Краткое содержание дисциплины. Задачи, поставленные при её изучении. Связь с другими дисциплинами

УРОК № 1

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1 Основные понятия о технологическом оборудовании

Узлы и механизмы.

Классификация технологического оборудования

ТЕМА УРОКА « Классификация технологического оборудования »

ЦЕЛИ УРОКА:

Дидактическая: создание условий для формирования знаний о задачах, поставленных при изучении дисциплины, роли её в системе подготовки специалиста по специальности 15.02.08; об основных видах формоизменяющего и вспомога­тельного оборудования машиностроительных производств, о классификации станков, об обозначении отечественного оборудования.

Воспитательная: воспитание познавательного интереса, осознанного отношения к процессу обучения.

Развивающая: развитие умения правильно воспринимать и ак­тивно запоминать новую информацию.

ОСНАЩЕНИЕ УРОКА:

1  Литература по дисциплине

2  ММК

3 Модели оборудования

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: беседа с элементами демонстрации, с привлечением студентов к изучению новой темы, анализом конкретных ситуаций, информационно-комуникационные, здоровьесберегающие.

       ВИД ЗАНЯТИЯ: урок

ПЛАН УРОКА:

1  Введение.

Краткое содержание дисциплины. Задачи, поставленные при её изу­чении  Связь с другими дисциплинами.  Литература по дисциплине

2  Классификация технологического оборудования отрасли

3 Классификация металлорежущих станков

4 Обозначение моделей станков

ЗАДАНИЕ НА ДОМ: прочитать конспект, получить в библиотеке учеб­ную литературу.

УРОК № 1     ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ.

«Классификация технологического оборудования»

Введение

Краткое содержание дисциплины. Задачи, поставленные при её изучении. Связь с другими дисциплинами.

Машиностроение - одна из базовых отраслей страны. Оно опреде­ляет производственный потенциал России, обеспечивает устойчивое функционирование промышленных комплексов и составляет 20% объёма промышленного производства Российской Федерации.

Станкостроение называют колыбелью техники. И это не случай­но. Атомный ледокол и микрозонд, большой азимутальный телескоп и хлебоуборочный комбайн - все это создано на станках.

По сравнению с 1999 г. производство станков увеличилось в 2,3 раза, а станков с ЧПУ - в 5,3 раза. Произведённое в РФ металлообрабатывающее оборудование экспорти­руется в 62 страны.

Машиностроительные заводы выпускают готовые изделия и полу­фабрикаты, получаемые литьем, обработкой давлением, сваркой и резани­ем. Основным оборудованием машиностроительных заводов являются ме­таллорежущие станки и прессы.

Развитию русского станкостроения в XVII и в первой половине XVIII в. во многом способствовали труды выдающегося русского стан­костроителя А.К. Нартова.  В 20-х годах XVIII в. он демонстрировал под­ручник резца с винтовым приводом подачи. Последовательно развивая идею самоподачи суппорта, Нартов реализовал её в 1729 г., создав токарно-копировальный станок, ныне находящийся в Эрмитаже.

Современник Нартова Марк Сидоров в 1714 г. изготовил многопози­ционный станок, который мог сверлить одновременно 24 ружейных ство­ла. Через год бывший солдат Ораниенбаумского батальона Яков Батищев создал хонинговальную, или, как тогда говорили, обтиральную машину для одновременной отделки 12 стволов. Машина осуществляла возвратно-поступательное и вращательное движение инструмента с помощью храпо­вого механизма. Станки Сидорова и Батищева оказались столь удачными, что проработали более 100 лет.

Новые технологические процессы, предложенные нашими мастерами и техниками в XVIII в., позволили освоить производство взаимозаменяемых деталей и узлов на 70-80 лет раньше, чем в Европе. Характерно, что русские ученые всегда откликались на нужды практики, занимаясь созданием машин, в которых ощущалась острая потребность. Так, при возведении Усть-Рудитской стекольной фабрики М.В. Ломоносов разработан не только вододействующие установки, но и новые станки для произ­водства бисера, стекляруса, мозаичных смальт. Он изобрел оригинальные инструменты и механические приборы для испытания материалов, сконструировал оригинальные лобовые и сферотокарные (для обработки линз) станки.

Продолжателем дела М.В. Ломоносова в области создания механичес­ких устройств был гениальный русский изобретатель И.Н. Кулибин. Пост­роенные им приборы, строительные, сельскохозяйственные и транспорт­ные средства до сих пор изумляют людей. Современником Кулибина был знаменитый английский изобретатель Джеймс Уатт, создавший паровой двигатель. Паровая машина явилась стимулом для дальнейшего развития металлообрабатывающего оборудования. Наш великий соотечественник И.И. Ползунов на 20 лет опередил Д. Уатта, еще в 1765 году построив в Барнауле паровую машину. Вместе со своими учениками И.И. Ползунов изготовил инструмент и создал станки для токарной обработки паро­вых цилиндров длинной 3 м.

Деятельность новаторов машиностроения была тесно связана с соз­данием новых станков. Например, пионеры русского рельсового транспор­та отец и сын Фроловы явились и зачинателями рельсо-делательного производства. Другая династия - отец и сын Черепановы, создавшие первый русский паровоз, одновременно выполняли и все «механические занятия» по девяти нижнетагильским заводам.

Крупный вклад в развитие станкостроения внес англичанин Г. Модс­ли. Помимо механизированного суппорта, системы смены зубчатых ко­лес, микрометра, устройств автоматического останова он создал токарно-винторезный станок с крестовым суппортом, отрезной и маятниковой пилой, многошпиндельный сверлильный, долбежный, поперечно-строгаль­ный, зубострогальный, расточный и модификации фрезерных станков.

В начале XIX в. в России родилась новая наука - технология. В основу её легли достигнутые в XVI в. успехи по взаимозаменяемости узлов при изготовлении и сборке оружия. Положение этой науки сформу­лировал академик В.М. Севергин, на десятки лет опередив западных маши­ностроителей. В 1870 г. Русский профессор И.А. Тиме положил начало нау­ке обработки металлов. Он раскрыл сущность процесса резания, дал фор­мулу для подсчета действующих сил. Спустя шесть лет его соотечествен­ник, профессор артиллерийской академии А.В. Гадолин, исходя из опти­мальной скорости резания, предложил геометрический ряд коробок ско­ростей, ныне принятый во всем мире. Уже будучи академиком, он обосно­вал общую теорию упругости и сопротивления материалов, дал расчет многослойных артиллерийских стволов и труб на прочность, разрабо­тан курс технологии механической обработки металлов и дерева.

С конца XIX в. обработка резанием развивалась параллельно с со­вершенствованием инструментальных материалов, технологии и конструи­рования станков. Это привело к повышению скоростей резания и подачи, возрастанию жёсткости конструкции, росту мощности привода, улуч­шению механики станка. Значительный вклад в станкостроение внесли рус­ские ученые К.А. Зворыкин, А.А. Брике, Я.Г. Усачев, Н.П. Гавриленко, П.Л. Чебышев. В частности, работавший в области конструирования морских и речных судов К.А. Зворыкин в 1893 г. опубликован книгу "Усилие и рабо­та, необходимые для отделения стружек", в основу которой были положены исследования, проведенные на строгальном станке с помощью гидравличес­кого динамометра. Подобные устройства еще долгое время были неизвест­ны на Западе. Так, президент американского общества инженеров-механи­ков Ф. Тейлор, выпустивший в 1903 г. свой знаменитый труд "Об искусстве резания металлов», при измерении сил резания прибегал к обычному ры­чагу. Теоретические исследования К.А. Зворыкина были настолько глубо­ки, что крупнейшие иностранные ученые смогли повторить их лишь спустя 50 лет.

В XX в. электрические приводы станков вытеснили трансмиссионные от паровой машины, появились твердосплавные инструменты. Всего за 20 лет с 1890 по 1910 гг. скорости резания возросли почти в 10 раз.

Несмотря на труды изобретателей, станкостроение в царской России развивалось слабо и станки ввозились из-за границы. В 1914-1917 г парк металлорежущих станков составлял 90-100 тысяч единиц, станков оте­чественного производства было менее 20%.

На XIV съезде ВКП (б) в 1925 г. была поставлена задача в кратчай­шие сроки превратить станкостроение в мощную техническую базу для дальнейшего развития народного хозяйства.

В 1933 году был организован Экспериментальный научно-исследова­тельский институт металлорежущих станков (ЭНИМС). Началась подготовка инженеров в Московском станко-инструментальном институте, МВТУ им Н.Э. Баумана и других институтах страны.

Вступили в строй заводы: Московский станкостроительный завод им Серго Орджоникидзе, Московский завод «Станко-конструкция», Тбилисский станкостроительный завод им Кирова, Киевский завод станков-автоматов и др. Становление отечественного станкостроения как самостоятельной отрасли можно отнести к первой пятилетке. К началу второй мировой войны в стране фактически была создана станкостроительная промышлен­ность: в1941 г. работал 41 станкостроительный завод.

В годы Великой Отечественной Войны советское станкостроение с честью выдержало тяжелый экзамен. Несмотря на огромные трудности, в 1945 году было выпущено 38,4 тыс. станков. В послевоенный период основ­ной задачей отечественного станкостроения стало увеличение произ­водства и совершенствование структуры и технических параметров вы­пускаемой продукции. В строй вступило ряд других станкостроительных заводов. Особое развитие в последнее десятилетие получило числовое программное управление станками. Микропроцессорные устройства управ­ления превращают станок в станочный модуль, сочетающий гибкость и универсальность с высоким уровнем автоматизации. Станочный модуль способен обеспечивать обработку заготовок широкой номенклатуры в ав­тономном режиме на основе малолюдной или даже безлюдной техноло­гии. Таким образом, современное станочное оборудование является базой для развития гибкого автоматизированного производства резко повышаю­щего производительность труда в условиях средне- и мелкосерийного производства.

Совершенствование современных станков должно обеспечивать повы­шение скоростей рабочих и вспомогательных движений при соответствую­щем повышении мощности привода главного движения. Исключительное зна­чение приобретает повышение надежности станков за счет насыщения их средствами контроля и измерения, а также введения в станки систем диагностирования.

Повышения скоростей рабочих и вспомогательных движений связано с дальнейшим совершенствованием привода станков, шпиндельных узлов, тя­говых устройств и направляющих прямолинейного движения. Применение композиционных материалов для режущих инструментов позволяет уже сейчас реализовать скорость резания до 1,5-2 км/мин, а скорость пода­чи довести до 20-30 м/мин. Дальнейшее повышение скоростей потребует поиска новых конструкций, использующих иные физические принципы и обеспечивающих высокую работоспособность ответственных станочных уз­лов.

Применение станочных модулей возможно только при полной автома­тизации всех вспомогательных операций за счёт широкого использования манипуляторов и промышленных роботов. Это относится к операциям, свя­занных со сменой заготовок, режущих инструментов, технологической ос­настки, с операциями измерения заготовки, инструмента, с операциями дробления и удаления стружки из рабочей зоны станка.

Оснащение станков гибкого автоматизированного производства раз­личными контрольными и измерительными устройствами является необхо­димым условием их надёжной работы, особенно в автономном и автомати­зированном режиме. В современных станках используют широкий набор средств измерения, иногда очень точных, таких, например, как лазер­ные интерферометры, для сбора текущей информации о состоянии станков, инструмента, вспомогательных устройств и для получения достоверных данных об исправной работе.

Современные металлорежущие станки обеспечивают исключительно высокую точность обрабатываемых деталей. Ответственные поверхности наиболее важных деталей машин и приборов обрабатывают на станках с погрешностью в долях микрометров, а шероховатость поверхности при алмазном точении не превышает сотых долей микрометра. Требования к точ­ности постоянно растут, и это, в свою очередь, ставит новые задачи перед прецизионным станкостроением.

Специалисты в области технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов находятся на одном из самых ответственных участков всего научно-технического прогресса. Задача заключается в том, чтобы в результате коренного совершенствования технологии обра­ботки, создания новых металлорежущих станков с микропроцессорным уп­равлением, станочных модулей для гибких производственных систем обес­печить техническое и организационное перевооружение всех отраслей машиностроения и на этой основе обеспечить существенное повышение производительности труда. Для успешного творческого труда инжене­ры-станкостроители должны быть фундаментально подготовлены в области математики, физики, вычислительной техники, иметь фундаментальные знания и навыки по общим инженерным дисциплинам и, наконец, хорошо знать свою будущую специальность. Необходимо ясно представлять об­щие важнейшие свойства и качества, определяющие технический уровень металлорежущих станков, с тем, чтобы создавать лучшие образцы и новые модели станков.

Современный станок органически соединил технологическую машину для размерной обработки с управляющей вычислительной машиной на ос­нове микропроцессора. Поэтому специалист-станкостроитель должен хоро­шо понимать принципы числового программного управления станком, вла­деть навыками подготовки и контроля управляющих программ. Он должен знать устройство микропроцессорных средств управления, основные их характеристики и возможности применительно к станочному оборудованию.

 

Литература

Основная.

Дополнительная.