Станки универсальные, специальные, станки с ЧПУ, мехатронные

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

(ГОУВПО)

 

Кафедра «Менеджмент»

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

  по дисциплине: «  Машины и оборудование в технологических  процессах»

  на тему: «Станки универсальные,специальные, станки с ЧПУ,мехатронные»

 

 

 

Выполнил:                                                  Принял:

Студентка  гр. _________________________

_________________________

 «_»____2010 г.                                           «_»____2010 г.  

 

  

 

 

 

 

 

г. Тверь 

2010

Металлорежущими станком называется машина, предназначенная придания заготовке определенной формы, размеров в соответствии с рабочем чертежом детали путем снятия стружки.

Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенным для производства современных машин, приборов, инструментов и других изделий.

В зависимости от степени универсальности все металлорежущее станки различаются на:

1. Универсальные (или общего назначения) предназначенные для выполнения различных операций при обработке деталей разнообразных по размерам и форме. Станки очень большого диапазона работ, называют широкоуниверсальными (например, токарно-винтарезный станок 16К20).
2. Специалиализированные – для обработки деталей одного наименования или многих, сходных по конфигурации, но имеющих различные размеры.
3. Специальные – для обработки одной определенной детали и применяются в крупносерийном и массовом производстве.

В дореволюционный период металлорежущие станки в основном ввозились в Россию из-за границы.

С начало 19 века начался постепенный  переворот в машиностроении. На место  старым станкам один за другим приходят новые высокоточные автоматические станки.

В станочном парке промышленности одно из ведущих мест занимает группа токарных станков. Они имеют весьма древнюю историю .

Все металлорежущие станки классифицируются на группы по виду выполняемых работ  и применяемых режущих инструментов.

1. Токарные: к этой группе можно отнести токарно-винтарезные станки применимые в условиях индивидуального и малосерийного производства. Они предназначенные для обработки поверхностей вращения, перпендикулярно им. Если на этих станках использовать дополнительные специальные устройства, как например шлифовальные и фрезерные головки, то наменклатурность выполняемых работ, и универсальность значительно расширяется. Токарно-револьверные станки нашли свое применение в серийном производстве. Детали разрабатываются последовательно, требующие применения разнообразных инструментов. К степени универсальности можно отнести токарные полуавтоматы и автоматы, так же они могут быть специализированными. Токарные автоматы работают в автоматическом рабочем цикле, требующие вмешательства рабочего лишь в контроле и периодической наладке, а в полуавтоматах – пуск, остановка и наладочные движения станка осуществляются рабочим при помощи пульта управления в токарно-револьверном автомате все рабочие и вспомогательные движения выполняются автоматически. Токарные станки, как правило, многоинструментальные станки.
2. Современные и расточные: на данных станках можно производить следующие работы- сверление в сплошном материале, рассверливание, зенкерование отверстий, полученных литьем, штампованием, развертывание цилиндрических и конечных отверстий, нарезание внутренней и наружной резьбы. К универсальным станкам относиться и вертикально-сверлильные; радиально-сверлильные, расточные, координально-расточны (обработка отверстий с точным соблюдением межосевого расстояния).
3. Шлифовальные, доводочные и заточные: станки данной группы предназначены для получения более точных размеров правильной геометрической формы и высокого качества поверхности деталей. Можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические поверхности, шлифовать резьбу, зубья, фасонных деталей.
4. Комбинированные: из самых востребованных на рынке являются токарно-фрезерные обрабатывающие центры. Трехкоординатные станки с револьверной головкой, имеющие три управляемые оси вращения шпинделя.
5. Зубообрабатывающие- предназначены для нарезания зубчатых колес.
6. Фрезерные: группа станков, предназначена для обработки плоскостей, фасонных поверхностей, обработки зубчатых колес. К группе универсальности относятся горизонтально - фрезерные и продольно – фрезерные. Можно обрабатывать заготовки из черных и цветных металлов. Копировально-фрезерные полуавтоматы служат для обработки фасонных поверхностей. В станках узлы и детали широко унифицированы.
7. Строгальные, долбежные и протяжные: обрабатываются плоские поверхности, пазы, различные выемки, фасонные линейчатые поверхности. В условиях единичного и мелкосерийного производства.
8. Разрезные - предназначены для резки металлов на заготовки.
9. Розные – к данной группе станков можно отнести ультразвуковые, электроискровые, анодно-механические станки. Они предназначены для обработки деталей из твердых и хрупких материалов: стекла, керамики, твердых сплавов.

Отечественное станкостроение – это  мощная отрасль промышленности. Еще  в восьмой пятилетке получили большое развитие научно-исследовательские  и конструкторские работы по созданию современных металлорежущих станков. Успехи, достигнутые в развитии электроники, радиоэлектроники, в создании систем управления механизмами позволили приступить к освоению станков с числовым программным управлением (с ЧПУ), которые становятся одним из основных видов станков, позволяющих автоматизировать технологические процессы на предприятиях. Отличительной особенностью станков с ЧПУ является возможность комплексной обработки деталей (точение, фрезерование, резьбонарезание и т.д. ). Это более совершенная группа машин, в которой широко используют средства автоматики и электроники. Порядок работы исполнительных органов задаются в цифровой форме, т.е. в виде чисел, расположенных в определенном порядке и записанных в виде кода, состоящий только из двух различных цифр 1 и 0, для удобства преобразования информации. В системах ЧПУ существует код перемещений и код вспомогательных команд.

Широкое применение получили электрофизические и электрохимические  методы обработки металла. Например : станок с ЧПУ ЭХФ-А-1 – предназначен для ремонта инструмента, изготовление инструмента из твердых сплавов, маркировка, изготовление сложнопрофильных деталей основного производства, обработка которых затруднена традиционными способами. После размерной обработки не требуется финишных операций, на обработанной поверхности отсутствуют заусенцы.

По сравнению с универсальными станками с ЧПУ предъявляют повышенные требования надежности, быстродействию, жестокости и точности, обеспечивают быструю переналадку станка, дает возможность создавать экономически выгодные системы автоматизации для мелкосерийного и единичного производства. Поэтому применение их на промышленных предприятиях производительность повышается примерно в 5 раз. При обработке деталей рабочий вводит программу на пульт управления станка, что избавляет обращаться к услугам специалистов вычислительных центров для составления программ.

Токарные станки с ЧПУ являются, наиболее мног7очисленной группой в парке станков с ЧПУ их выпускают в следующих исполнениях: центровые, патронные, патронно-центровые и карусельные. Например: станок 16К20ФЗС1- для обработки деталей типа тел вращения в замкнутом автоматическом цикле с системой ЧПУ 2Р22.

Многоцелевые станки с ЧПУ отличаются особо высокой концентрацией  обработки. На них производят черновую, получистовую, чистовую обработку сложных  корпусных заготовок, которые содержат десятки обрабатываемых поверхностей, выполняют самые различные технологические переходы, имеющие большой запас металлорежущих инструментов. Эта группа станков ориентирована на серийное производство деталей и обеспечивает рост производительности труда в 2-3 раза по сравнению с универсальными станками с ручным управлением. Металлорежущее оборудование с ЧПУ должна занимать наиболее распространенные универсальные токарные, фрезерные, сверлильные станки.

В современных условиях необходимо получать при «абсолютном» минимуме затрат на оборудование и персонала  максимум продукции в кротчайшие сроки. С точки зрения производства – это «дешевая» автоматизация, которая минимизирует количество рабочих основных специальностей и снижает количество персонала, обслуживающего средства автоматизации. В рамках технологического перевооружения на «Брянском арсенале» «Группы Газ» смонтированы 3 станка американской фирмы HAAS cЧПУ, что позволяет увеличить производительность в полтора раза и обеспечить высокое количество продукции. Подобное оборудование и на ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины». На этих станках произведены детали не требующие дальнейшей обработки, что позволило повысить надежность фронтальных погрузчиков, увеличить производительность на 40 %, но к сожалению импорт еще преодолевает над экспортом. Для современного этапа характерна комплексная автоматизация производства. Из станков с ЧПУ создают автоматические линии, участки. Станки устанавливаются в соответствии с технологическим процессом: загрузка, разгрузка, межоперационное перемещение обрабатываемых заготовок от станка к станку осуществляется автоматически.

В настоящее время активно  развиваются новые направления  науки- мехтроника, базирующая на достижениях  механики, электротехники и информатики. Это новая область науки и  техники в создании принципиального  новых узлов- модулей станочного оборудования. Наверное поэтому наиболее распространенным графическим символом мехатроники стали при пересекающихся круга помещенные во внешнюю оболочку «Производство»- «Менеджмент»- «Требование рынка».

 

 

 

Таким образом, системная интеграция трех указанных видов элементов является необходимым условием построения мехатронный системы.

На базе мехатронный модулей разрабатываются станки нового поколения, оснащенные электроприводами прямого действия, в конструкциях которых отсутствуют промежуточные кинематические звенья  ( редукторы, коробки передач, устройства преобразования вращательного движения в линейное и др.). Отсутствие механических передач позволяет исключить кинематические погрешности движения. Для приводов прямого действия используются сверхвысокомоментные двигатели вращательного действия или линейные двигатели с большим тяговым усилием.

На выставке «MASHEX-2007» впервые была представлена новая совместная работа Савеловского машиностроительного завода и национального Института Авиационной Технологии- мехатронный «3z модуль», который является основой для крупных продольно-фрезерных станков различного назначения и серийно изготавливаемый высокоскоростной вертикально-фрезерный станок с ЧПУ мод. 6М13ВС для обработки деталей сложной формы, штампов, пресс-форм из сталей, чугуна, цветных металлов. На станке можно производить чистые и черновые операции. Мехатронный модуль вращательного главного движения станков- это высокоскоростной электродвигатель главного движения в роторе, в которого смонтирован шпиндель станка. В конструкциях привода главного движения высокоскоростных станков при максимальных частотах вращения шпинделя практически невозможно использовать электродвигатель с механическими передачами. Поэтому в этих станках применяются устройства типа мотор-шпинделя, которые относятся к приводу прямого действия. Режущий инструмент крепиться с передней части мотор-шпинделя.

Мехатронный модули линейного движения строят на базе линейных двигателей.(ЛД). Для линейных перемещений в станках использовали привод передач с электродвигателем вращательного движения и механическими передачами, преобразовывая вращательное движение в прямолинейное (зубчатая рейха, шариковая винтовая пара). С целью исключить необходимость использования механических передач и возникла идея создать линейный двигатель. Таким образом в одном мехатронном узле конструктивно объединяются приводной и исполнительный элементы привода. Движение ЛД возникает благодаря взаимодействию магнитных полей. Срок службы ЛД определяется «жизнью» постоянных магнитов. Редкоземельные неодим-фер-ро-боровые (Ne-Fe-B) магниты, долголетие которых оценивается в 30 лет.

Управление мехатронным станками осуществляет компьютер, контролирующий всю мехатронную систему.

Специалисты утверждают, что использование мехатронных устройств в процессе механической обработке, позволяет производить токарные и фрезерные работы на автоматизированном оборудование, с высокой степенью надежности. Получать высокую прибыль и повышать рентабельность производства даже в трудоемкой отросли, как обработка металла, увеличивая производительность станков, сокращает затраты при проектировании и производстве нового технологического оборудования, увеличить сроки эксплуатации станков минимум в 2 раза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1.Специализированный  журнал «Станочный парк» 2007 год

2 «Режущий инструмент» С.В. Кирсанова ;Машиностроение 2005 год

3 Н.Н. Чернов «Металлорежущие станки машиностроение»1988 год

4 «Управление системами и процессами», Смоленцев В.П. ;

издат. « ACADEMIA » 2010 год

5 «Работа оператора на  станках с программным управлением:             Александр Схиртладзе; Высшая школа, Академия (Москва) (2000 г.)

6 «Технология машиностроения. Станки и инструменты: учебно-методическое пособие» Федорова Т.П.;Изд.МГИУ ,2007 год