Лекция № 1: Введение. Предмет и задачи курса. Исторический обзор. Классификация станков

Лекция № 1: Введение. Предмет и задачи курса. Исторический обзор. Классификация станков

Цель: Ознакомление со структурой и содержанием курса, современным состоянием станкостроения.

План:

1. Цель и задачи курса.

2. Современное состояние станкостроения.

3. Классификация металлорежущих станков.

 

Цель и задачи курса

Цель изучения дисциплины – приобретение студентами необходимого уровня профессиональной подготовки, практических навыков и умения в области эксплуатации, механизации и автоматизации производственных процессов с помощью современного металлорежущего оборудования, а также привитие навыков в области их проектирования. Кроме того, студенты должны уяснить взаимосвязь различных отраслей науки и их влияние на современное состояние, и развитие металлорежущего оборудования.

Основной задачей изучения дисциплины является усвоение системного подхода при анализе и синтезе объектов металлорежущего оборудования, а также привитие умения кинематического анализа, формообразования при получении различных поверхностей, в рамках ведущей специальности.

Специальный курс по металлорежущим станкам рассматривает методы анализа и синтеза механизмов станка, его кинематику, методы управления и компоновку всей машины, а также структуру и взаимосвязи системы станков, объединенных в автоматическую линию или участок. Этот курс базируется на основных положениях науки о станках, опирается на смежные курсы по теории резания, инструменту и технологии механообработки.

Современное состояние станкостроения

Наука о станках формировалась под воздействием тех требований, которые выдвигала практика, когда необходимо было решить задачи по созданию прецизионных, экономичных, высокопроизводительных станков, автоматических линий и комплексов. Можно указать следующие основные направления, без которых было бы невозможно успешное развитие станкостроение:

- разработка методов кинематического расчета станков;

- создание методов оценки и расчета точности станков;

- исследование в области жесткости станков и их элементов;

- развитие методов расчет механизмов и деталей станов;

- разработка теории производительности и автоматизации станков;

- исследования в области программного (в том числе адаптивного) управления станками;

- разработка методов расчета станков на надежность, долговечность, износостойкость.

Все большее развитие получают станки с программным управлением, в том числе многоцелевые, обеспечивающие высокую мобильность производства, точность и производительность обработки. Автоматика все шире применяется не только для повышения производительности процесса обработки, но для получения его высоких качественных показателей. Управление от ЭВМ группой станков, возможность оптимизировать процесс обработки и автоматически устанавливать необходимые режимы обработки с учетом изменяющихся условий также характерно для автоматических систем современных станков. Конструкции станков и автоматов постоянно совершенствуются с учетом все возрастающих требований к их техническим характеристикам, и, прежде всего, к точности и производительности.

 

Виды поверхностей

Тело деталей машин ограничено реальными геометрическими поверхностями, возникающими в процессе обработки. Это в основном плоскости, круговые и некруговые цилиндры, круговые и некруговые конусы, линейчатые и шаровые поверхности. Реальные поверхности отличаются от идеальных геометрических поверхностей тем, что имеют в результате обработки микронеровность и волнистость. Но они могут быть получены теми же методами, что и идеальные геометрические поверхности.

Поверхности обрабатываемых деталей можно рассматривать как непре­рывное множество последовательных геометрических положений (след) движущейся производящей линии, называемой образующей, по другой производящей линии, называемой направляющей

 

Мощность и к.п.д. станков

Мощность привода является важным показателем: она характе­ризует возможности станка преодолевать при заданных режимах резания силы, возникающие в процессе обработки. Общая мощность привода n_э слагается из полезной мощности N и мощности, за­трачиваемой на работу сил трения в узлах и механизмах станка, N_n, т. е. \

 

N₉ = N + N_n.

 

Полезная мощность N представляет собой мощность резания, потребляемую в приводах главного движения и подачи, а также во вспомогательных механизмах. Мощность резания определяют по формулам теории резания, а мощность, потребляемую вспомогательными механизмами, — опытным путем. Мощность, потребная на привод подач и вспомогательных механизмов, незначительна по сравнению с мощностью привода главного движения и составляет от 2 до 6% общей мощности.

 

Контрольные вопросы

1. Скоростная характеристика станка с вращательным главным движением.

2. Скоростная характеристика станка с прямолинейным главным движением.

3. Диаграмма баланса мощности и к.п.д. станка.

Список использованной литературы

1. Черпаков Б.И., Альперович Т.А. Металлорежущие станки: Учебное пособие. - М.: Изд. центр «Академия», 2006. – 560 с.

2. Металлорежущие станки и автоматы: Учебник для машиностроительных вузов./ Под ред. А.С. Проникова. - М.: Машиностроение, 1981. - 479 с.

3. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки. - М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.

 

Приводы станков

Приводом называется совокупность механизмов, служащих для приведения в движение исполнительных звеньев станка. В привод входит также источник движения. Привод должен обеспечивать возможность регулирования скорости движения исполнительных звеньев станка. Источником движения в станках обычно является электродвигатель. Электродвигатель может быть расположен рядом со станком, внутри него, на станке, может быть встроен в переднюю бабку и т. д.

 

Классификация приводов

Приводы станков подразделяются на ступенчатые и бесступенчатые.

 

3. Различные варианты компоновок приводов МРС

Современные металлорежущие станки имеют индивидуальные (от отдельного источника движения) приводы.

В некоторых станках применяют отдельные электродвигатели для привода главного движения, движений подачи, врезания, вспомогательных движений и др.

Привод с шестеренной коробкой скоростей в настоящее время является наиболее распространенным типом привода главного движения в металлорежущих станках. Их достоинством являются компактность, удобство в управлении и надежность в работе. Недостатки приводов с шестеренными коробками скоростей заключаются в невозможности бесступенчатого регулирования скорости, а также в сравнительно низком к.п.д. на высоких частотах вращения в случае широкого диапазона регулирования.

 

Контрольные вопросы

1. Из каких частей состоит привод?

2. Схемы бесступенчатых приводов?

3. назначение и устройство коробки скоростей.

Список использованной литературы

1. Черпаков Б.И., Альперович Т.А. Металлорежущие станки: Учебное пособие. - М.: Изд. центр «Академия», 2006. – 560 с.

2. Металлорежущие станки и автоматы: Учебник для машиностроительных вузов./ Под ред. А.С. Проникова. - М.: Машиностроение, 1981. - 479 с.

3. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки. - М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.

 

Динамическая система станка

Динамический расчет станка необходим для определения показателей динамического качества, используемых затем для оценки производительности и точности станка, сравнительного анализа различных конструктивных вариантов и оптимизации.

 

Выбор систем управления

Переключатели-контроллеры применяются, когда необходимо одновременно переключить большое число цепей. Они бывают барабанного или кулачкового типа. Барабанный переключатель рассчитан на два рабочих положения

 

Электрооборудование станков

Электрификация металлорежущих станков получила в настоящее время широкое развитие. Объясняется это тем, что она ведет к упрощению конструкции станков, уменьшению их веса и развитию автоматического управления. Многие Прогрессивные направления в современном станкостроении связаны с совершенствованием электрического привода, электрического управления и электроавтоматики. Основным направлением совершенствования электропривода (электропривод состоит из электродвигателя, аппаратуры управления им и механических передач, связывающих электродвигатель с рабочими органами станка) металлорежущих станков является постоянное улучшение характеристик самих электродвигателей, упрощение с безусловным улучшением качества аппаратуры управления и механических передач, а также приближение электродвигателя к рабочим органам станка.

Расположение электродвигателя вблизи от рабочего органа, а также применение электродвигателей с регулированием скорости позволяет упростить механические передачи в станках и в целом устройство всего станка. Применение электрических методов управления вместо механических позволяет улучшить конструкцию станков, а также значительно снизить физические усилия рабочего при работе на станке.

 

Гидрооборудование МРС

Гидравлический привод наряду с механическим приводом находит широкое применение в современных МРС, особенно в шлифовальных, агрегатных и некоторых других. По сравнении с ними они более компактны и менее металлоемок, обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов станка, обладает лучшими динамическими характеристиками и позволяет осуществлять реверсирование прямо линейного движения, упрощает решение вопроса надежной смазки всех механизмов и направляющих станка.

В МРС гидравлический привод применяют в основном для прямолинейного движения и довольно редко для вращения.

Гидравлический привод содержит следующие элементы: источник гидравлического потенциала; аппаратуру, регулирующую давление и расход циркулирующей жидкости, а также направление ее движения; гидродвигатель, осуществляющий движение рабочего органа станка; соединительные магистрали, связывающие между собой элементы привода.

В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах применяют минеральные масла с кинематической вязкостью n=(0,1-2)10^-4м²/с.

В станкостроении применяют, как правило, объемные насосы, которые по конструкции вытеснителя бывают поршневые и роторные. В поршневых насосах рабочим органом является поршень или плунжер, а в роторных – зубчатые колеса, винты или лопасти.

Силовые цилиндры представляют собой гидродвигатели возвратно-поступательного или возвратно-поворотного действия и предназначены для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию прямолинейного или качательного движения. По конструкции поршня или штока цилиндры бывают простые, уравновешенные, с утолщенным штоком, плунжерные, одностороннего действия с неподвижным штоком, мембранные и поворотно-лопастные.

 

Лекция № 15: Агрегатные станки, автоматические линии. Силовые головки и поворотные столы агрегатных станков. Оборудование для автоматических линий. Комплексная автоматизация изготовления деталей на базе автоматических линий и гибких производственных систем (ГПС). Перспективы развития.

Цель: Ознакомление с автоматическими линиями и системами

План:

1. Агрегатные станки, их назначение и область применения.

2. Автоматические линии, их назначение и область применения.

3. Гибкие производственные системы (ГПС).

 

Лекция № 1: Введение. Предмет и задачи курса. Исторический обзор. Классификация станков

Цель: Ознакомление со структурой и содержанием курса, современным состоянием станкостроения.

План:

1. Цель и задачи курса.

2. Современное состояние станкостроения.

3. Классификация металлорежущих станков.

 

Цель и задачи курса

Цель изучения дисциплины – приобретение студентами необходимого уровня профессиональной подготовки, практических навыков и умения в области эксплуатации, механизации и автоматизации производственных процессов с помощью современного металлорежущего оборудования, а также привитие навыков в области их проектирования. Кроме того, студенты должны уяснить взаимосвязь различных отраслей науки и их влияние на современное состояние, и развитие металлорежущего оборудования.

Основной задачей изучения дисциплины является усвоение системного подхода при анализе и синтезе объектов металлорежущего оборудования, а также привитие умения кинематического анализа, формообразования при получении различных поверхностей, в рамках ведущей специальности.

Специальный курс по металлорежущим станкам рассматривает методы анализа и синтеза механизмов станка, его кинематику, методы управления и компоновку всей машины, а также структуру и взаимосвязи системы станков, объединенных в автоматическую линию или участок. Этот курс базируется на основных положениях науки о станках, опирается на смежные курсы по теории резания, инструменту и технологии механообработки.