Г. А. ТАРЗИМАНОВ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ

СТАНКОВ

ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ,

ДОПОЛНЕННОЕ U ПЕРЕРАБОТАННОЕ

ИЗДАТЕЛ ЬСТВО «МАШ ИНОСТРОЕНИ Е* ^москва 1972

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ

СТАНКОВ

ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ,

ДОПОЛНЕННОЕ U ПЕРЕРАБОТАННОЕ

ИЗДАТЕЛ ЬСТВО «МАШ ИНОСТРОЕНИ Е* ^москва 1972

Т а р з л м а н о в Г. А. Проектирование метал­лорежущих станков. М., «Машиностроение», 1972, 312 стр.

В книге рассмотрены вопросы организации проектно-конструкторских работ и проектирования металлорежущих станков; значительное внимание уделяется методике проектирования и эстетическо­му совершенствованию станков; рассмотрены осо­бенности проектирования станков с программным управлением, прецизионных и агрегатных станков.

Книга предназначена для конструкторов, зани­мающихся проектированием металлорежущих станков в различных отраслях промышленности и может быть полезна преподавателям машинострои­тельных вузов и техникумов.

Рис. 132, табл. 43, прил. 19, библ. 116 назв.

Рецензент инж. 10. М. Жедь Редактор канд. техн. наук. В. С. Хомяков

ВВЕДЕНИЕ

Технический уровень любой страны в первую очередь опре­деляется состоянием и развитием станкостроения, являющегося одной из ведущих отраслей промышленности.

Еще в первые годы индустриализации Советского Союза пар­тия и правительство поставили перед станкостроителями задачу — самим обеспечить создание и выпуск всех необходимых стране металлорежущих станков. В настоящее время в Советском Союзе парк металлорежущих станков составляет более 3 млн. едипиц. Ежегодно страна производит около 200 тыс. стапков. Значительно увеличился выпуск станков с программным управлением, пре­цизионных и тяжелых.

Возникает вопрос, если все виды станков уже спроектированы и освоены промышленностью, то может быть производить только эти, уже проверенные на практике станки, или, в крайнем случае, ограничиться конструктивной разработкой недостающих моди­фикаций, моделей и типов стапков на базе существующих? По­смотрим, что получится, если согласиться с высказанным. Допу­стим, что приняв за образец самую совершенную модель станка, мы на ее базе сконструировали новый станок и вышли с ним на внутренний и внешний рынки. Казалось бы все очень просто. Однако при этом придется проделать больчтую и длительную ра­боту: сначала выбрать лучший образец (т. е. провести соответ­ствующие испытания и исследования), разработать конструкцию нового станка, подготовить производство (разработать техноло­гические процессы и технологическую оснастку, обеспечить ма­териалами и др.), изготовить опытный образец станка, испытав его, провести корректировку технической документации, изго­товить п испытать опытную партию станков и т. д., и наконец, получить разрешение на право серийного производства и на­ладить производство этих станков.

На осуществление всех перечисленных работ, необходимых для промышленного освоения стапка, уходит около 4—5 лет. Л если учесть, что на создание и освоение станка, взятого нами эа образец, было ранее затрачено столько же времени, то наш новый станок придет на рынок с отставанием от сегодняшних до­стижений пауки и техники в лучшем случае на 8—10 лет; т. е. уже морально устаревшим. Чтобы этого не произошло, при раз­работке нового стапка мы не должны идти путем использования в нем уже известных технических решений, а проектировать, т. е.

разрабатывать проект нового станка не только па уровне совре­менных достижений техники, а с закладкой в проект определен­ного запаса совершенства и новизны решений каждого элемента в станке против уже известного, достигнутого. Надо, чтобы кон­струкции создаваемых станков были перспективными, т. е. отве­чали требованиям завтрашнего дня. Недаром само слово проекти­рование происходит от латинского proektus, т. е. бросок мысли вперед, замысел.

Следует учитывать при создании нового станка — это всемер­ное сокращение сроков его проектирования и освоения его произ­водства. Следовательно, основная цель и задача проектных ра­бот — это создание станков, которые в момент их поставки потре­бителю находились бы на уровне лучших мировых образцов или даже превосходили его.

Перед конструкторами-станкостроителями стоят серьезные за­дачи. Вновь создаваемые станки должны быть общественно-целе­сообразными, технически и эстетически совершенными, экономич­ными. Известно, что один и тот же станок, отвечающий всем этим требованиям, может иметь различные кинематику, конструкцию, компоновку, форму. В свою очередь какой-то станок определен­ного конструктивного решения может изготовляться при разном уровне организации производства, различными технологическими приемами и может иметь различное качество исполнения. Только оптимальное сочетание удачного конструктивного решения, сов­ременных прогрессивных технологических процессов, совершен- ных форм организации производства (обеспечивающих повышение производительности, снижение трудоемкости, максимальный эко­номический эффект и рентабельность) и высокого качества изго­товления может обеспечить создание станка, отвечающего требо­ваниям эксплуатации, экономичного и обладающего высоким эстетическим качеством. Очень важным является требование па­тентоспособности и патентной чистоты. Все эти задачи с успехом могут быть решены только при правильной организации труда коллектива конструкторского бюро, повседневном повышении знаний конструкторов, при учете в процессе проектирования сов­ременных требований, предъявляемых к станкам, и современных направлений развития станкостроения.

Глава I. Организация проектно-конструкторских работ

§ I. Порядок проектирования металлорежущих стапков

Порядок проектирования и оформление технической докумсн- тации на новые образцы металлорежущих станков и комплектую­щих изделий установлен нормалью¹ станкостроения Н02-3 и «По­ложением о порядке разработки, изготовления и приемки повых образцов станков, машин, нормализованных изделий и передачи и\ в серийное производство». Нормаль II02-3 распространяется па следующие группы оборудования.

1. Станки универсальные (общего назначения), предназначен­ные для выполнения одного или нескольких видов обработки па деталях различных наименований (станки токарно-випторезные, фрезерные, сверлильные, револьверные и др., в том числе авто­маты и полуавтоматы).

2. Станки специализированные, предназначенные для обра­ботки однотипных детален различных размеров (некоторые типы станков для обработки коленчатых валов, станки для обработки концов труб и др.).

3. Станки специальные, предназначенные для выполнения оп­ределенных операций при обработке деталей одного типоразмера.

4. Станки агрегатные — специальные станки, состоящие в ос­новном из нормализованных узлов.

5. Автоматические линии — группы станков, автоматически вы­полняющие в нужной технологической последовательности все опе­рации обработки детали и объединенные автоматическим транс­портным устройством, перемещающим заготовку от одного станка к другому, с единым для всей линии темном и механизмом управления.

(к Комплектующие изделия общего назначения — нормали­зованные механизмы, смазочные устройства, гидроаппаратура, пневматические устройства, электроаппаратура н т. п.

7. Комплектующие изделия узкого назначения, изготовляе­мые по специальному заказу.

В зависимости от стеиеии специализации и назначения преду­сматривается различный порядок проектирования, изготовления и приемки повых образцов станков и нормализованных изделий.

Проектирование универсальных и специализированных стан­ков и нормализованных изделий разбивается на следующие стадии: разработку технического задания, разработку технического пред­ложения, эскизный, технический и рабочий проекты.

Техническое предложение разрабатывается исполнителем на основании типажа, плана и т. п. Техническое предложение на универсальные станки разрабатывается на весь размерный ряд (гамму) станков (см. гл. II, § 4) с учетом последних достижений науки и техники, действующих стандартов, отраслевых нормалей, передового опыта новаторов производства и результатов эксплуа­тации ранее выпущенных станков. Когда отсутствует необходи­мость унификации со станками соседних размеров или всего раз­мерного ряда, допускается разработка технических предложений на отдельные станки.

Иа основании утвержденного технического предложения раз­рабатываются сначала эскизный, а затем технический и рабочий проекты.

Проектирование специальных станков разбивается на две стадии: разработку технического предложения (проекта) и разра­ботку рабочего проекта.

Исходным документом для проектирования специальных стан­ков является техническое задание (выдаваемое заказчиком), ко­торое устанавливает назначение, общую техническую характери­стику и производительность проектируемого станка. Кроме того, в задании указывают данные о заготовке, готовой детали и другие требования заказчика. Объем работ по стадиям при проектировании специальных станков по согласованию с заказчиком может быть сокращен.

И связи с необходимостью эстетической отработки станков (см. гл. II, § С) в составе конструкторского бюро должен рабо­тать художник-конструктор (45|. На стадиях разработки техни­ческого предложения и технического проекта художник-кон­структор на основе данных социологии, типологии, эргономики и других наук готовит соответственно художественно-конструк­торское предложение и затем художественно-конструкторский проект. И процессе рабочего проектирования художник-кон­структор участвует в разработке рабочих чертежей станка, тех­нологической оснастки, плазовых чертежей; контролирует соот­ветствие рабочих чертежей художественно-конструкторскому про­екту; разрабатывает чертежи элементов промграфики, пультов, щитков и деталей, от которых зависит внешний вид станка.

По рабочему проекту завод изготовляет, как правило, опыт­ный образец станка, который испытывает и принимает заводская и отраслевая приемочная комиссия. Выявившиеся при испытаниях недостатки конструкции стайка устраняют и соответствующие из­менения вносят в чертежи. По исправленным и уточненным чер­тежам может быть выпущена опытная партия станков для допол­нительной нроверки станка в условиях эксплуатации. Во время птих испытаний проверяют, устранены ли недостатки, отмеченные отраслевой комиссией. Если результаты испытаний положительны, и» выдается удостоверение на право серийного производства станка.

Специальные станки и автоматические линии производят и малом количестве, поэтому опытные образцы пх не изготовляют. Испытание их производит завод-изготовитель при участии пред­ставителей заказчика.

Качество проекта и его выполнение в установленные сроки но многом зависят от подготовительной работы ведущего кон­структора. Получив задание на проектирование нового станка, ведущий конструктор собирает необходимые для выполнения про- гита чертежи и другие технические материалы, просматривает техническую литературы и технический архив, дает задание бюро технической информации, выезжает, при необходимости, на за­воды для сбора материалов и ознакомления с условиями эксплуа- гации станка у заказчика и производственными условиями па за- ноде-изготовителе, распределяет работу между исполнителями. 1$ процессе проектирования ведущий конструктор дает необхо­димые консультации исполнителям, проверяет и принимает их работу, организует экспериментальную проверку новых конст­руктивных решений, сдает выполненные работы, ведет всю пе­реписку по проекту.

При создании проектов иовы.ч станков станочные лаборатории совместно с конструкторами проводят научно-исследователь­ские и экспериментальные работы. Важными направлениями исследований в области станкостроения надо считать следующие:

а) повышение долговечности и надежности работы станков и износостойкости их деталей;

б) повышение жесткости и виброустойчивости станков;

в) повышение точности станков, плавности и равномерности движений их узлов, стабильности размеров, обработанных на них деталей;

г) исследование существующих и создание новых элементов систем управления и автоматизации цикла работы станков;

д) создание принципиально новых конструкций станков и от­дельных узлов с последующей экспериментальной проверкой;

е) изыскание возможности применения в станках новых ма­териалов;

ж) разработка новых стандартов на металлорежущие станки и их отдельные элементы;

з) разработка теоретических основ эстетической отработки станков.

в соответствии с ГОСТами и содержать необходимые технические данные п указания для изготовления, приемки, эксплуатации и ремонта станка или линии.

Техническая документация (в зависимости от стадии проекти­рования) подразделяется на техническое задание, техническое предложение, эскизный, технический и рабочий проекты.

Техническое задание устанавливает основное назначение, техни­ческие характеристики, показатели качества п технико-экопоми- ческие требования, предъявляемые к разрабатываемому изделию, выполнение необходимых стадий разработки конструкторской документации и ее состав, а также специальные требования к из­делию.

Техническое предложение содержит следующие материалы.

1. Основание для разработки новой гаммы станков или нового образца станка (ссылка па план, приказ, распоряжение, техни­ческое задание или другой документ).

2. Назначение и область иримепения разрабатываемых стан­ков (станка).

3. Краткий обзор существующих лучших образцов подобных станков отечественного и зарубежного производства.

4. Обоснование необходимости разработки и изготовления но­вой гаммы станков или нового станка по предлагаемым парамет­рам.

5. Дапные о проведенных экспериментальных работах, срав­нительная оценка технического уровня станка по результатам экспериментальных работ.

6. Указание типоразмера станка, намечаемого в качестве базовой модели, с техническим обоснованием возможных его конструктивных и размерных модификаций.

7. Основную техническую характеристику базовой модели и ее модификаций; краткое описание их конструктивных особен­ностей .

8. Ци клограмму работы (для автоматизированного станка).

9. Данные о патентоспособности и патентной чистоте.

10. Преемственность с выпускаемыми моделями подобного назначения, степень взаимной унификации по узлам и другим элементам, использование деталей выпускаемых станков и норма­лизованных деталей н т. д.

11. Основные технико-экономические показатели (производи­тельность, мощность, габаритные размеры, вес и т. п.) разраба­тываемой конструкции. Предполагаемый эффект от внедрения нового станка и народное хозяйство.

12. Техническую перспективность выбранной технологии об­работки деталей (при проектировании специализированных стан­ков).

13. Ориентировочный перечень принадлежностей и приспо­соблений, входящих в стоимость станка, а также поставляемых по особому заказу за отдельную плату. Сопоставление предлагае- мпго комплекта принадлежностей с аналогичным перечнем луч- IIIиv зарубежных фирм.

И. Схемы и чертежи:

а) предварительная кинематическая схема;

б) предварительные принципиальные гидравлическая, электри­ческая и другие схемы и описание их особенностей;

») эскизные чортежи общего вида или компоновки базовой модели и, при необходимости, важнейших модификаций;

г) эскизные чертежи основных узлов базовой модели.

15. Предварительные дашшеоновых комплектующих изделиях, необходимых для освоения нового образца или гаммы образцов.

16. Приложения: протокол согласования с заводом-изготови- м лем; заключение по техническому предложению; проект плана проведения совместпо с другими организациями исследователь­ских, нроектно-копструкторских работ и изготовления образца.

И состав технического предложения также входит художест­венно-конструкторское предложение, которое содержит: 2—3 ва­рианта первоначальных компоновок станка, 2—3 варианта эс­кизов станка в ортогональной и аксонометрической проекциях, обоснование и анализ художествеппо-конструкторского решения. Объем технического предложения (проекта) па специальные станки по согласованию с заказчиком может быть сокращен. Псе материалы технического предложения сброппоровываются и последовательности, удобной для пользования. Обзорная часть предложения и другие разделы должны быть снабжены необхо­димыми эскизами, схемами, чертежами, фотографиями и т. д.

Эскизный проект содержит конструкторские документы с прин­ципиальными конструктивными решениями, дающими общее пред­ставление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, осповные параметры и габа­ритные размеры разрабатываемого изделия.

Технический проект содержит следующие документы.

1. Основание для разработки нового образца станка (ссылка на план, приказ, распоряжение, техническое задание или другой документ).

2. Данные о результатах экспериментальных работ, связан­ных с проектированием станка (если такие работы проводились).

3. Описание конструктивных особенностей нового станка. Схема и данные но узловой унификации между базовой моделью и модификациями с указанием процента подетальной и узловой унификации; данные об использовании базовых и других деталей «танков, выпускаемых заводом-изготовителем.

4. Техническая характеристика проектируемого станка.

5. Чертежи и схемы:

а) общий вид станка с основными габаритными размерами и указанием органов управления и предельных положении движу­щихся узлов;

б) кинематическая схема;

в) принципиальная гидравлическая, электрическая и другие схемы с кратким описанием их особенностей и описанием цикла работы стапка;

г) общие виды узлов с основными посадочными и увязочными размерами;

д) общие виды узлов автоматизированной загрузкп и раз­грузки для станков, встраиваемых в автоматические линии.

6. Циклограмма работы (для автоматизированного станка).

7. Силовые, прочностные, кинематические и другие расчеты.

8. Установление преемственности с существующими моделями стапков; перечень заимствованных деталей, узлов и конструктив­ных элементов. Степень использования нормализованных и уни­фицированных элементов и применения принципов агрегатиро­вания при компоновке стапка (см. гл. II, § 5).

9. Нормы точности (при отсутствии ГОСТа).

10. Чертежи типовых наладок для специализированных стапков.

11. Решение вопросов технологичности конструкции приме­нительно к производственным условиям завода-изготовителя.

12. Решение вопросов техники безопасности и производствен­ной санитарии.

13. Перечень и чертежи общих видов принадлежностей и при­способлений, входящих в стоимость станка, а также поставляе­мых по особому заказу за отдельную плату.

14. Основные технико-экономические показатели (трудоем­кость изготовления, производительность, мощность, точность, надежность, габаритные размеры, вес и т. и.) разрабатываемой конструкции. Предполагаемый эффект от впедрепия нового станка в народное хозяйство.

15. Данные о патентной чистоте и патентоспособности нового станка. Перечень авторских свидетельств, полученных в связи с проектированием станка.

16. Перечень новых видон комплектующих изделий и мате­риалов, необходимых длл освоения производства образцов или гамм стапков. Данные о согласовании технических условий на новые комплектующие изделия и материалы с соответствующими организациями.

17. Дополнительные данные о станке. Технические условия на сборку и регулировку узлов (сборочных единиц) и на общую сборку стапка.

18. Приложения: копии протоколов, распоряжений и других документов, являющихся основанием для разработки техниче­ского проекта; утвержденный протокол рассмотрения техниче­ского предложения.

Частью технического проекта является также художественно­конструкторский проект, который содержит: модель или макет станка, компоновочпые чертежи и нзображепия стапка в пер­спективе, данные о выборе конструкционно-отделочных материа­лов и заказ па материалы, пояснительную записку.

/**|ЛимД проект должен включать следующие материалы. I (Нгыи'пительную записку.

• Чертежи общих видов и узлов (сборочных единиц) станка,

11. 11 и i'i in¹ чертежи деталей, кинематическую, электрическую и 11>ч' in I хомы; спецификации и ведомости, включаемые в комплект (мГшчггп проекта (табл. 1).

Таблица 1

» mi пн||||||Л11Ц1и и ведомости, включаемые в рабочий проект

lllll'l'l» КнИуМЩТЛ	Напмснонанио документа	Д оа о л шггсл ьные указания
НС	Ведомость специфи­каций	Рекомендуется составлять па ком­плексы п сборочные единицы, имею­щие две н более ступени пходимости составных частей н предназначенные для самостоятельной поставки
	Спецификация	Спецификация комплектов монтаж­ных, сменных и запасных частей, инструмеита, принадлежностей и ма­териалов, тары допускается не со­ставлять, если изделия и материалы, входящие в комплект, целесообразно записывать непосредственно в специ­фикацию изделия, для которого они предназначаются
вд	Ведомость ссылоч­ных документов	Ведомость составляют при пере- дачо конструкторской документации предприятию — изготовителю, и до­пускается выпускать к моменту пере­дачи документации
ВП	Ведомость покуп­ных изделий	Ведомость рекомендуется состав­лять на изделия, предназначенные для самостоятельной поставки
вн	Ведомость согласо­вания применения из­делий	Обязательность составления ведо­мости устанавливают организации, ответственные за применение соответ­ствующих изделий

Наименование металлорежущих станков	Груп­ па	Тип ,
		0	1	2	3
Токарные	1	А в т Специали­ зированные	о м а т ы н п Однош пни- дел ьпые	о л у а в т о м Млогошиин- дельные	а т ы Револьвер­ ные
Сверлильные и расточные	2		Вертикаль- но-сверл иль­ные	Однош пин- дельные	Многошннн- дельные полуавто­ маты
Шлифовальные, полировальные, доводочные, заточные	3		Кругло- шлифоваль­ ные	Впутри- шлифоваль- ные	Обдирочно- шлифоваль­ ные
Комбинирован­ ные	4
Зубо- и розьбо- обрабатывающие	5	Резьбо­ нарезные	Зубостро­гальные для цилиндри­ческих колос	Зуборезные для кони­ческих колес	Зубофре­зерные для цилиндри­ческих колес и шлицевых валиков
Фрезерные	G	г	Вертикаль­но-фрезер­ные кон­сольные	Фрезерные непрерыв­ ного действия
Строгальные, долбежные, протяжные	7		II р о д о Одностоеч­ ные	л ьн ы е Дпух- стоечные	Поперечно- строгаль­ ные
Разрезные	8		Отрез! резцом	1ые работ абразивным кругом	а ю щ и е гладким или пасеч­ным диском
Разные »	9		Муфто- и трубообра­батывающие	Пнлонасе- кательные	Бесцен­ трово- обдирочные

|н nviiutx стаикон

Tim

‘	ъ	в	7	8	9
1 ИсрлНЛЬ- IIU отрезные	Карусель гтые	Токарные и лобовые	Многорез­ цовые	Специали­ зированные	Разные токарные
Коорди IIUTHO- рнсточные	Радпальпо- свсрллль- ные	Расточные	Алмазно­ расточные	Горнзон- тально- сверлнль- ные и цен­тровые	Разные сверлильные
С.пециалн- инрованные шлифоваль- иые		Заточные	Плоско- шлифоваль­ ные	Притироч­ные и поли­ровальные	Разные станки, работающие абразивом
Длн наре­зания червячных колес	Для обра­ботки тор­цов зубьев колес	Резьбо- фрезерные	Зубоотдо- лочные, провероч­ные п об­катные	Зубо- и резьбошлн- фовальные	Разные зубо- ii резьбообра- батываюшне
Копиро­вальные и гравиро­вальный	Вертикаль­ные бес- консольныс	Продоль­ ные	Широко- универсаль­ ные	Горизон­ тально- фрезерные консольные	Разные фре­зерные станки
Долбеж­ ные	Протяжные горизонталь­ ные		Протяжные вертикаль­ ный		Разные строгальные
Правильно- отрезные	ленточные	Г1 и дисковые	л ы ножовочные
Правиль­ ные	Для испы­тания инстру­ментов	Делитель­ ные машины	Баланси­ ровочные

7. Патентный формуляр (см. гл. II., § 3).

8. Технические условия (ТУ) на станок в целом и на отдель­ные его узлы. Технические условия являются важным докумен­том. Они должны содержать технические требования к изгото­влению, приемке и испытанию станка и его частей. Технические условия должны состоять из следующих разделов: а) предвари­тельных замечаний; б) комплектности станка; в) технических требований к материалам и заготовкам, к отдельным деталям и узлам и к станку в сборе; г) правил приемки и методов испыта­ний; д) маркировки и клеймения; е) покрытия и окраски; ж) ком­плектности запасных частей, инструментов и принадлежностей;

з) смазки, укладки, упаковки; и) хранения и транспортирования; к) гарантии; д) перечня приложений к техническим условиям, содержащих: ведомственные и заводские нормали, а также дру­гие, по имеющие общесоюзного значения документы, па которые имеются ссылки в чертежах и ТУ; ведомость заменителей мате­риалов; ведомость невзаимозаменяемых деталей и узлов; техни­ческие условия на сварные и клепаные соединения; технические условия на примененные нестандартные материалы; инструкции на специальные технологические процессы.

Модели металлорежущих станков обозначаются согласно клас­сификатору ЭНИМСа, приведенному в табл. 2. Модели станков обозначаются тремя или четырьмя цифрами: первая цифра берется из второго столбца таблицы и показывает группу, вторая — из верхней строки, указывая на его тии; третья и четвертая пока­зывают номер размера или один из основных параметров станка. Например, сочетание цифр 2135 обозначает, что это вертикально­сверлильный станок с наибольшим диаметром сверла 35 мм.

В тех случаях, когда станок представляет собой базовую мо­дель, имеющую одпу или несколько модификаций, для его Ьбоз- начения в конце номера добавляется буква, например 2135А. При наличии нескольких конструктивных исполнений одного типоразмера станка обозначение каждого из них отличается бук­вой между первой и второй цифрами, например 2Л135. Для спе­циальных станков, созданных на базе универсальных с конструк­тивными изменениями основных узлов, сохраняется прежний номер модели, но с добавлением в конце номера буквы С, напри­мер 2135С. В случае исполнения нескольких специальных стан­ков различных назначений на базе одного универсального к их обозначению добавляется порядковый номер после буквы С, например 2135С1, 2135G2. Обозначения моделей специальных станков устанавливаются заводом-изготовителем на основе индек­сов, закрепленных за данным заводом.