поверхностей и торцовом обтачивании с пере­ менным числом оборотов ( v = const) можно получить значительное сокращение основного времени (фиг 305).

 

 

 

Пути повышения производительности труда

 

 

 

46$

Основное

время

при

п

=

const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

L

— J ? j

(R\ R%) 2TZR}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

c '

n s

 

 

1000 ■v s

 

 

 

 

 

Основное

время

при

v

=

const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i f =

dR

 

cf

=

f

(RY,

i f

=

1000-os

 

 

 

 

 

 

 

 

d t .

 

 

 

 

 

 

 

 

2TI R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R.

 

Rt

 

 

 

2 к

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С d R

 

Г* d R - 2 i z R

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

f ( R ) ~

J

 

1000-os

 

1000-o sJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rt

 

 

Rt

 

 

 

 

Rt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 те

R \ 4

 

 

* ( * ? -

Ю to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000-os

 

 

 

 

1000- v s

 

 

 

 

Сопоставляя

t0

и t 0,

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l o

_

( R t -

R 2 ) 2n R t .

" ( ^ i

— ^

) _

 

(Аг - / ? 2)2Д г

 

 

 

 

 

 

1000-os

 

1000-os

 

D2 _n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

( R t — £.,) 2ft,

 

2 R i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(R\ +

Я 2) (Я) —

Яг)

R\ + Ri

 

 

 

 

 

По мере уменьшения R 2

отношение — %■ приближается к 2; при обработке сплош

ной торцовой

поверхности

( R 2 = 0)

основное

время

при

и =

const

сокращается

вдвое сравнительно с основным

временем

 

при

п = const.

 

 

 

 

 

Современные

металлорежущие

станки

ха­

 

 

 

 

 

рактеризуются быстроходностью, большими по­

 

 

 

 

 

дачами, повышенной жесткостью и значительно

 

 

 

 

 

увеличенной мощностью

приводов.

Новые ин­

 

 

 

 

 

струментальные

материалы дают

возможность

 

 

 

 

 

производить обработку при высоких скоростях

 

 

 

 

 

резания, а современные конструкции инстру­

 

 

 

 

 

ментов и геометрические

параметры режущего

 

 

 

 

 

лезвия позволяют производить обработку не

 

 

 

 

 

только при

высоких

скоростях

резания,

 

но

 

 

 

 

 

и с большими

подачами. Уже

обычными

счи­

Фиг. 305.

К

расчету

таются скорости резания порядка 150—450 м/мин

основного времени при

при обработке черных металлов и до 6000 м/мин

отрезке, подрезке

тор­

при

обработке

цветных

металлов. Подачи

 

на

цов

и торцовом

обта­

 

чивании при п =

const

современных

фрезерных

станках

достигают

и при

v =

const.

2500

мм/мин

при

обработке

 

серого

чугуна

 

 

при

обра"

и 6000 мм/мин при

обработке цветных металлов; подачи

ботке резцами токаря-новатора

В. А. Колесова

достигают 5 мм/об

при

чистовой

обработке. Эти данные говорят о широких возможно­

470 Перспективы развития технологии машиностроения

стях повышения производительности труда за счет режимных усло­ вий обработки, сокращающих основное время.

Норма выработки или производительность N определяется, как известно, по формуле (167):

* * час т

»

1 ш

 

из которой видно, что производительность повышается пропорцио­

нально сокращению

штучного

времени: последнее определяется

по формуле (159):

 

 

 

 

 

 

 

 

( I I

*пер

I

(ррг

\ rp

I

т'

1Ш —

\ 11-

юо

“Г

юо

)

оп “г

 

Обозначив

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I I

*пер

|

{орг

__п

 

 

 

 

100

 

100

 

 

 

и учитывая, что

 

 

 

 

 

 

 

 

получаем

 

топ =

т0 + тв,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тш = а{Та-\-Т0) + Тт.

Время Тт, затрачиваемое на смену инструмента, отнесенное к 1 шт. обрабатываемых заготовок, определяется по формуле (166):

 

Тm

Ти^о

 

 

Т

 

где Ти — время,

затрачиваемое на

каждую

смену инструмента,

в мин.;

стойкости инструмента в

мин.

Т — период

При этом t0 на каждый проход при принятой постоянной подаче уменьшается пропорционально увеличению скорости резания v:

, __

n D L

__ °t0

0

1000* v s

v *

где

 

 

■nDL

С*о — 1000-s*

Подставляя значение T m в формулу штучного времени, получим

Тш = а(Т. + Т0) + Ц ^ - ,

при однопроходной обработке Т0 = t0\ тогда

cJo_

о

Соседние файлы в папке книги