Материал: Особенности конструкции и комплектность станка. Дополнительная оснастка

МЦС освободил рабочего, как от силовых, так и от большинства логических функций. В этом отношении МЦС не просто автоматизированный вариант своих предшественников, а качественно новый станок, позволяющий организовать малолюдную технологию обработки заготовок. Автоматизация этих функций предопределила и качественно новые технологические возможности этих станков. Главным образом, эти возможности выражаются в преобразование практически неограниченного объема информации об обработке заготовки в рабочий процесс без участия человека. Эта особенность и является принципиальным отличием МЦС от обычных станков, и предопределяет дальнейшие пути развития МЦС с учетом пере-дачи функций рабочего не только машине, но и системе ЧПУ.

С проблемой сокращения сроков проектирования, освоения и эксплуатации МРС связано немало работ. Требование к сокращению сроков проектирования и освоения МРС привело к созданию таких направлений в машиностроении, как унификация, нормализация, стандартизация. Так, например, по данным ЭНИМСа, средние сроки проектирования автоматических линий на базе унифицированных сборочных единиц и деталей снижаются примерно в 6-8 раз по сравнению со временем проектирования тех же автоматических линий, скомпонованных из оригинальных сборочных единиц.

Наиболее приемлемым вариантом проектирования МЦС в настоящее время считается модульный принцип проектирования, научные основы формирования технических и компоновочных решений многоцелевых станков разработаны лауреатом премии Правительства РФ, проф. Аверьяновым О.И. Это положение обосновывается тем, что модульный принцип проектирования МЦС одновременно решает задачи двух концептуальных подхода изготовления продукции машиностроения. Первая концепция (технологическая) отражает особенность рыночного спроса на продукцию, которая сводиться к удовлетворению конкретных потребительских запросов покупателя. Вторая (конструкторская) - использование в компоновках МЦС, предназначенных для реализации первой концепции, заранее созданных узлов, обладающих законченными конструктивными и функциональными свойствами, т.е. модулями. Материалы многих международных выставок по станкостроению свидетельствуют о целесообразности использования этого принципа проектирования для МРС, работающих во многих производствах машиностроения.

Особую роль в металлообработке занимает технология обработки деталей на станках. Считается, что формирование технологии машиностроения как отрасли знания началось с появлением крупного машиностроения. Заметный вклад в развитие технологии машиностроения внесли наши соотечественники А. Чехов, М.В. Сидоров, Я.Батищев, А.К.Нартов и многие другие. Так, например, А.К.Нартов (1680-1756) разработал ряд технологических процессов изготовления различных изделий, создал для их осуществления оригинальные станки и инструменты.

Одним из первых, описавших накопленные опыт в технологии машиностроения, был профессор Московского университета И. Двигубский., который в 1807 г написал книгу " Начальные основания технологии или краткое описание работ на заводах и фабриках производимых". В 1885 г. вышла работа профессора И.И. Тиме (1838-1920) "Основа машиностроения, организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство работ". Профессор А.П. Гавриленко (1861-1914) издал книгу "Технология металлов", в которой был обобщен опыт развития технологии металлообработки. Долгие годы этот учебник был основным пособием, по которому училось несколько поколений русских инженеров.

В связи с бурным развитием техники в начале XX в. возникла необходимость обобщения опыта по разработке и осуществлению технологических процессов. В учебные программы вузов страны были включены дисциплины, описывающие технологические процессы изготовления машин, проектирование приспособлений, цехов и заводов.

На первом этапе они содержали главным образом описательный материал, обобщающий опыт изготовления изделий в отрасли.

Технология машиностроения стала формироваться как отрасль науки на основе обобщения результатов большого труда коллективов заводов, научно-исследовательских институтов, высших учебных заведений и работников науки и промышленности. Основы технологии машиностроения были созданы главным образом трудами российских ученых: Балакшина Б.С., Бородачева Н.А., Вотинова К.В., Дементьева В.И., Деменьюка Ф.С., Егорова М.Е., Зыкова А.А., Каширина А.И., Кована В.М., Корсакова В.С., Маталина А.А., Митрофанова С.П., Рыжова Э.В., Сателя Э.А., Соколовского А.П., Яхина А.Б. и многих других.

На основе перечисленных направлений и складывался парк МРС в машиностроении. Были разработаны методы классификации парка (работы Кваши Я.Б), академиком Львовым Д.С. рассмотрена структура парка с учетом классификации обрабатываемых деталей, базовые принципы классификации рабочих машин академиком Артоболевским И.И. предложено классифицировать исходя из технического назначения. Разработаны методики, основанные на прогнозных данных (работы Палтеровича Д.М.).

События 90-х годов резко изменили ситуацию на станкостроительных заводах, однако, понимая, что социальное благополучие страны во многом определяется его производственным потенциалом. В действующем парке оборудование с возрастом свыше 10 лет составляет более 70% и последние годы практически не обновляется. В отраслях-потребителях, парк МРС которых на 90% укомплектован отечественным оборудованием, идет старение основных фондов, ухудшается его структура, что влечет за собой существенный рост материальных и трудовых затрат в сфере машиностроения и металлообработки.

В настоящее время серийное производство в России составляет до 75-80% действующих производственных мощностей. Основную долю станочного парка в серий-ном производстве составляют универсальные МРС с РУ, которые, согласно классификации, разработанной еще в 30-х годах академиком Дикушиным В.И., делятся по технологическому признаку на токарные, фрезерные, зубообрабатывающие, шлифовальные и другие станки. Всего таких признаков этой классификации девять. Причем, каждый технологический признак в свою очередь делиться еще на девять признаков по разновидностям технологических операций в пределах одной технологической группы станков.

.        Производственный процесс и его элементы.

Производственным процессом называют все действия людей и орудий производства, требуемые на данном предприятии для производства или ремонта изделий. В него входят не только процессы, непосредственно связанные с трансформацией исходных материалов для получения автомобилей и их составных частей (основные процессы), но и вспомогательные, такие как изготовление инструмента и приспособлений, ремонт оборудования, а также обслуживающие процессы (внутризаводская транспортировка материалов и деталей, складские операции, контроль и др.), обеспечивающие возможность изготовления изделий.

Технологический процесс - часть производственного процесса, включающая действия по изменению и дальнейшему установлению состояния предмета производства. На авторемонтном предприятии используется большое количество технологических процессов: разборка, мойка, обработка давлением, механическая обработка резанием, термическая обработка, сборка, окраска и др. Составной единицей технологического процесса является операция.

Технологическая операция - часть технологического процесса, определяемая своей завершенностью, выполняемая на одном рабочем месте. Операция - основная расчетная единица при техническом нормировании процесса, проектировании производственных участков, определении себестоимости технологического процесса.

При выполнении операции выполняют несколько установок детали, т. е. устанавливают и закрепляют деталь несколько раз.

Установка - часть технологической операции, исполняемая при неизменной фиксации закреплением детали (заготовки) или собираемой сборочной единицы, с которой планируется производить работу.

Позиция - фиксированное положение, принимаемое обрабатываемой деталью или собираемым изделием вместе с подвижной частью приспособления по отношению к инструменту или станку в процессе выполнения операции. Деталь или сборочная единица, с которыми производятся операции по обработке, закрепленные в приспособлении, могут занимать несколько последовательных положений относительно инструмента, т. е. позиций.

Технологический переход - часть технологической операции, характеризуемая законченностью, постоянством используемого инструмента и поверхностей, создающихся обработкой или соединяемых при сборке.

Технологический переход - составная часть технологической операции. К примеру, при обработке точного отверстия его последовательно подвергают сверлению, зенкерованию и развертыванию. Каждый из перечисленных видов обработки является частью сверлильной операции и представляет собой технологические переходы.

Рабочий ход - законченная часть перехода, однократное перемещение инструмента по отношению к обрабатываемой детали, сопровождаемое изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств материала детали. Рабочий ход - составляющая часть технологического перехода.

Вспомогательный переход - это часть технологической операции, заключающаяся в действии человека или оборудования, характеризующаяся своей законченностью, которая не сопровождается изменением формы, размеров и шероховатости поверхностей, но необходима для выполнения технологического перехода. К вспомогательным переходам имеют отношение такие элементы, как установка и снятие детали со станка, замена инструмента и т. п. Вспомогательный переход - часть операции.

Вспомогательный ход - это часть технологического перехода, характеризующаяся законченностью, состоящая из разового перемещения инструмента относительно заготовки (детали), которая не сопровождается изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств детали, но бывает технологически необходима для выполнения рабочего хода. Вспомогательный ход - часть технического перехода.

.        Движение материальных ресурсов на машиностроительном предприятии.

В общем объеме материальных ресурсов значительное место занимают средства производства, являющиеся одновременно и предпосылкой, и результатом производства, его исходным и завершающим моментом. В процессе своего движения на различных стадиях производства и товарного обращения материальные ресурсы последовательно видоизменяются. Готовая продукция одного предприятия становится одним из исходных условий производства другого предприятия в виде "сырых" материалов, полуфабрикатов, топлива, оборудования и т. д. На каждой из этих стадий происходит образование материальных запасов, что означает некоторую приостановку движения средств производства. Но эта приостановка, будучи, по существу, замедлением движения, создает в то же время необходимое условие для непрерывности процесса производства и обращения. Продукция, вышедшая из производства, сохраняет товарную форму от момента ее изготовления до момента поступления к потребителю независимо от того, доставляется она им непосредственно или через оптово-торговые фирмы.

.        Образования поверхностей при обработке на станках.

Тело деталей машин ограничено геометрическими поверхностями, возникающими в процессе обработки. Это в основном плоскость, круговые и некруговые цилиндры, круговые и некруговые конусы, линейчатые и шаровые поверхности, имеющие определенную протяженность и взаимное расположение. Реальные поверхности, полученные в результате обработки на станках, отличаются от идеальных геометрических поверхностей. След кромки инструмента, трение между задней его поверхностью и обработанной поверхностью, пластические явления при отрыве отдельных слоев металла, упругие деформации поверхностных слоев, вибрации и другие явления, возникающие в процессе резания, создают на обработанной поверхности микронеровность и волнистость. Их допустимая величина зависит от служебного назначения поверхностей деталей машин и достигается различными методами обработки. Несмотря на это отличие, реальные геометрические поверхности могут быть получены теми же методами, что и идеальные.

Поверхности обрабатываемых деталей можно рассматривать как непрерывное множество последовательных геометрических положений (следов) движущейся производящей линии, называемой образующей, по другой производящей линии, называемой направляющей. Например, для получения плоскости необходимо образующую прямую линию 1 перемещать по направляющей прямой линии 2 (рис. 1, а). Цилиндрическая поверхность может быть получена при перемещении образующей прямой линии 1 по направляющей линии-окружности (рис. 1, б) или образующей окружности 1 вдоль направляющей прямой линии 2 (рис. 1, в). Рабочую поверхность зуба цилиндрического колеса можно получить, если образующую линию - эвольвенту 1 передвигать вдоль направляющей 2 (рис. 1, г) или, наоборот, образующую прямую 1 - по направляющей - эвольвенте 2 (рис. 1, д).

Рассмотренные поверхности называют обратимыми, так как их форма не изменяется, если поменять местами образующие линии с направляющими. В противоположность им этого нельзя сделать при образовании необратимых поверхностей. Например, если левый конец образующей прямой линии 1 перемещать по направляющей окружности 2, то получим круговую коническую поверхность (рис. 1, e). Но если окружность 2 сделать образующей и переместить вдоль направляющей прямой, то конус не получится. В этом случае необходимо, чтобы по мере перемещения окружности к точке О ее диаметр изменялся, достигая в вершине нуля. Такие поверхности называют также поверхностями с изменяющимися производящими линиями, в противоположность поверхностям, у которых производящие линии постоянны (рис. 1, а-д).

Большинство поверхностей деталей машин может быть образовано при использовании в качестве производящих линий прямой линии, окружности, эвольвенты, винтовой и ряда других линий. В реальных условиях обработки производящие линии не существуют. Они воспроизводятся комбинацией согласованных между собой вращательных и прямолинейных перемещений инструмента и заготовки. Движения, необходимые для образования производящих линий, называют рабочими формообразующими движениями. Они могут быть простыми, состоящими из одного движения, и сложными, состоящими из нескольких простых движений.

.        Виды движения исполнительных органов станков.

Для обработки заготовок на станках с ЧПУ, также как и на универсальных станках, необходимо сообщить режущему инструменту и заготовке определенный, как правило достаточно сложный, комплекс согласованных друг с другом движений. Эти движения подразделяются на основные (рабочие) и вспомогательные.

Основные движения - это движения исполнительных органов станка, благодаря которым непосредственно осуществляется процесс снятия стружки режущим инструментом с обрабатываемой заготовки. К основным движениям относятся главное движение и движение подач.

Главное движение обусловливает скорость процесса резания. Оно определяется как прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. При токарной обработке таким движением является вращательное движение заготовки. При фрезерной обработке, а также при сверлильной и расточной работах - вращательное движение режущего инструмента.

Движение подач обусловливает величину, скорость и характер взаимного перемещения инструмента и заготовки, предназначенного для того, чтобы распространить отделение срезаемого слоя материала на всю обрабатываемую поверхность заготовки. Движение подач может быть прямолинейным или по дуге, непрерывным или прерывистым, и оно всегда имеет скорость меньшую, чем главное движение. При токарной обработке движением подач являются перемещения суппорта с режущим инструментом. При фрезерной обработке и расточной работе - перемещения рабочего стола с заготовкой, при сверлильной работе - перемещения пиноли и т.п.