Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Доступным стало экспериментальное измерительное оборудование, позволяющее с высокой точностью и дискретностью получать данныео процессе резания в реальном времени.У разных материалов свои диапазоны скоростей резания, при которыхскорость обработки оптимальна. При обработке труднообрабатываемых материалов (никелевые и титановые сплавы) чаще всего ограничением для повышения скорости резания является чрезмерный износ режущего инструмента, а при обработке легкообрабатываемых материалов ( алюминиевые сплавы,армированный пластик)-невозможность шпинделя станка развить необходимую для высокой скорости резания частоту вращения.
Ниже для различных материалов приведены примерные диапазоны скоростей резания приобычной (числитель) и высокоскоростной (знаменатель) обработке, м/мин:Никелевые сплавы...................................Титановые сплавы...................................Сталь...................... ...... ............. ..........
......Чугун........................................................Бронза.......................................................Аmоминиевые сплавы.............................Армированный пластик..........................ИсследованиеК2X10Five фирмыобработкиHuronалюминиевого10 ... 20 / 40 ... 5001О ... 70 / 11 О .. .
1 ООО10 ... 120 / 600 ... 4 ООО10... 300 / 1 000 ... 5 ООО10 ... 500 / 1 100 ... 6 ООО10... 600 / 1 500 ... 8 ООО10... 700 / 2 000 ... 9 ОООсплаваАМг65настанках(Франция) позволили экспериментально подтвердить преимущества этой гипотезы при высокоскоростной обработке. С по-9.5. Выбор режимов резания при многоинструментальной обработке19мощью динамометра фирмы Кistler (Швейцария) бьmи получены зависимости изменения силы резания при уменьшении глубины резания и повышениискорости резания и подачи; разработана методика ускоренного проведенияэксперимента, обеспечивающая быстрый поиск повьШiенных режимов.Результаты экспериментальных исследований по подбору оmимальногосоотношения между глубиной резанияи скоростью подачи Vs приведеныtниже:F,H ................................Vs, м/мин .......................t,мм ...............................1534,82,5173431466217381,5191121,6Повышение производительности исследовали путем пропорциональногоувеличения частоты вращения шпинделя nшп и скорости минутной подачи Vsпри постоянной подаче на зуб (табл.Таблица9.1).9.1Влияние скорости резания v и скорости минутной подачи Vsна прирост производительности ЛQ обработкиF,Hv, м/минVs, мм/минVстр•, см3/минЛQ,%7 5008 ООО172,155185535 62562-6,25146,32ООО66о8 500294,795876 375706,259 ООО9 500253,03190,016226 7507 125747812,5018,7510 ООО10 50011 ООО166,75165,05132,346917267 5007 8758 2508325,00879131,2537,50- 1nшп, мИR6577606• Объем снимаемой стружки.Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что правильно подобранные значения глубины и скорости резания дают существенный прирост производительности.
Снижение силы резания можно оценитькак потенциал для компенсации возрастающего вследствие увеличения скорости резания износа инструмента.Осмотр пластин с помощью микроскопа МБС-1 О показал, что износ режущей кромки инструмента не превышал критического значенияанализе зоны износа на сканирующем растровом50 мкм.
Примикроскопе установленоналичие процесса наростообразования на кромках режущего инструмента,однако его скорость была несущественно выше, чем при обычно применяемых скоростях резания.Представляется также очевидной эффективность применения токарнойвысокоскоростной обработки (табл.9.2).При этом качество обработанных9. Основы проектирования автоматов и автоматических линий20деталей (шероховатость, острые кромки), начиная с частоты вращения шпинделя nшп = 600 мин-l, оставалось неизменно хорошим.Таблица9.2Результаты измерения составляющих силы резанияпри токарной обработке цилиндрической заготовки из алюминиевого сплавапри глубине резанияv, м/мин1002004006008001 ОООt = 1 мм- 1nпт, мин3206601 30020002 8003 600FxF,Fzн15068484239361275941373432238175157153151150Повьппение скорости резания при токарной обработке привело к многократному повьппению производительности, существенному снижению вибраций и уменьшению всех составляющих силы резания.
Последнее особенно важно для обработки изделий, имеющих зоны тонкого профиля, поскольку расширяет технологические возможности применяемого метода механообработки.Контрольные вопросы1. Каковы варианты выбора структуры станков-автоматов?2. Перечислите основные преимущества автоматизации набазе роторныхмашин.3.На чем основана возможность повьппения производительности при использовании последовательного агрегирования рабочих машин?4.Приведите основные положения методики параллельного агрегатирования рабочих машин.5.Приведите примеры структуры автоматических линий, где для повышенияпроизводительностииспользованметодпоследовательно-параллельного агрегатирования рабочих машин.6.Какие современные металлорежущие станки с ЧПУ конструируют сиспользованием законов агрегатирования рабочих машин?7.С чем связана проблематика назначения режимов резания при многоинструментальной механообработке?8.Как соотносятся между собой технологическая, цикловая и фактическая производительность рабочих машин?9.
Какими факторами определяются внецикловые потери по инструменту?1О. Как влияет наличие накопителей на производительность автоматических линий?10. СИСТЕМЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯМЕТАЛЛОРЕЖУЩИМИ СТАНКАМИ10.1. ПРОЦЕСС УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМИСТАНКАМИ, ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ,ИХ ХАРАКТЕРИСТИКАВажной задачей при проектировании металлорежущих станков с автоматическим управлением является выбор и разработка соответствующей системы программного управления (ПУ) данными станками.Эту задачу решают исходя из вида изготовляемых деталей, их количества(массовое, крупносерийное, среднесерийное, мелкосерийное производство),типа применяемых станков (токарные, фрезерные, сверлильные, многоцелевые, шлифовальные и др.), технических и технологических возможностейиспользуемых станков (размеров обрабатываемых заготовок, их материала,типа и количества необходимых режущих инструментов, требований по точности обработки и др.).При изготовлении деталей в массовом и крупносерийном производстведолжен обеспечиваться выпуск большого количества одинаковых деталей(сотни тысяч и даже миллионы штук).
Для этого применяют высокопроизводительныеполуавтоматы,автоматы,автоматическиелинии,цехаавтоматы и даже заводы-автоматы, которые должны в течение длительногосрока выпускать одинаковые детали с высокой производительностью. Однако таких деталей в машиностроении относительно немного(20 ... 25 %).Большую же часть деталей изготовляют в среднесерийном и мелкосерийномпроизводстве в небольших количествах (несколько сотен или даже несколько десятков штук). При этом разнообразие этих деталей (размеры, форма,материал, точность обработки) очень большое.
Поэтому металлорежущиестанки, на которых производят данные детали, должны быть широкоуниверсальными и иметь высокую мобильность (быструю переналаживаемостьна выпуск других деталей).В среднесерийном и особенно мелкосерийном производстве детали изготовляливосновномна универсальныхстанкахсручнымуправлением,итолько в ряде случаев применяют агрегатные станки с системами цикловогопрограммного управления (ЦПУ) и станки со следящими копировальнымисистемами управления. Считалось практически невозможным создать станокс системой ПУ, который обладал бы при этом высокой производительностьюи высокой мобильностью.1О.22Системы программного управления металлоре:жущими станкамиРазвитие электроники и вычислительной техники, внедрение в производство микроЭВМ привело к разработке и широкому применению в промышленности металлорежущих станков с ЧПУ и построенных на их основе многоцелевых станков(обрабатывающихцентров), роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей и систем, имеющихпри достаточно высокой производительности высокую мобильность.Обработкой заготовокна обычных универсальных станках операторуправляет вручную.На первом этапе оператор проводит наладку станка: подбирает и устанавливает необходимые режущие инструменты, патрон для зажима заготовки,другие приспособления(еслинеобходимо); устанавливает требуемые режимы обработки (частоту вращения шпинделя, подачи) и закрепляет на рабочеморгане станка заготовку.На втором этапе оператор включает и отключает станок, подводит передобработкой заготовки и отводит после обработки рабочие органы станка,включает и отключает подачу смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ),осуществляет(еслинеобходимо) рабочую подачу инструмента или простовключает механический привод рабочего органа станка с инструментом.В процессе обработки заготовки оператор переключает режимы резания, вводит в работу другие режущие инструменты, проводит(еслинеобходимо)промежуточный контроль точности обработки заготовки.На третьем этапе после окончания обработки заготовки оператор отключает подачу СОЖ, останавливает станок, разжимает и снимает изготовленную деталь, проводит ( если необходимо) ее окончательный контроль, удаляетстружку, осуществляет ( если необходимо) регулировку и поднастройку узловстанка и готовится к производству следующей детали.Универсальные станки для вьmолнения указанных функций управленияоператором имеют большое количество различных рукояток и кнопок управления.Главные недостатки управления станком вручную :низкаяпроизводительность,втомчислевследствиеневозможностиуправлять одновременно несколькими рабочими органами станка; снижениепроизводительности в связи с усталостью оператора ( особенно в конце смены), наличие перерывов в его работе (обоснованных и не обоснованных);нестабильное качество обработки заготовок в течение рабочей смены(ухудшение внимания оператора из-за усталости);иногда недостаточная профессиональная подготовка оператора, что влияет на производительность и качество обработки заготовок;увеличивающийся с каждым годом дефицит необходимой высокопрофессиональной рабочей силы и ее высокая стоимость;непрестижность данной работы и значительные физические нагрузки.Поэтому после появления универсальных станков возникла задача частичной или полной автоматизации их управления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
