Металлорежущее оборудование машиностроительного производства

Металлорежущее оборудование машиностроительного производства

Металлорежущие станки являются основным видом технологического оборудования машиностроительных предприятий, количественно опережая все его остальные виды. Число металлорежущих станков, их технический уровень и состояние в значительной степени определяют эффективность разрабатываемых технологических процессов.

Металлорежущим станком называется технологическая машина, предназначенная для размерной обработки металлических и неметаллических заготовок с целью получения деталей заданной формы и размеров с требуемой точностью и качеством поверхности. Как правило, на станках осуществляется обработка резанием, при которой с поверхности заготовки в виде стружки удаляется припуск, снимаемый с помощью режущего инструмента. Кроме того, к металлорежущим станкам относят также технологическое оборудование, в котором для размерной обработки используются электрохимические и электрофизические методы удаления припуска.

Классификация, структура и система обозначения станков

В зависимости от характера выполняемой работы станки классифицируются на девять групп:

1 - токарные станки;

2 - сверлильные и расточные станки;

3 - шлифовальные и заточные станки;

Рекомендуемые материалы

4 - комбинированные и станки для физико-химической обработки;

5 - зубо - и резьбообрабатывающие станки;

6 – фрезерные;

7 - строгальные, долбежные и протяжные;

8 – отрезные;

9 - разные.

         Первая группа токарных станков состоит из станков для обработки поверхностей вращения. Объединяющим признаком станков этой группы является использование в качестве движения резания вращательного движения заготовки.

         Вторая группа сверлильных и расточных станков предназначена для обработки цилиндрических, конических и резьбовых отверстий. Движение резания - вращательное движение инструмента, которому сообщается также и движение подачи.

         Третья группа шлифовальных станков объединяется по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных шлифовальных кругов.

         Четвертая группа комбинированных станков включает полировальные и доводочные станки, использующие в качестве режущего инструмента абразивные бруски, ленты, пасты и порошки.

         Пятая группа зубообрабатывающих станков включает все станки для обработки зубчатых колес, а также для шлифования резьбовых поверхностей.

         Шестая группа фрезерных станков использует в качестве режущего инструмента многолезвийные инструменты - фрезы.

         Седьмая группа станков объединена по признаку использования в качестве движения резания прямолинейного возвратно-поступательного движения резца или обрабатываемой детали.

         Восьмая группа отрезных станков включает все станки, предназначенные для разрезки и распиловки катаных материалов (прутки, уголки, швеллеры) и заготовок различного профиля.

         Девятая группа объединяет разные и вспомогательные станки, не вошедшие ни в одну из перечисленных выше групп.

В каждой группе предусмотрены девять типов станков, отличающихся друг от друга технологическим назначением (например, протяжные станки для внутренней обработки), расположением их главных рабочих органов (например, горизонтально-протяжные), степенью автоматизации (полуавтомат или автомат). Например, в группе токарных станков имеются:

автоматы и полуавтоматы одношпиндельные (1 тип);

автоматы и полуавтоматы многошпиндельные (2 тип);

револьверные (3 тип);

токарно-револьверные полуавтоматы (4 тип);

карусельные (5 тип);

токарно-винторезные и лоботокарные (6 тип);

многорезцовые и копировальные (7 тип);

специализированные (8 тип);

разные (9 тип).

Группа фрезерных станков также состоит из станков девяти типов:

 вертикально-фрезерные консольные (1 тип);

фрезерные непрерывного действия (2 тип);

продольные одностоечные (3 тип);

копировальные и гравировальные (4 тип);

вертикально-фрезерные бесконсольные (5 тип);

продольные двухстоечные (6 тип);

широкоуниверсальные (7 тип);

горизонтально-фрезерные консольные (8 тип);

разные (9 тип).

По степени универсальности станки подразделяются на:

· универсальные - для выполнения разнообразных операций при обработке деталей широкой номенклатуры. К числу универсальных относятся токарно-винторезные, вертикально- и радиально-сверлильные, консольно-фрезерные, кругло-внутри- и плоскошлифовальные станки и др. На этих станках производится частая смена обрабатываемых деталей, и следовательно, частая переналадка. Эти станки используются в единичном и мелкосерийном производстве;

· специализированные станки предназначены для обработки однотипных деталей, сходных по конфигурации, но имеющих различные размеры. (например, станки зубообрабатывающие, станки для обработки коленчатых валов и т.п.). Специализированные станки имеют высокую степень автоматизации и используются в серийном и крупносерийном производстве, при больших партиях обрабатываемых деталей, требующих редкой переналадки;

· специальные станки используются для обработки одной или нескольких почти одинаковых деталей (например, турбинных лопаток) в условиях крупносерийного и массового производства.

         По степени автоматизации - различают простые (неавтоматизиро­ванные) станки, полуавтоматы и автоматы. На простых станках механизированы только рабочие движения инструмента и заготовки. Остальные движения: установка заготовки, подвод инструмента, изменение режима резания и т.п. - выполняются вручную. В полуавтоматах автоматизированы все движения, составляющие цикл обработки, за исключением установки и снятия детали. Автоматами - называются станки, на которых весь цикл обработки осуществляется автоматически. Рабочий лишь периодически загружает в станок партию заготовок и контролирует качество поверхности обработанных деталей.

         По степени точности - станки подразделяют на пять классов: нормальной точности - Н; повышенной - П; высокой - В; особо-высокой - А; особо-точной - С. Большинство универсальных станков относится к классу Н. Эти станки предназначены для обработки деталей с точностью 7-10 квалитетов. При переходе к станку более высокого класса точности выдерживаемый допуск обрабатываемой детали ужесточается в 1,6 раза. Станки классов В, А и С работают в специальных термоконстантных помещениях,  в которых поддерживаются постоянные температура и влажность.

         По массе - станки  делят на легкие (до 1т), средние (до 10т) и тяжелые (св.10т). В свою очередь, тяжелые станки делятся на крупные (до 30т), тяжелые (до 100т) и уникальные (св.100т).

         Обозначение станков - основано на принятой единой системе обозначений универсальных и наиболее распространенных специализированных станков. Эта система позволяет присваивать каждой модели станка индекс (шифр), содержащий краткую техническую характеристику станка. Индекс модели станка состоит из трех-четырех цифр и обычно включает в себя одну или несколько прописных букв русского алфавита. Первая цифра указывает группу станка, вторая - его тип, третья и четвертая - один из основных параметров станка или обрабатываемой детали. Буква после первой или второй цифры индекса указывает на модернизацию (конструктивное улучшение) базовой модели станка, причем станок чем более модернизирован, тем дальше эти буквы от начала алфавита. Буква в конце индекса указывает на модификацию базовой модели (видоизменение).

Для токарных, круглошлифовальных и зубообрабатывающих станков основным параметром является наибольший диаметр обрабатываемой детали, для сверлильных и внутришлифовальных станков - наибольший диаметр обрабатываемого отверстия, для фрезерных и плоскошлифовальных станков - размеры рабочей поверхности стола; для поперечно-строгальных и долбежных станков - наибольший ход ползуна.

Рассмотрим несколько примеров. Станок модели 1К62 (рис. 6.1.) расшифровывается следующим образом: станок токарно-винторезный (первые две цифры) с высотой центров над станиной – 200мм (третья цифра), очередной модернизации – К. Станок модели 2А135 (рис. 6.2) – станок вертикално-сверлильный (первые две цифры) с наибольшим диаметром обрабатываемого отверстия 35мм (две последние цифры) первой модернизации - А.

         Структура металлорежущего станка - основой любого станка являются его более или менее крупные детали (корпусные), которые в совокупности определяют его контур и образуют несущую систему станка. Компоновкой станка называется рациональное расположение основных узлов станка по отношению к обрабатываемой детали и друг к другу. Несмотря на большое число и разнообразие конструкций станков в их устройстве есть много общего. На рис.6.3 показаны практически все составные части любого металлорежущего станка, которые по исполняемым функциям можно свести к четырем группам: несущей части (станине), приводу, системе управления и вспомогательным устройствам.

Металлорежущий станок
Несущая система	Привод	Система управления	Вспомогательные устройства
Опорные элементы (станины, плиты, стойки)	Двигатель Передача	Ручная		Системы смазки, охлаждения, стружкоудаления
Автоматическая
Механическая
Исполнительные органы (шпиндель, суппорт,  планшайба)	Гидравлическая
Электронная

Рис. 6.3. Структурная схема станка в обобщенном виде

В несущую систему входят опорные элементы и исполнительные элементы станка. Основным опорным элементом любого станка является станина, на которой монтируются остальные узлы и механизмы станка. Исполнительными органами станка называются его подвижные детали и узлы, сообщающие режущему инструменту и обрабатываемой заготовке необходимые движения.

Рекомендация для Вас - 16 Метод множителей Лагранжа.

Приводом называется совокупность устройств, приводящих в движение исполнительные органы станка. Обычный привод состоит из электродвигателя и передаточного механизма. Наряду с электромеханическим приводом применяют также гидропривод. Регулирование скорости движения исполнительных органов производится как двигателем привода, так и передаточными механизмами (коробкой скоростей, коробкой подач и т.п.).

Система управления станком может быть ручной или автоматической. Ручное управление осуществляется рабочим с помощью рукояток, маховичков, кнопок и т.п. Автоматическое управление выполняется по заданной программе и может быть механическим, гидравлическим или электронным. Вспомогательные устройства обслуживают процесс обработки: обеспечивают смазывание станка, охлаждение зоны резания, автоматическую уборку стружки и т.п.

         Движения в станке - различают рабочие (основные), вспомогательные и движения управления. Рабочими называются взаимно-согласованные движения режущего инструмента и обрабатываемой заготовки, непосредственно связанные с процессом резания. Эти движения являются формообразующими, т.е. определяющими форму обрабатываемой поверхности. Рабочие движения делятся на главное движение и движение подач. Главное движение (движение резания) обеспечивает отделение стружки от заготовки. Оно осуществляется с наибольшей скоростью, со значительным усилием и на него затрачивается основная часть мощности привода станка.  В зависимости от вида обработки движение резания может быть либо вращательным (в большинстве случаев), либо прямолинейным возвратно-поступательным и может осуществляться либо инструментом, либо заготовкой.

         Движение подачи позволяет подводить под режущую кромку инструмента все новые участки поверхности заготовки и тем самым распространить процесс резания на всю обрабатываемую поверхность. В большинстве случаев подача осуществляется прямолинейно, однако применяется также подача вращательным движением (круговой подачей). Движение подачи может совершать либо инструмент (токарные, сверлильные, поперечно-строгальные станки), либо заготовка (фрезерные, продольно-строгальные). Обработка заготовки на шлифовальных станках ведется с двумя-тремя подачами. На протяжных станках движение подачи отсутствует (подача обеспечивается конструкцией инструмента). На станках с возвратно-поступательным главным движением (строгальные, долбежные) подача выполняется прерывисто (периодически) в конце холостого хода.

Вспомогательными называются движения, подготавливающие процесс резания, но сами в нем не участвующие. К ним относятся движения, связанные с установкой и закреплением заготовки, подводом и отводом инструментов, удалением стружки и т.п.

Движениями управления осуществляется пуск и остановка станка, переключение скоростей и подач и других исполнительных органов. Вспомогательные движения и движения управления осуществляются вручную или автоматически.