Методы обеспечения точности установки деталей, характеристики погрешностей, возникающих при установке и закреплении, транспортировке и обработке.

Вопросы 7 и 8 на рассматриваются, так как достичение точности обеспечивается традиционными для технологии машиностроения методами.

9. Связь видов производства и применяемого технологического обо­рудования. Взаимосвязь основных характеристик. Оборудование специаль­ное, специализированное, унифицированное. Особенности технологического оборудования, применяемого в автоматизированном машиностроении.

1 – Обычные универсальные станки. Применяются в случае если уже имеются в производстве подлежащем автоматизации, при этом они имеют ряд недостатков:

“–“ требуется существенная модернизация станка (обеспечение автоматического цикла работы, разработка специальных загрузочных устройств);

“–“ используются не все имеющиеся подачи и числа оборотов шпинделя.

По указанным причинам этот вид оборудования в настоящее время не применяется.

2 – Специальные станки-автоматы, разрабатываются под конкретную деталь, применяются или автономно или в составе ЖАЛ (жёсткая автоматическая линия). Обладают весьма высокой производительностью и разрабатываются чаще всего на предприятии, где будут использоваться.

“–“ невозможность переналадки станка на какую либо другую деталь даже при изменении только одного размера.

3 – Специализированные станки для автоматизированного производства пир изготовлении сходных между собой деталей (обработка группы зубчатых колёс). Находят применение в рамках серийного производства. Являются достаточно распостранёнными.

4 – Агрегатные станки. До настоящего времени находят широкое применение в производстве (смотри материал ниже).

5– Металлорежущие станки с ЧПУ. Получили развитие сравнительно недавно, обладают высокой технологической гибкостью, т.е. можно вести обработку на разных режимах, различными инструментами и т.д. Они являются основными при разработке ГПС различного уровня сложности (начиная от ГПМ и выше).

Особой гибкостью и широкими технологическими возможностями обладают станки типа “обрабатывающий центр” или “многооперационные станки” (МС).

“+” наличие комплекта инструмента, необходимого для данной операции, находящегося в магазине станка, который может меняться по программе.

«+» имеется устройство для програмирования обработки, кроме того предусматривается возможность автоматической смены детали, с использованием приспособлений-спутниковю.

Область применения этого оборудования – мелко- и среднесерийное производство, реже крупносерийное, недоложны использоваться в массовом производстве (в этом случае небудут реализованы все его технологические возможности).

массовое Q

100тыс (ЖАЛ) крупносерийное

серийное

Г

мелкосерийное

10 единичное

1 200 Н,шт

Nг – годовой выпуск деталей.

Н – номенклатура.

Q – производительность растёт к массовому производству.

Г – гибкость

n – количество рабочих станочников, участвующих в производстве.

Рисунок 3 – Диаграмма связи вида производства и применяемого оборудования с основными показателями

Данный вид производства не является обьектом автоматизации. Установлено, что для мелкосерийного производства рекомендуются станки сЧПУ, для среднесерийного – ГПС, для крупоносерийного – ГПМ. В серийном производстве от мелкосерийного до крупносерийного используют агрегатные станки.

Показатели Q и Г находятся в противоречии между собой, если говорить о серийном производстве, то здесь перед разработчиком средств автоматизации возникает дополнительная задача выбора оптимального варианта того и другого показателя, т.к. их максимальные значения обеспечить одновременно невозможно.

10. Агрегатирование как одно из направлений повышения эффектив­ности автоматизации, его сущность и преимущества. Унификация узлов и агрегатов технического оборудования.

Особым методом создания оборудования в автоматизированном производстве является метод агрегатирования. Он используется при создании агрегатных станков, автоматических линий и т.п. видов оборудования. Онже послужил основой для модульного метода, который применяется в последнее время для разработки промышленных роботов и станков с ЧПУ.

Метод агрегатирования заключается в создании технологического оборудования из готовых отдельных узлов, называемых «агрегаты». Агрегаты изготавливаются на специализированных заводах по хорошо отработанной технологии и поставляются по специальным заказам. Заказ формирует технолог под конкретную деталь и под конкретный техпроцесс. Указанные узлы (агрегаты) в настоящее время нормализованы (унифицированы) и сведены в специальные каталоги. Положительные моменты агрегатирования:

«+» существенно сокращаются сроки подготовки производства из – за сокращения сроков проектирования и изготовления (простая сборка станка и его отладка);

«+» удешевление применяемого оборудования;

«+» повышение точности обработки деталей, а также стабилдьность размеров и качества обработки за счёт исходной точности поступающих узлов;

«+» возможность многократного использования этих узлов в различных компановках станков при переходе на другие обрабатываемые детали;

«+» указанные узлы легко обьединяются и управляются в станке.

Задачей технолога является обоснованный выбор того или иного узла, по этому он должен учитывать следующие факторы:

1. Назначение выбираемого узла:

а – узлы для обеспечения подачи инструмента;

б - узлы для обеспечения главного движения (вращение инструмента). Главное движение и движение подачи может обеспечивать унифицированный узел – агрегатная силовая головка;

в – вспомогательные узлы (станины станков, столы, стойки).

2. Отдельными видами таких унифицированных узлов служат гидро- или пневмораспределители для зажима детали в приспособлениях станка. Встречаются насадки для выполнения фрезерных работ, изменяющие положение оси вращения инструмента на 90⁰ по отношению к оси вращения шпинделя силовой головки. Существует ещё один вид узлов – накладные кондукторы, применяемые для:

- сверления мелких отверстий диаметром меньше 3 мм.

- при сверлении отверстий в цилиндрической детали во избежание их увода и поломки сверла.

Рисунок 4 – Пример наладки агрегатного станка

11. Агрегатные станки и их устройство, порядок работы, технологи­ческие возможности. Разновидности компоновок станков в соответствии с конфигураций обрабатываемых деталей.

Агрегатные стаки - это особый вид автоматизированного технологического оборудования. Главной особенностью которого, является наличие в их конструкции унифицированных узлов и агрегатов, при эотм большая часть узлов унифицирована. Прежде всего, это узлы, обеспечивающие главное движение, а также подачу. Кроме того , узлы , обеспечивающие перемещение обрабатываемых деталей (столы).

Технодогические возможности станков позволяют выполнять следующие виды обработки: сверление отверстий, развёртывание, зенкерование, нарезание резьб метчиками и плашками, токарная обработка (растачивание отверстий, выполнение канавок в отаерстиях, а так же наружное обтачивание, но на небольшой длине), различные виды фрезерования (концевыми, дисковыми или торцевыми фрезами) с помощью специальных фрезерных насадок. Кроме того, агрегатные станки, позволяют выполнить несложные сборочные операции: запрессовка втулок штифтов и т.д.

Для агрегатных станков характерны 2 режима работы:

- автоматический режим, применяемый когда цикл обработки достаточно велик по сравнению со временем загрузки деталей (5 – 7 секунд и более);

- полуавтоматический, применяется по мере необходимости:

- когда обрабатывается сложная деталь, требующая особой выверки;

- когда длительность рабочего цикла мала по сравнению со временем загрузки деталей.

В настоящее время разработаны две основные компановки станков:

1 – Станки с круглым поворотным столом. В основе работы станка лежит использование многопозиционных поворотных столов, в каждой позиции стола (за исключением вспомогатнльной – загрузочной) размещаются силовые агрегатные головки по принципу: максимальное количество агрегатных головок в каждой рабочей позиции (концентрация отдельных переходов). Допускается наличие резервных позиций, с целью возможности изменения конструкции детали.

Загрузка и разгрузка деталей производится в загрузочной позиции оператором, для простых по форме деталей допускается применение промышленных роботов.

Зажим и разжим деталей в приспособлениях производится всегда авотматически от пневмо- или гидрораспределителя, расположенного в центре поворотного стола. Его принцип действия сводится к тому, что все приспособления в рабочих позициях соединены с нагнетательной магистралью (благодаря этому производится зажим деталей), а приспособление в загрузочной позиции срабатывает на разжим детали. Именно по этому недопустимо проектирование приспособлений с ручным зажимом. В основе управления такими станками лежит “путевой” метод.

Рисунок 5 – Общий вид агрегатного станка с круглым поворотным столом

На рисунке приняты следующие обозначения:

1. Станина унифицированная;

2. Многопозиционный поворотный стол – стандартный;

3. Пневмо- или гидрораспределитель – унифицирован;

4. Стойки для размещения силовых головок – унифицированы;

5. Вертикальный кронштейн – унифицирован;

6. Агрегатная силовая головка – унифицирована;

7. Приспособление для обраатываемой детали, для конкрктных деталей разные;

8. Инструмент обычно ГОСТирован, но допускается применение специального инструмента (комбинированного).

Одни и те же силовые головки могут располагаться горизонтально, вертикально или наклонно; в последнем случае используют специальные наклонные кронштейны.

Если в детали имеется несколько однотипных отверстий, целесообразно обрабатывать их одновременно с помощью специальных многошпиндельных насадок.

Насадка крепится на пиноли силовой головки, а вращение её шпинделя передаётся на каждый отдельный шпиндель насадки. Как правило приходится под конкретную деталь также изготавливать и насадки, но есть некоторые виды унифицированных насадок (применяются если отверстия расположены равномерно по окружности или, если данная конструкция насадки позволяет регулировать межцентровое расстояние).

Работа станка сводится к многократному повторению одинаковых рабочих циклов, при этом все силовые головки включаются в работу одновременно по мере поворота и фиксации стола. Зажим и разжим деталей происходит в загрузочной позиции в пределах до 30⁰ угла поворота в обе стороны от загрузочной позиции.

Рабочий цикл станка определяется как сумма рабочего цикла лимитирующей силовой головки и времени поворота стола из одной рабочей позиции в другую.

2 – Компоновка с прямолинейным столом.

Применяется в случаях, когда требуется обработать деталь с противоположных сторон (минимум с двух), для этого предусматривается симметричное расположение головок относительно детали. Дополнительно можно установить и вертикальные головки. В этом случае также предусматривается загрузочная позиция в исходном положении стола.

В некоторых случаях допускается объединять первую рабочую позицию и загрузочную, НО ТОЛЬКО В ТЕХ СЛУЧАЯХ, КОГДА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОЧИЙ СМОЖЕТ ЗАГРУЖАТЬ ДЕТАЛИ В ПРИСПОСОБЛЕНИЕ БЕЗ ВОЗМОЖНОГО ТРАВМОТИЗМА.

Применяются как правило типовые столы прямолинейного типа. Они имеют 2 положения прочной фиксации: переднее и заднее. В случае необходимости введения промежуточных позиций стол дополнительно снабжается управляемыми фиксаторами.

Для схем обработки на таких станках, характерна меньшая производительность. Это обьясняется наличием холостого хода, дополнительно влияющего на длительность рабочего цикла. Кроме того длительность рабочего цикла характеризуется временем загрузки детали, т.к. такие станки работают чаще всего по полуавтоматическому циклу.

Столы некоторых модификаций позволяют менять величину подачи, тем самым позволяют обрабатывать детали непосредственно при их движении вместе со столом.

Построение циклограмм станков.

Циклограмма – график, показывающий зависимость длительности работы каждого узла станка, а также последовательность срабатывания узлов от общего времени работы станка. С его помощью определяется длительность рабочего цикла всего станка. На основе длительности цикла рассчитывают производительность и коэффициент загрузки станка.

Рисунок 6 – Пример построения циклограммы работы агрегатного станка

Производительность:

Q_ц = ----- , (9)

Т_ц

Коэффициент загрузки (использования) станка:

Т_Σ Т_ц ∙N_г

η = ------ = -------- = 0,7…0,8 , (10)

F_д 4015

где Q_ц – производительность обработки;

Т_ц – время цикла;

N_г – годовая программа выпуска.