Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. Повышение производительности и точности одно шпиндельных токарных автоматов
1.1. Особенности конструкции и тенденции развития токарных станков-автоматов продольного точения
1.2. Точность обработки на станках-автоматах 13
1.3. Анализ производительности станков-автоматов. 24
1.4. Задачи исследования 30
ГЛАВА 2. Оптимизация параметров конструкции автоматов с
КОС по критериям точности и производительности 32
2.1. Влияние основных параметров КОС на точность обработки 32
2.2. Условия оптимизации размещения режущих инструментов 38
2.3. Определение минимально возможного эксцентриситета кругового охватывающего суппорта
2.4. Определение основных конструктивных параметров КОС в{
2.5. Оптимизация основных параметров кругового суппорта 64
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования основных технических характеристик автоматов с КОС 80
3.1. Экспериментальная установка и средства исследования SO
3.2. Исследование точности останова КОС Q$
3.3. Исследование влияния технологических факторов на шероховатость обрабатываемой поверхности І03
3.4. Исследование точности обработки ив
3.5. Исследование цикловой производительности автоматов с КОС -
ГЛАВА 4. Оценка эффективности и перспективы развития токарных автоматов с КОС 43/
4.1. Технологические возможности станков-автоматов с КОС
4.2. Оценка систем управления автоматов с КОС і34
4.3. Точность обработки и пути его повышения 137
4.4. Оценка фактической производительности автомата с КОС
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА 1
Введение к работе
Одним из основных условий выполнения главной задачи одиннадцатой пятилетки, состоящей в последовательном осуществлении курса партии на подъем материального и культурного уровня жизни народа, является рост производительности труда.
Важнейшими направлениями развития станкостроения является автоматизация производства, концентрация операций, повышение производительности металлорежущего оборудования. В настоящее время наиболее перспективным направлением развития станкостроения считается создание станков и станочных линий, снабженных автоматическими системами на основе принципов числового программного управления и прямого управления от электронных вычислительных машин.
В связи с этим одной из ОСНОЕНЫХ задач станкостроения является создание станков-автоматов, обеспечивающих высокую точность и производительность обработки с расширенными технологическими возможностями.
Работы по усовершенствованию станков и автоматических линий ведутся в следующих ОСНОЕНЫХ направлениях:
I Широкое агрегатирование составных узлов металлорежущих станков.
2. Повышение надежности станочных систем.
3. Создание сложных станочных систем с широкими технологическими возможностями и с высокой степенью интеграции операций, обеспечивающей максимальную производительность станков.
4. Разработка систем программного управления с целью обеспечения ЕЫСОКОЙ мобильности, производительности и точности обработки.
5. Разработка широко функциональных микро-ЭВМ для станков с ЧПУ с целью обеспечения высокой эффективности и качества обработки, а также расширения технологических возможностей этого класса станков путем оптимизации процессов управления, контроля и корректировки управляющих программ.
Несмотря на имеющуюся тенденцию перевода станков на программное управление (ПУ), станки автоматы и в особенности прутковые автоматы, применяемые в массовом производстве, составляют обособленную группу станков, перевод которых на программное управление до последнего времени не считался целесообразным.
Расширение технологических возможностей станков автоматов производилось в основном, за счет увеличения количества поперечных суппортов, вследствие чего возросло число приводных кулачков, передаточных и регулирующих механизмов. В связи с этим возникли трудности по переналадке станков, снизилась кинематическая точность и жесткость поперечных суппортов, и самое главное, мобильность их широкого применения в серийном производстве.
Конструкция токарного автомата с круговым охватывающим суппортом (КОС), предложенная д.т.н., проф. Шаумяном Г.А., позволяет на ОСНОЕЄ применения прогрессивного метода попутного точения, создавать автоматы более высокой точности и производительности обработки и открывает широкие возможности перевода этих станков на ПУ. Отличительной особенностью автоматов подобного типа является наличие одного КОС вместо обычной суппортной группы из нескольких суппортов.
Такое выполнение автомата обеспечивает по сравнению с аналогичными многосуппортными автоматами следующие преимущества:
1. Простоту кинематической схемы, а соответственно и конструкции станка - взамен передачи движения поперечным суппортам, расположенными по разным направлениям вокруг обрабатываемой заготовки, требуется передача лишь одного вращательного движения КОС.
2. Возможность обработки деталей более сложной конфагурации за счет размещения большего числа режущих инструментов на КОС.
3. Более высокую точность обработки, обеспечиваемую повышением точности позиционирования (остановки) режущих инструментов.
4. Повышение жесткости системы СПИД, за счет применения более жесткого КОС, что наряду с преимуществами способа попутного точения, позволяет существенно увеличить режимы резания, а также получить более высокую точность обработки с меньшей шероховатостью поверхности.
5. Повышение технологических возможностей станка - отсутствие поперечных суппортов и соответственно передаточных механизмов освобождает пространство для широкого применения резьбонарезных, сверлильных и фрезерных головок, механизмов захвата готовой детали и других приспособлений.
6. Высокую производительность - уменьшение времени обработки достигается интенсификацией процесса резания (см. п.4), совмещением времени отвода и подвода режущих инструментов, сокращением времени холостого хода, и времени на обслуживание станка (наладка, переналадка и т.д.).
7. Простоту перехода на программное управление.
8. Возможность обработки длинных фасонных поверхностей на станках с КОС, снабженных программным управлением.
Разработка, исследование и внедрение токарного автомата с КОС требует решения ряда сложных задач, в диссертационной работе Клюйко Э.В. [36] впервые исследована работоспособность одношпиндельного станка автомата с круговым суппортом.
В работе рассмотрены:
I. Изучение условий протекания процесса окружного попутного точения по внутренней схеме применительно к обработке малых диаметров (Ф 40 мм). При этом основное внимание уделено:
- 7 а) исследованию процесса точения с определением кинематических погрешностей метода;
б) трансформации процесса как одной из основных особенностей данного метода точения и его влияния при рабочем ходе на геометрию режущего инструмента, параметры среза, нагрузки на суппорт и т.д.;
в) величинам снимаемых поперечных припусков, методом попутного точения, которые ограничены рядом параметров в том числе и трансформацией, в отличие от обычного поперечного точения.
2. Исследование жесткости и нагрузок КОС при рабочем ходе и их связи с силами резания.
3. Оценка технологических возможностей и эффективности универсальных автоматов с КОС.
К настоящему времени, вопросы точности обработки и производительности автоматов продольного точения с КОС в зависимости от параметров КОС не изучены, отсутствуют основы расчета и проектирования этих станков.
Целью настоящей работы является разработка методики проектирования автоматов с КОС, определение основных параметров КОС, оценка точности, производительности и эффективности новых станков-автоматов. В связи с этим в работе рассмотрены и исследованы следующие основные вопросы:
1. Теоретическое исследование влияния размеров и величины эксцентриситета КОС на углы установки режущих инструментов в зависимости от конфигурации обрабатываемых деталей при условии оптимальной точности и производительности. Разработка метода определения углов установки режущих инструментов для заданной геометрии и эксцентриситета КОС.
2. Теоретические и экспериментальные исследования точности и шероховатости обработанной поверхности в зависимости от метода и точности останова КОС, а также углов установки режущих инструментов и технологических факторов (диаметра обработки, скорости резания, скорости вращения КОС, т.е. величины подачи и геометрии режущих инструментов).
3. Экспериментальное исследование производительности опытного образца КОС с эксцентриситетом Є = 9 мм и 0(г 250 мм при обработке цилиндрических деталей диаметром до 18 мм.
4. Исследование технологических возможностей автоматов с КОС и разработка основ проектирования аналогичных станков.
5. Анализ преимуществ станков-автоматов с КОС и перспектив их дальнейшего использования.
Перечисленные вопросы излагаются в работе в следующей последовательности.
В главе I рассматривается развитие станков-автоматов; анализ факторов, влияющие на точность и производительность автоматов.
Глава 2 посвящена теоретическому исследованию точности обработки в зависимости от точности останова КОС, углов установки режущих инструментов, минимально возможного эксцентриситета КОС и габаритных размеров КОС. Рассмотрены необходимые условия для обеспечения максимально возможной точности обработки и производительности автомата.
Глава 3 посвящена принципам работы токарного автомата с КОС и экспериментальным исследованиям точности останова КОС при разных углах установки режущих инструментов в зависимости от чисел оборотов КОС и метода его останова. Исследована также цикловая производительность автомата при обработке разных деталей в зависимости от количества режущих инструментов.
Глава 4- посвящена оценкам технологических возможностей автоматов с КОС, вопросам системы управления и конструкций КОС для повышения технологических возможностей, точности обработки и производительности автоматов. Рассмотрены преимущества и перспективы развития станков-автоматов с КОС и даны рекомендации для разработки аналогичных станков.
Экспериментальные исследования по работе проводились на кафедре AM-I МВТУ им.Н.Э.Баумана и ереванском производственном объединении "Севани".
