Металлорежущие станки

1 Технологические параметры станков

1.1 Разнообразие типов металлорежущих станков. Характерным для станков является наличие большого числа типов и моделей, причем в пределах одного типа станков имеются десятки различных конструктивных решений.

Большое разнообразие станков объясняется, во-первых, чрезвычайным разнообразием тех деталей, которые обрабатываются на станках, и, во-вторых, различием применяемых методов обработки.

Обрабатываемые детали различают по размеру – от деталей часовой промышленности (мелких осей, шестеренок, размеры которых измеряются в мм до огромных деталей турбин, прокатных станков, размеры которых измеряются десятками метров). Обрабатываемые детали различают также:

по форме – от простейших форм в виде цилиндра и параллелепипеда до сложных корпусных деталей, гребных винтов, лопаток турбин и т.п.;

по точности обработки – от десятых долей мм до микрон при высокой чистоте обработки;

по материалу - кроме обычных марок сталей и чугунов, обрабатываются легированные и специальные стали, цветные сплавы и др.

Методы обработки отличаются большим разнообразием, когда одна и та же форма детали может быть получена различными средствами. Кроме того, характер производства (индивидуальное, серийное и массовое) оказывает непосредственное влияние на параметры и технические характеристики станка.

Исходным показателем проектируемого станка является выбранный технологический процесс обработки. В связи с этим должны быть установлены и основные технологические характеристики станка – метод обработки (схема резания и применяемый инструмент) и степень концентрации операций в станке.

1.2 Классификация станков по методам обработки. Метод обработки базируется на выбранной схеме резания, которая определяет тип и основную характеристику станка.

Классификация металлорежущих станков (МРС) по методам обработки осуществляется в зависимости от вида инструмента и характером обрабатываемой поверхности. Так, например, обработка поверхностей однолезвийным инструментом (резцом) производится на токарных, карусельных, строгальных, долбежных и других станках. Для этих станков характерна простая форма инструмента, и поэтому имеется широкая возможность применения твердосплавного и другого инструмента.

Станки, работающие с многолезвийным инструментом (фрезерные, протяжные), характеризуются, как правило, высокой производительностью. В процессе обработки возникают значительно большие усилия, чем при работе однолезвийным инструментом, и поэтому станки должны обладать повышенной жесткостью и виброустойчивостью.

Для станков, работающим осевым инструментом (сверлильные), характерно направление усилия резания вдоль оси инструмента.

Для обработки некруглых отверстий получили распространение, например, ультразвуковые станки, в которых инструмент получает колебательное движение высокой частоты вдоль своей оси.

Особую группу представляют станки, работающие абразивным инструментом, где при обработке имеет место процесс микрорезания, когда большое число режущих зерен шлифовального круга снимает микростружки с обрабатываемой поверхности. Для шлифовальных, хонинговальных, полировальных и других станков этой группы характерны высокие скорости резания и вследствие этого повышенные требования к виброустойчивости станков. Эти станки обычно применяют для отделочных операций.

1.3 Степень концентрации операций в станке. Концентрация операций – это возможность одновременной обработки на станке различных поверхностей многими инструментами. Концентрация операций получает свое развитие по двум основным направлениям. В первую очередь создание многоинструментальных станков, когда деталь одновременно или последовательно обрабатывается несколькими инструментами.

Так вместо токарной обработки одним резцом, более производительна многорезцовая обработка, когда одновременно обтачивают отдельные участки вала. На базе такого метода обработки построены многорезцовые станки. Вместо поочередной обработки детали на токарном, сверлильном и других станках можно применить один револьверный станок, в котором будут сконцентрированы все эти операции, выполняемые на станке последовательно.

Дальнейшее развитие концентрации операций приводит к применению многопозиционной обработки. В этом случае на одном станке одновременно обрабатывается несколько деталей.

Многопозиционная обработка для сложных деталей, требующих применения различных инструментов, приводит к созданию станков последовательного действия. В загрузочной позиции производится установка заготовки, которая затем последовательно обрабатывается там согласно требуемым операциям технологического процесса.

Возможна также параллельно-последовательная обработка, которая одновременно включает оба указанных метода.

Так, например, обычный сверлильный станок является типичным представителем одноинструментального станка, в котором нет концентрации операций. Для сокращения времени обработки при сверлении ряда отверстий в одной детали может быть применен метод многоинструментальной обработки путем создания, например, многоинструментальных сверлильных станков.