В в е д е н и е

Как уже отмечалось в первой части курса лекций в условиях современного производства каждый экономист-менеджер или инженер-экономист, работающий на предприятии, помимо базовой подготовки должен иметь определенные знания в области процессов механической обработки материалов, металлообрабатывающего оборудования и его возможностей, включая станки с ЧПУ, технологии производства изделий, выпускаемых предприятиями, что позволит ему выполнить любой экономический расчет с высоким уровнем достоверности, а это, в свою очередь, имеет очень большое значение для правильной организации производственного процесса и обеспечения рентабельности предприятия.

Во второй части курса лекций изложены основные требования, предъявляемые к металлорежущему оборудованию и его классификация, рассмотрены ступенчатые и бесступенчатые приводы станков, основные типы металлорежущих станков, а также этапы развития станков с ЧПУ, классификация систем программного управления их структура и каналы связи, схема управления станком с ЧПУ.

Применение станков с ЧПУ позволяет получать значительный экономический эффект и высвобождать большое число оборудования с ручным управлением. Опыт использования станков с ЧПУ показал, что эффективность их применения особо возрастает при требуемом повышении точности, усложнении условий обработки, при необходимости в процессе обработки взаимного перемещения детали и инструмента в пяти-шести координатах, при многоинструментальной многооперационной обработке деталей с одного установа и т.п. [1].

Представленный курс лекций может быть использован студентами, обучающимися по специальности 080502 – «Экономика и управление по отраслям», для самостоятельного изучения соответствующего материала и является базой для подготовки к семестровому экзамену по дисциплине «Механическая обработка материалов и металлообрабатывающее оборудование». Данный курс лекций может быть полезен студентам, обучающимся по механическим специальностям, при изучении аналогичных или подобных дисциплин.

1. Общие сведения о станках

1.1. Тенденция развития станкостроения. Требования, предъявляемые к металлорежущим станкам

Металлообрабатывающее оборудование является одним из главных факторов, определяющих развитие хозяйства страны. Эффективность его использования непосредственно влияет на производство новых машин для всех отраслей промышленности, сельского хозяйства и т.д. В настоящее время ни одна страна не производит всей потребной ей номенклатуры оборудования, специализируясь только на некоторых его типах. Однако уровень развития современного производства требует использования практически всей номенклатуры металлообрабатывающего и сопутствующего вспомогательного оборудования. Поэтому ознакомление с тенденциями развития и технологическими возможностями современных металлорежущих станков не только представляет интерес, но и является необходимым при разработке технологии и изготовлении современных машин.

В общем случае понятие «металлорежущие станки» включает [6]:

- непосредственно станки для работы в различных типах производства (одиночные станки, автоматизированные и автоматические линии, производственные системы и т.д.);

- комплектующие для производства металлорежущих станков универсального назначения (двигатели, шпиндельные узлы, направляющие, шарико-винтовые пары и т.д.); современный станок на 50…70 % состоит из таких комплектующих;

- приспособления, обеспечивающие использование станков для конкретного производства;

- системы управления вместе с соответствующим компьютерным оборудованием (несмотря на то, что такой продукцией занимаются предприятия по производству электроники, они всегда ориентированы на потребности конкретных предприятий - производителей станков);

- контрольно измерительные приспособления, измерительные машины, системы надзора и диагностики;

- компьютерные системы и пакеты прикладных программ для разработки конструкций, технологии, планирования и организации производства;

- режущие инструменты и инструментальную оснастку.

Совершенствование металлорежущих станков направлено на рационализацию и интенсификацию производства. Современные станки должны удовлетворять качественно новым потребностям промышленности, что определяет требования к их конструкции: обеспечить, с одной стороны, высокую производительность и экономичность работы, а с другой – удовлетворение требований экологии и охраны окружающей среды.

Современные металлорежущие станки характеризуются весьма высоким техническим уровнем по сравнению с другими технологическими машинами. Тенденции развития станкостроения указаны на схеме (рис. 1) [6].

К основным факторам, влияющим на развитие станкостроения можно отнести [6]:

- повышение скорости резания до уровня, максимально допустимого с точки зрения безопасности работы станка; согласно европейским нормам такие скорости превосходят 1000 м/мин (в настоящее время до 100 000 м/мин), а процесс получил название «обработка со сверхвысокими скоростями»;

- обработку лучом лазера, используемым в качестве инструмента;

- обработку без использования смазывающе-охлаждающих технологических средств (СОТС), являющихся одним из основных источников загрязнения окружающей среды;

- точную обработку деталей из закаленных сталей на токарных станках, позволяющую исключить дорогостоящий и исключительно грязный процесс шлифования;

Металлорежущие станки – это машины, предназначенные для размерной обработки заготовок в основном путем снятия стружки. Они должны удовлетворять следующим требованиям:

1) быть безопасными в эксплуатации и простыми в обслуживании;

2) обладать высокой эксплуатационной надежностью, т.е. быть безотказными в работе, долговечными и ремонтнопригодными;

3) обеспечивать заявленную точность обработки в течение всего срока службы;

4) обеспечивать высокую производительность обработки;

5) обладать высокой удельной энергоемкостью

,

где - суммарная энергоемкость приводов станка,- масса станка;

6) быть технологичными в изготовлении;

7) иметь относительно низкую себестоимость.