Вопрос 1: Технологическая характеристика единичного и серийного производства.

В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса. Все производства делятся на единичное, серийное и массовое. На одном и том же предприятии (цехе) могут существовать различные виды производства, т.е. отдельные изделия (детали) могут изготавливаться на заводе (цехе) по разным технологическим принципам. Напр., в тяжелом МС, имеющем характер единичного производства, мелкие детали, требующиеся в большом количестве, могут изготавливаться по принципу серийного или массового производства. Поэтому, характеризовать производство всего завода (цеха) в целом можно только по признаку преимущественного характера производственных и технологических процессов.

Единичное производство - производство, при котором изделия изготавливаются единичными экземплярами, разнообразные по конструкции или размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует.

Единичное производство универсально, т.е. охватывает разнохарактерные типы изделий, поэтому должны быть очень гибкими, приспособленными к выполнению разнообразных заданий. Для этого нужно универсальное оборудование, обеспечивающее изготовление широкой номенклатуры изделий. Технологический процесс изготовление детали в единичном производстве имеет уплотненный характер: на первом станке выполняется несколько операций и часто производится полная обработка деталей разнообразных конструкций и из различных материалов. Приспособления для обработки деталей на станках имеет универсальный характер, т.е. м/б использованы в разнообразных случаях. Специальные приспособления не применяют или очень редко (не экономично их изготовление). Режущий инструмент - универсальный (стандартные сверла, развертки фрезы, резцы обычных типов), т.к. ввиду разнообразия деталей специальный инструмент применять не экономично. Измерительный инструмент должен быть универсальным, т.е. должен измерять детали различных размеров (штангенциркули, нутромеры, индикаторы).

При серийном производстве изделия изготавливают партиями или сериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно.

Основным принципом этого вида производства является изготовление всей партии целиком как в обработке деталей, так и в сборке. В серийном производстве ТП дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные операции, которые закреплены за определенными станками. Оборудование применяется разнообразное: универсальное, специальное, автоматизированное, агрегатное. Станочный парк должен быть специализирован в такой мере, чтобы был возможен переход от производства одной серии машин к производству другой, несколько отличающихся от первой в конструктивном отношении. При использовании универсальных станков должны широко применяться специализированные и специальные приспособления, специализированный и специальный режущий инструмент, и измерительный инструмент в виде стандартных специальных калибров и шаблонов, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей. Все это оборудование и оснастку в серийном производстве можно применять достаточно широко, т.к. при повторяемости процессов изготовления одних и тех же деталей. Эти средства производства дают технике - экономический эффект, который с выгодой окупает затраты на них. Серийное производство значительно экономичнее единичного, т.к. лучшее использование оборудования, специализация рабочих, увеличение производительности труда обеспечивают уменьшение себестоимости продукции.

Массовым называется производство большого числа изделий одного и того же типа по неизменным чертежам в течении длительного времени. На большенствне раб. мест выполняется одна или 2 постоянно закрепленные за ним и повторяющиеся операции. Оборудование в основном шир. используется специальное оборудование(станки автоматы) но имеются и уневерсальные и специализированные. Шир примен средства автоматизации и механизации. Оснастка специальная быстро действующая гл. образом инструмент уневерсальный (уневерс., сборочный, спец.). Опер-ры низкой квалификации, большой % наладчиков. Планировка оборудования - рабочии места распологаются по ходу ТП. Врезультате такого распол оборудования образуется поточная линия. При этом обьект производства передается с одного рабочего места на другое с одинаковым интервалом времени назыв тактом выпуска.

Производственная программа машиностроитель­ного завода содержит номенклатуру изготовляемых изделий (с указа­нием их типов и размеров), количество изделий каждого наименования, подлежащих выпуску в течение года, перечень и количество запасных деталей к выпускаемым изделиям, сроки выпуска.

На основании общей производственной программы завода состав­ляется подетальная производственная программа по цехам, указы­вающая наименование, количество, черный и чистый вес (массу*) де­талей, подлежащих изготовлению и обработке в каждом данном цехе (литейном, кузнечном, механическом и др.) и проходящих обработку в нескольких цехах; составляется программа по каждому цеху и одна сводная, указывающая, какие детали и в каком количестве проходят через каждый цех. При составлении подетальных программ по цехам к общему количеству деталей, определяемому производственной про­граммой, прибавляются детали запасные, прилагаемые к выпускаемым машинам, а также поставляемые в качестве запасных частей для обес­печения бесперебойной работы машин, находящихся в эксплуатации. Количество запасных деталей принимают в процентном отношении к количеству основных деталей.

К производственной программе прилагаются чертежи общих видов машин, чертежи сборочные и отдельных деталей, спецификации де­талей, а также описание конструкций машин и технические условия на их изготовление и сдачу

Существуют следующие основные формы организации работы:

Непоточное (ед. пр-во) – дет. перед-ся с од. раб. места на др. с разн. интервалами времени, практически по окончанию их обр-ки. Опер-и не синх-ся по времени, маршрут перемещ-я загот. при этом не определен (для каж. вида изделия он свой).

Поточное (мас. пр-во) – опер. закреплены за определенным раб. местоми, а объект пр-ва перед-ся с од. раб. места на др. с опред-м тактом выпуска (промежуток времени м-ду вып-ом 2х следующих др. за др. изделий). τ=Фд/Nг; Фд – действ-й фонд раб. времени; Nг – годовой V выпуска.

Загот. перемещ. по единственному возм. Маршруту, в соотв-и с посл-тью выпол. опер. Транспортирование деталей от одного рабочего места к другому осуществляется рольгангами, наклонными лотками и другими немеханизированными транспортными устройствами; иногда приме­няют и конвейеры, служащие здесь только в качестве транспор­теров.

Переменно-поточ­ная (сер. пр-ву)- станки располагают также в последовательности технологических операций, установленной для деталей, обрабатываемых на данной станочной линии. Произ­водство идет партиями, причем детали каждой партии могут несколько отличаться одна от другой размерами или конструкцией, допускаю­щими, однако, обработку их на одном и том же оборудовании. Произ­водственный процесс ведется таким образом, что время выполнения операции на одном станке согласовано с временем работы на следующем станке; детали данной партии перемещают со станка на станок в по­следовательности технологических операций, создавая непрерывность движения. Переналадка станков, приспособлений и инструментов, а также перестройка производственного процесса при переходе на обра­ботку других разновидностей сходных деталей обеспечиваются пред­варительной технической подготовкой.

Вопрос 2: Методика расчета и проектирования элементов коробок подач станков.

Привод механизмов подач. В отличии от коробок скоростей коробки подач должны обеспечить не только требуемый режим обработки, но и ряд точных передаточных отношений зависимых от конфигурации обрабатываемой детали. Типы коробок подач. Их выполняют как самостоятельными узлами, либо конструктивно их объединяют с другими механизмами станка.1.КП, обеспечивающие необходимую V перемещения инструментов. Они аналогичны КС. 2.КП, обеспечивающие необходимую кинематическую связь между шпинделем и заготовкой. 3.КП с периодической подачей инструмента. Приводы подач тихоходные, поэтому кроме множительных механизмов они включают в себя передачи с постоянной редукцией. Приводы подач – круговые и прямолинейные. В приводах прямолинейных подач последнее звено преобразует вращательное движение в поступательное. Механизмы: винт-гайка, шестерня-рейка, червяк-рейка, применяются кулачковые механизмы. Привод подач может быть связан с приводом главного движения. При связанном приводе подач, подача ступенчатая и расчитывается за 1 оборот шпинделя (оборотная подача). При раздельном приводе как от асинхронных двигателей, так и от двигателей на постоянном токе, реже применяются гидродвигатели. S_м= S₀ . n, где S₀ оборотная подача; S_м – минутная подача; n – число оборотов шпинделя об/мин. S_{м max}= S_{0 max}. n _max, S_{м min}= S_{0 min}. n _min Если учесть, что максимальная оборотная подача не используется при n_max, а минимальная оборотная подача не используется при n _min, то диапазон регулирования R_sm=200…2000. Если выбрать регулируемый эл. двигатель, то КП превратиться в редуктор. Методика кинетического расчета приводов коробки подач такая же как и для приводов главного движения.

φ =1,06…1,12 (1,26 реже).

Для перемещения суппортов, столов, шпиндельных головок необходимо создать тяговое усилие, которое преодолеет составляющую усилия резания Рх и силы трения, возникающие в направляющих перемещаемого узла (рис.): Q= Px + f ∑Ri
где Q— тяговое усилие, создаваемое коробкой подач; Px - составляющая усилия резания в направлении подачи; Ri - реакции в направляющих; f - коэффициент трения внаправляющих.

Реакции в направляющих возникают под действием усилия резания и веса перемещающихся частей (стола с деталью, суппорта) и определяются из расчетной схемы сил, действующих на суппорт.

Значения реакций находим из уравнений статикй.

Различают 2 подхода к определению тяговых усилий подач: уточненый и предварительный. При уточненном расчете рассчитывают схему сил, действующих на перемещаемый орган, а потом составляют уравнение равновесия этих узлов. Получают как правило 6 уравн. статики.

Для упрощения расчетов тяговых усилий ЭНI4МС разработал нормаль Н48—61, в которой даны формулы для определения Q для различных случаев.
Крутящий момент на последнем валу коробки подач должен обеспечить величину данного тягового усилия. Соотношение между М_КР и Q зависит от типа механизма, преобразующего вращательное движение в поступательное (см. рис.).
Для рейки и реечной шестерни М_КР=Q(d/2)
где d — диаметр начальной окружности реечной шестерни.

Для ходового винта и гайки М_КР=Q·r· tg(α+ρ)
где r — средний радиус винта; α - угол подъема винтовой линии;
ρ — угол трения для пары винт — гайка.

Данный крутящий момент является расчетным для определения модуля зубчатых передач, усилий, действующих на валы и опоры, выбора мощности электродвигателя коробки подач.
При расчете необходимо точно учитывать к. п. д. передач, так к в коробках подач, во-первых, имеются длинные кинематиеские цепи и, во-вторых, часто встречаются такие пары трения, как ходовой винт—гайка, червячная пара, направляющие и др., обладающие более низким значением к. п. д.

Расчетное число оборотов: оно должно соответствовать максимальной рабочей подаче S _max, т.к. S _max соответствует максимальному сечению стружки и поэтому максимальным усилиям резания. Поэтому берут n_p=n_max.

Подшипники, валы, муфты – обычный метод расчета. В реечных передачах – в приводах подач их рассчитывают не на усталость, а проверяют по прочности на изгиб и смятие.

При расчете зубчатых и других передач следует учитывать, что коробки подач являются тихоходными и в них не возникает дополнительных динамических нагрузок. Поэтому при расчете модуля шестерен коэффициент k_Д принимают равным единице.
В коробках подач, как правило, модуль шестерен определяется из расчета на изгиб m_ИЗГ. Минимальное число зубьев шестерен в коробках подач = 15.