- •Введение
- •Проектирование металлорежущих станков и станочных систем
- •1. Процесс проектирования металлорежущих станков
- •1.1. Общие сведения о металлообрабатывающих
- •Станках
- •1.2. Исходные данные для проектирования мрс
- •1.3. Этапы проектирования станков
- •1.4. Проектные критерии
- •1.5. Автоматизации проектирования
- •Математической модели
- •1.6. Основные методические принципы автоматизированного проектирования
- •1.7. Структура сапр мрс
- •1.8. Оптимизация проектных решений
- •1.9. Связь конструирования с технологией производства
- •2. Компоновка станков
- •2.1. Исходные данные к выбору компоновки
- •2.2. Структурный анализ базовых компоновок
- •С подвижной стойкой
- •2.3. Выбор компоновки
- •2.4. Компоновка станочных систем
- •2.5. Унификация и агрегатирование
- •3. Выбор технических характеристик станков
- •3.1. Уточнение служебного назначения станков
- •3.2. Диапазон рабочих скоростей
- •В центрах на токарных станках больших размеров:
- •3.3. Особенности ступенчатого регулирования
- •3.4. Скорости вспомогательных движений
- •3.5. Мощность привода
- •3.6. Выбор расчетных нагрузок
- •4. Проектирование и расчет приводов станков
- •4.1. Приводы главного движения
- •4.1.1. Назначение приводов главного движения
- •4.1.2. Виды приводов
- •4.1.3. Требования к приводам
- •4.1.4. Виды и способы регулирования
- •4.1.5. Особенности проектирования и расчета привода главного движения станков
- •4.1.6. Определение мощности электродвигателя
- •4.2. Приводы подачи
- •Характеристики основных выходных звеньев приводов подачи
- •5. Шпиндельные узлы
- •6. Корпусные детали
- •7. Направляющие станков
- •7. Ходовые винты и гайки
- •8. Станочные системы
- •8.1. Классификация и основные типы станочных систем
- •8.2. Классификация и структура гибких производственных систем
- •8.3. Основные технико-экономические показатели
- •Часть 3
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.9. Связь конструирования с технологией производства
Комплексная автоматизация машиностроительного производства возможна лишь на основе объединения процесса конструирования с остальными этапами производственного процесса — технологической подготовкой производства, изготовлением деталей и сборкой машин. Такого рода интегрированное машиностроительное производство превращается в единую систему переработки информации и обработки материала.
При частичной автоматизации производства конструктор должен при разработке станка учитывать реальные возможности производственной базы и критерий минимизации затрат труда на изготовление нового станка. Существует ошибочное мнение, что можно спроектировать станок только исходя из его служебного назначения, а уже на последующих стадиях по заданным чертежам следует решать вопросы его изготовления. Но поскольку основное назначение станка связано с удешевлением производства деталей, то стоимость его в значительной мере влияет на экономическую эффективность конструкции. Уже в процессе конструирования станка конструктор должен на основе знаний в области технологии и организации производства искать наиболее удачные решения и по критерию минимальных затрат на изготовление новых моделей. При этом конструктор должен хорошо знать и учитывать конкретную производственную базу, на основе которой будут изготовлять детали станка и осуществлять сборку. Степень автоматизации производства и характер используемого оборудования оказывают значительное влияние на выбор конструкции. Это необходимо учитывать при решении вопроса компоновки, при составлении кинематической схемы, при разработке узлов станка и, особенно, при конструировании отдельных деталей. Иными словами, любая конструкция должна быть не только лучшей по своему функциональному назначению, но и реально изготовляемой в определенных конкретных условиях и при минимальных затратах труда.
2. Компоновка станков
2.1. Исходные данные к выбору компоновки
Компоновка станка – это система расположения узлов и направляющих станка, отличающаяся структурой, пропорциями и свойствами.
На этапе разработки технологической схемы построения станка, где в соответствии с технологической задачей определяют состав рабочих и установочных движений, число необходимых шпинделей, схему обработки, число различных по назначению позиций и т.д., получается схема, которая называется технологической компоновкой. Компоновка, раскрывающая состав и порядок сочетания координатных движений в станке, называется координатной. Компоновка, определяющая тип станка по разновидностям базовых узлов и другим признакам, называется базовой. Компоновка, уточняющая конструктивное исполнение и некоторые другие особенности станка, называется конструкционной.
Компоновка станка должна, прежде всего, обеспечивать заданный набор исполнительных движений, необходимых для формообразования детали в процессе ее обработки на станке. Относительные движения инструмента и заготовки, необходимые для формообразования, реализуются обычно совокупностью определенного числа прямолинейных и вращательных движений. Таким образом, главным исходным условием для компоновки станка является его кинематическая структура.
Совокупность движений инструмента и заготовки осуществляется в результате относительного перемещения одних узлов станка относительно других его узлов по соответствующим направляющим. Последовательность расположения подвижных узлов станка относительно инструмента, заготовки и неподвижного узла предопределяет основу компоновки. Изменение последовательности расположения подвижных узлов путем их перестановки приводит к некоторому множеству вариантов компоновки. Задача конструктора сводится к анализу различных вариантов и выбору оптимального варианта для данных конкретных условий. Помимо основных движений в станке, необходимых по условиям формообразования, на компоновку станка влияют также установочные перемещения, необходимые для настройки станка и осуществления различных вспомогательных операций.
Совокупность всего набора движений предопределяет множество принципиальных компоновок станка. Однако на базе выбранной принципиальной компоновки возможны дополнительные варианты оформления, связанные со следующими факторами.
Обеспечение технико-экономических показателей в значительной степени зависит от выбора компоновки станка.
Компоновка станка влияет на возможные резервы в повышении производительности вследствие повышения степени автоматизации. В большинстве случаев при выборе компоновки целесообразно обеспечивать возможность встраивания станка в автоматическую линию или автоматическое производство с обеспечением потока обрабатываемых деталей и с автоматизацией смены инструмента. Автоматизация вспомогательных операций облегчается при удачной компоновке по отводу стружки и охлаждающей жидкости.
Точность обработки существенно зависит от выбора компоновки станка, так как последняя влияет на жесткость несущей системы, на тепловой баланс и соответствующие температурные деформации.
От компоновки станка зависит схема нагружения несущей системы силами резания и массой подвижных и неподвижных узлов, а это в сильной степени влияет на величину и характер упругих перемещений. Особое значение имеют узлы, связанные с массивными обрабатываемыми деталями. Перемещение этих узлов вместе с заготовками в процессе обработки может сильно повлиять на перераспределение упругих деформаций и вызвать соответствующие погрешности обработки.
Универсальность станка также сильно влияет на окончательный выбор компоновки станка. При компоновке необходимо учитывать массу, габариты, транспортабельность, способы закрепления обрабатываемых деталей на данном станке для всего их множества. Кроме того, от компоновки станка зависит и его переналаживаемость. Для станков с ручным управлением очень важным фактором, влияющим на выбор компоновки, является удобство обслуживания.
Компоновка станка оказывает сильное влияние на экономическую эффективность станка, так как от выбора компоновки зависят металлоемкость, трудоемкость изготовления и сборки, занимаемая станком площадь и многие другие виды затрат как при изготовлении станка, так и в процессе его эксплуатации.