pronikov_a_s_1994_t_1 (Проектирование металлорежущих станков и станочных систем том 1)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ митдллоявкущих СТАНКОВ И СТАНОЧНЫХ СИСТЕМ СПРАВОЧНИК - УЧЕБНИК В ТРЕХ ТОМАХ ТОМ 1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАНКОВ Под общей редакцией д-ра техн. наук, Лауреата Государственной премии СССР, Заслуженного деятеля науки и техники РФ, профессора А.С. Проникова МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО «МАШИНОСТРОЕНИЕ» ИЗДАТЕЛЬСТВО МГТУ им. Н.Э. БАУМАНА Рекомендовано Госкомитетом Российской Федерации по высшему образованию в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Технология оборудования и автоматизация машиностроительных производств» и специальностям «Металлорежущие станки и инструменты» и «Технология машиностроения» ББК 34.63-5-02.я2 П79 УДК 621.9.06.001.63 (035) Федеральная целевая программа книгоиздания России Авторы тома: А.С.

Проников, О.И; Аверьянов, Ю.С. Аполлонов, В.С. Белов, А.И. Бельзецкий, С.Н. Борисов, Г.Н. Васильев, В.В. Громов, В.А. Исаченко, Ю.И. Кириллов, В.А. Кудинов, Г.Г. Лебяжьев, В.А. Лещенко, И.А. Ординарцев, В.Н. Подураев, А.В. Пуш, В.П. Романов, Б.И. Сапожников, В.В. Селезнева, В.А. Семенов, В.С. Стародубов, Е.И. Тавер, Л.П.

Толстых, Б.А. Усов, П.М. Чернянский Рецензенты: Кафедра «Станки» МГТУ «Станкин», инж. А.Е. Добровольский Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник — учебник. В 3-х т. Т. 1: Проектирование станков / А.С. Проников, О.И. Аверьянов, Ю.С. Аполлонов и др.; Под общ. ред. А.С. Проникова. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.З. Баумана: Машиностроение, 1994. — 444 с.: ил.

1ЯВИ 5-217-01246-3 18ВХ 5-7038-1261-5 ББК 34.63-5-02.я2 2705020000-122 П без объявления 098(2)-94 П 2705020000-648 КБ 52-232-92 038(01)-94 18ВМ 5-7038-1261-5 (т, 1„Изд-во МГТУ им. Н.З. Баумана) ИВЫ 5-7038-1259-3 (Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана) 18ВМ 5-217-01246-3 (т. 1, Машиностроение) - © А.С. Проников, О.И. Аверьянов, ИВЫ 5-217-01245-5 (Машиностроение) Ю.С. Аполлонов и др., 1994 В первом томе рассмотрены технические показатели станков, этапы проектирования, расчет основных параметров, выбор компоновки, методы расчета и оценки на стадии проектирования точности, жесткости„вибростойкости„теплостойкости и износостойкости станка, гидравлической и электрической схем, выбор привода и системы управления, методы художественного проектирования станка, а также методы испытания опытных образцов в целях подтверждения заложенных в проекте технических характеристик.

Учебник прошел успешную апробацию в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для студентов вузов, обучающихся по направлению «Технология оборудования и автоматизация машиностроительных производств» и специальностям «Металлорежущие станки и инструменты» и «Технология машиностроения», преподавателей, а также инженерно-технических работников, работающих в области станкостроения. Предисловие Предлагаемый трехтомный справочник ста-- вит своей целью дать студентам, осваивающим специальность разработчика современного автоматизированного технологического оборудования, методологические основы проектирования станков и станочных систем, основные методы расчета, справочные данные, типовые и оригинальные решения, перспективные направления разработок.

Металлорежущий станок и станочный модуль являются основой для построения современных технологических систем и производств, в том числе гибких. Трудно представить себе более разнообразные машины по размерам, конструктивному оформлению, техническим характеристикам и принципам действия, чем металлорежущие станки. При их создании используются все достижения машино- и приборостроения, электротехники и электроники, автоматики и информатики. Постоянный поиск новых решений для достижения прецизионности, производительности, надежности, экономичности и других требований потребителей приводит к частой смене моделей станков, к непрерывному появлению конкурирующих конструкций.

Преимущество получает та фирма, которая обеспечивает более высокие технические характеристики и расширяет технологические возможности станка и станочной системы, дает гарантию сохранения показателей качества станка в течение всего периода эксплуатации и в возможно более короткий срок осуществляет выпуск новой работоспособной конструкции. Поэтому создатели новой техники должны использовать все достижения науки о станках, анализировать тенденции развития станкостроения, широко применять автоматизированные методы расчета и проектирования, владеть методологией, позволяющей принимать правильные решения для достижения поставленных целей, использовать накопленный опыт, оперативно применять справочные материалы и стандарты, находить оптимальные пути для обеспечения высших технических характеристик создаваемых моделей станков, и в первую очередь, их качества, надежности и производительности при наименьших затратах времени и рациональном использовании средств.

Научно-техническая литература в области станкостроения весьма обширна, однако справочной литературы, отражающей все основные аспекты сложного процесса проектирования станков и станочных систем, явно недостаточно. Кроме того, переход технических вузов на глобальные планы обучения требует создания учебников нового типа, формирующих специалистов широкого профиля. Задача предлагаемого издания — восполнить этот пробел.

В справочнике даны материалы, которые помогут студентам приобрести навыки расчета и проектирования станков и станочных систем. В т. 1 рассмотрены вопросы, относящиеся к станку в целом, методология его создания и получения заданных технических характеристик; в т. 2 описаны методы расчета и конструирования основных узлов, механизмов и элементов станка; в т. 3 даны основы проектирования станочных модулей и, в первую очередь, для гибких производственных систем.

Авторами справочника являются ведущие специалисты в области станкостроения — ученые, конструкторы, организаторы производства, разработчики новой техники, преподаватели вузов. Г.вава 1 Состояние и основные тенденции развития станков и станочных систем 1. 1 ° Станочный парк Станкостроение — базовая отрасль машиностроения. Парк металлообрабатывающего оборудования определяет производственно-технический и экономический потенциал машиностроительного комплекса. Станки, машины и оснастка, производимые станкостроением, составляют примерно 60 Я активной части промышленно-производственных фондов машиностроения. Недооценка необходимости опережающего развития станкостроения ведет к низкому уровню производительности труда, неудовлетворительному качеству продукции, дефициту рабочей силы, медленным темпам обновления продукции и ее высокой стоимости.

На рис. 1.1 приведены предполагаемые соотношения фактических и прогнозируемых объемов выпуска продукции машиностроения, парка металлорежущих станков и демографический прогноз численности станочников на период до 2000 г. Генеральной тенденцией развития машиностроения является его автоматизация на базе станков с ЧПУ, автоматов и полуавтоматов, роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ), автоматических линий (АЛ), в том числе гибких (ГАЛ), переналаживаемых (ПАЛ) и роторно-конвейерных (АРКЛ), а также гибких производствеи ых систем (ГПС) и участков (ГПУ). На рис. 1.2 показаны области рационального использования металлорежущего оборудования в зависимости от номенклатуры и размера партий. Для массового производства характерно испол ьзование высокопроизводительного малопереналаживаемого оборудования — АЛ, АРКЛ.

Серийное производство, в котором изготовляется более 75 Я всей продукции машиностроения, должно обеспечиваться оборудованием, сочетающим достаточно высокую производительность с необходимыми универсальностью и гибкостью, что дает воз- можность интенсивного обновления продукции без существенной замены основных фондов. Как правило, такие возможности дает оборудование с ЧПУ, в особенности многоцелевые станки. Другим принципом, позволяющим снизить потери производительности вследствие переналадок, является использование групповой тех- нологии. Сочетание групповой технологии с гиб- костью оборудования позволяет в серийном производстве обеспечить интенсивные темпы обновления продукции при сохранении вы- сокой производительности. Значительная часть станочного парка страны (около 2800 тыс. единиц) находится в не- машиностроительных отраслях, в основном в ремонтно-механических цехах.

Это в основном универсальное оборудование, используемое недостаточно эффективно в отношении как рабочего времени, так и технологических возможностей, Развитие этой части станочного парка требует: оснащения его универсальным оборудованием с умеренной степенью автоматизации и расширенными технологическими возможностями с одновременным уменьшением числа станков за счет повышения на- дежности работы машин и механизмов, организации фирменного и территориального сервиса, а также увеличения производства запасных частей и сокращения сроков их полу- чения. Рост трудоемкости механообработки связан с ростом объема продукции машиностроения (см. рис.

1.1). Однако он не пропорционален росту этого объема. Ряд факторов снижает трудоемкость обработки благодаря следующим причинам: приближению формы заготовки к форме изделия; специализации производства; повышению уровня автоматизации, осна- щенности и надежности используемого оборудования; росту режимов обработки благодаря использованию новых инструментальных материалов и износостоиких покрытии, автоматичес- кой смены инструментов.