1. Общие сведения о металлорежущих станках

Разнообразные устройства, создаваемые человеком подразделяются на 2 группы:

1. Устройства, части которых не могут совершать движения одна относительно другой (без учета деформаций) – это устройства-сооружения (здания, резервуары)

2. Устройства, части которых находятся в движении одна относительно другой – это механизмы и технические системы

Техническая система – совокупность деталей, механизмов, объединенных общностьюсвязей, предназначенные для выполнения определенных функций.

Механизмы могут иметь самостоятельное применение(редуктор), но чаще оно является кинематической основой технической системы.

Техническая система – один или несколько связанных между собой механизмов, предназначенных для преобразования энергии одного вида в другой (системы-двигатели), а для выполнения полезной механической работы системы-орудия. Системы-двигатели преобразовывают энергию в механическую(двигатели внутреннего сгорания), механику движения жидкости в механику вращения вала (гидравлические). Системы-орудия – это технологические системы в широком смысле: молоты, пресса, металлорежущие станки.

2. Состояние станкостроения в странах снг

Станкостроение – базовая отрасль машиностроения. Парк металлорежущего оборудования определяет производственно-технический и экономический потенциал машиностроительного комплекса страны. Технологические системы, производимые станкостроительной отраслью составляют около 60% активных фондов машиностроения.

В период распада СССР выпуск металлорежущего оборудования сократился в 7,7 раза, деревообрабатывающего в 6,9 раз, кузнечно-прессового в 20 раз. В 1967 году в БССР выпускалось 2,9 станка на 1000 населения, а в США 1,2.

6. Асинхронный электродвигатель

, где f – частота подаваемого напряжения

р – число пар полюсов

S – скольжение(величина 2-12%, позволяет обеспечивать регулирование в частоте вращения)

Преимущества:

1. малые габариты

2. простота конструкции

3. простота подвода энергии

4. низкая стоимость

5. надежность

Недостатки:

1. высокий пусковой ток(от 4-8 раз превышает номинальный)

2. значительное тепловыделение

Способы изменения частоты вращения:

1. изменение частоты подаваемого напряжения

2. изменение числа пар полюсов

3. изменение скольжения

Способы охлаждения:

1. воздушное

2. жидкостное

Электродвигатели с нормальным скольжением имеют жесткую характеристику и применяются в большинстве станков, а электродвигатели с повышенным скольжением до 16% имеют мягкую характеристику и применяются в приводах с частым включением и значительной нагрузкой при пуске.

Торможение асинхронного двигателя производится механическим и электрическим способом(к электрическим относятся – торможение с рекуперацией, электродинамическое и торможение с противотоком)

Рекуперация – способ торможения для многоскоростных электродвигателей.

3. Роль станкостроения в обеспечении научно-технического прогресса.

Металлорежущий станок – технологическая техническая система, являющаяся основой для построения современных технологических систем и производств. При их проектировании и создании используются все новые достижения машиностроения, приборостроения, электрики и электротехники, автоматики и информатики. Для достижения прецезионности (высокой точности), производительности, экономичности, надежности и др. требований потребителя необходимо постоянно совершенствовать конструкцию ТО. Преимущества получает тот производитель, который наряду с высокими техническими характеристиками гарантирует стабильность качества в течении заданного периода эксплуатации и способен в кратчайшие сроки осуществить выпуск новой работоспособной конструкции.

Точность – степень приближения готового изделия или детали к требованиям чертежа.

Качество – степень соответствия изготавливаемого изделия требованиям заказчика, потребителя.

Недооценка необходимости опережающего развития станкостроения ведет к снижению производительности труда, несоответствия качеству, дефициту рабочей силы, низким темпам обновления продукции и высокой стоимости. Генеральной тенденцией развития машиностроения является его автоматизация на базе станков с ЧПУ(числовое программное управление). Следующий принцип позволяет снизить потери производительности за счет сокращения вспомогательного времени – применения групповой технологии. Значительная часть металлорежущего оборудования находится в ремонтно-механических подразделениях машиностроения – это универсальное оборудования, а поэтому используется неэффективно в отношении рабочего времени и технологических возможностей.

Факторы, снижающие трудоемкость обработки:

1. Максимальное приближение формы заготовки к форме детали

2. Специализация производства

3. Повышение уровня автоматизации, оснащенности и надежности оборудования

4. Повышение параметров режимов резания благодаря использованию новых инструментальных материалов и их применение, повышение физико-механических свойств материалов.

Направления кафедры:

1. Повышение физико-механических свойств материала путем обработки воздействующего излучения плазмы тлеющего разряда

2. Применение методов ППД с магнитно-управляющимиинденторами

3. Применение инструмента с непрерывно обновляющейся режущей кромкой для обработки труднообрабатываемых материалов и длинномерных заготовок

4. Разработка прецессионных планетарных передач для приводов различных технических систем

Факторы, повышающие трудоемкость обработки:

1. Высокие требования к точности

2. Использование высокопрочных материалов

Трудоемкость механической обработки в общем объеме трудоемкости снижается на 3-5% при комплексной оценке различных факторов, что приводит к снижению объема трудоемкости до 47%. Использование обработки давлением для производства заготовок значительно снижает трудоемкость механической обработки.

Все многообразие потребительских свойств технологического оборудования сводится к основным:

1. Производительность

2. Точность

3. Переналаживаемость(технологический диапазон использования)

4. Надежность

Эффективность ТО в условиях высокой стоимости может обеспечиваться интенсивной эксплуатацией с максимальным использованием фонда рабочего времени.

Увеличение производительности оценивается сокращением штучного времени , при этом. Сокращение основного времени возможно за счет повышения параметров режимов резания. Автоматизация ТО позволяет сокращать вспомогательное время и время обслуживания(применение ЧПУ) от 2-4 раз. В связи с необходимостью повышения производительности сокращается расчетная стойкость инструмента, поскольку стоимость инструмента (станкоминуты) на порядок выше стоимости 1 минуты работы инструмента, то стойкость инструмента снижается до 5-10 минут. На сегодняшний день опережающими темпами развиваются возможности инструмента. Вопросы автоматизации, контроля позволяют сокращать вспомогательное время. Системы контроля могут быть оперативными и пассивными. При определении точности ТО руководствуются стандартамиISO(у нас ГОСТ 25443-82Е) и (ГОСТ 8-82Е, ГОСТ 22267-76, ГОСТ 27843-88). Методы повышения точности:

1. Использование датчиков линейных и угловых перемещений узлов станка. Продаваемые современные станки с ЧПУ обеспечивают точность позиционирования 1-2 мкм, а у прецезионных ±0,05 мкм.

2. Аттестация (оценка) перемещений исполнительных звеньев ТО с помощью высокоточных компаматоров

3. Активный контроль готовых изделий с автоматическойподналадкой

4. Снижение влияния температурных деформаций, которые в общем балансе точности могут достигать 70%

5. Использование инструментальных материалов, допускающих малый размерный износ

6. Использование эффективных СОТС

Переналаживаемость оборудования заключается в возможности переналадки на изготовление различных изделий с целью расширения номенклатуры изделий. Методы повышения переналаживаемости:

1. Агрегатирование

2. Использование гибких производственных модулей, оснащенных двумя инструментальными магазинами

3. Оснащение набором приспособлений

4. Использование кинематических цепей с раздельным управлением на базе микропроцессорной техники

5. Использование ЧПУ

Методы повышения надежности:

1. Повышение надежности систем ЧПУ

2. Включение в систему управления подсистем автоматического диагностирования узлов

3. Повышение надежности механических систем

4. Снижение динамических нагрузок за счет уменьшения перемещающихся масс

5. Обеспечение надежными системами смазки

6. Применение систем очистки, охлаждения СОТС

7. Блочно-модульные построения узлов

8. Применение развитой системы диагностирования и индикации отказов

9. Своевременное осуществление профилактических и ремонтных работ

10. Использование высококвалифицированного персонала

Наиболее эффективно комплексное применение автоматизации ТО.В условиях массового производства широко применяются автоматические, роторные и роторноконвеерные линии, на которых производительность в 4-0 раз выше чем просто на автоматических линиях.

7. Привода главного движения станков с ЧПУ

При сохранении мощности можно изменять частоту вращения.

Основным способом регулирования является изменение подаваемого напряжения. Позволяет полностью отказаться от механических коробок и выполнить шпиндельную группу в виде отдельного унифицированного узла.

Сами мотор-шпиндели могут выпускаться с планетарным редуктором или через ременную передачу.

Приводы главного движения по блочному методу осуществляют ведущие производители QUASER, WEISSER, OKUMA, SIEMENS.