Процесс создания станков. Исходные данные при конструировании

Роль станкостроения в обеспечении научно-технического прогресса. Тенденции развития станочного оборудования.

Станкостроение базовая отрасль машиностроения.

Научно – технический прогресс в металлообработке непрерывно связан с автоматизацией механической обработки. Автоматизацией предусматривается замена ручного управления производственным процессом или его элементами – машинным управлением без участия человека. Этот процесс осуществляется в двух направлениях – создание многопозиционных станков, автоматических линий и заводов, которые применимы в условиях массового производства и являются высшей степенью автоматизации производственных процессов и, в частности, процессов механической обработки. Второе направление это создание гаммы станков с программным управлением и станков со следящей системой управления, являющиеся основными для использования в условиях индивидуального и серийного производства. К ним относятся станки, которые производят обработку по заранее заданной программе, легко вводимой в систему управления и станки, на которых обработка осуществляется по копирам и шаблонам, являющимися копиями обрабатываемых поверхностей.

Наиболее важные тенденции развития современных станков:

1. Расширение номенклатуры оборудования для комплексной обработки на одном станке все более сложных деталей.

2. Объединение различных технологий снятия припуска.

3. Для повышения производительности и точности по сравнению с традиционными технологиями на базе резания, намечается тенденция дальнейшего объединения или согласования между собой термической, химической или электрохимической обработок./ Разработаны станки, в которых сочетается лазерная обработка и механическое фрезерование/.

4. Наблюдается тенденция роста использования обработки металлов давлением, которая не требует удаления стружки. В этом случае стоит задача дополнительного повышения точности обработки или роста производительности.

5. Расширяется диапазон использования электроискровой обработки.

6. Увеличиваются скорости быстрых перемещений. За последние 5 лет скорости быстрых перемещений в европейских обрабатывающих центрах достигли порядка 100 м/мин.

7. Уменьшение времени смены инструментов. Среднее время смены инструментов снизилось с 20 до 10 с.

8. Увеличение числа станков, оснащаемых линейными двигателями. Скорость у таких двигателей достигает 120 м/мин при ускорении 1.4 g, а точность перемещения по оси координат — 0,003 мм.

9. Выпуск экологически безвредных станков (рабочая зона освобождается от вредных выбросов таких, как масло/охлаждающая жидкость, масляный туман, пыль, стружка, запахи, шумы, вибрации и электромагнитные волны). На станках делают кабинетную защиту.

10. Выпуск энергосберегающих станков. В целях экономии энергии и защиты окружающей среды, к станкам неизбежно предъявляются требования уменьшения габаритов, снижения массы и использования более современных материалов. Кроме того, для сохранения окружающей среды необходимы станки такой конструкции, которая не требует текущего ремонта и новых комплектующих, то есть станки, имеющие ограниченный срок службы. Например, в Японии это не более 5 лет для таких станков, как обрабатывающий центр.

11. Развивается модернизация станков прежних лет выпуска, часто за счет скупки наиболее трудоемких старых базовых деталей.

12. Характерно возрастание мощности и уменьшение размеров станков; механика станков упрощается и резко возрастает доля электронных устройств.

Характерным признаком проектирования нового станка является его много вариантность. При проектировании современных станков применяется модульно-агрегатный принцип конструирования в соответствии с которым станок компонуют из общего набора узлов.Исходными данными для проектирования станков являются:

1) Назначение станков (т.е указание для обработки каких деталей и поверхностей предназначен, габариты, вес и материал обрабатываемых деталей, размер и характер обрабатываемых поверхностей, вес заготовки и величина припуска).

2) Метод обработки, который устанавливается на основе анализа техпроцессов обработки деталей.

3) Требуемая точность обработки и производительность станка.

4) Режимы обработки.

5) Применение ЧПУ конкретного производителя.

Основные этапы регламентирования ГОСТ 2103 – 68 перетерпел массу редакций.

1)Техническое задание. В нём обосновываются целесообразность создания нового станка, даются исходные данные для его проектирования. При проектировании нового станка необходимо обеспечить более высокие технические характеристики: увеличение производительности,точности, уменьшение площади зажимаемого места и т. д. Основной задачей тех задания является: указание и обоснование технологических новых качеств которыми должен обладать проектируемый станок. В техническом задании указывают основные конструктивные особенности будущего станка, разрабатывают ориентировочные варианты кинематических и гидравлических схем, устанавливают технические характеристики и т.д.

2) Техническое предложение. Оно развивает техническое задание и представляет собой совокупность конструкторских документов необходимых для дальнейшего проектирования станка. В нём обосновывают и уточняют технические характеристики. Выбирают двигатели для всех движений, обосновывают их рациональную мощность, выбирают окончательный вариант компоновки станка, разрабатывают принципиальные схемы, определяют габариты, окончательно устанавливают технические характеристики и производят технико-экономическое обоснование.

3) Эскизный проект. При его разработке выбирают наиболее целесообразный вариант компоновки станка и его узлов, производят расчёты основных узлов, окончательно разрабатывают схему станка.

4) Технический проект. Включает окончательную конструкторскую проработку чертежей всех узлов станка и его общих видов. Здесь производят все виды проверочных расчётов и при необходимости оптимизируют конструкции. Тех проект должен содержать все необходимые данные для разработки комплексной технической документации.

5) Разработка рабочей документации включает разработку чертежей всех оригинальных деталей и формирование технических требований. Данный этап включает создание технологической документации, спецификаций оригинальных и покупных деталей, составление паспорта станка, инструкции по эксплуатации. Рабочая документация содержит все необходимые данные для изготовления нового станка.