Использование нормализованных узлов

Ведущим принципом в построении автоматизированных технологических процессов и проектировании автоматического высокопроизводительного оборудования является метод максимальной концентрации операций. Сущность его состоит в том, что весь технологический процесс разделяется на ряд простейших операций, после чего эти операции объединяются и выполняются на одном или нескольких станках. Преимущества этого метода очевидны. Если технологический процесс обработки детали состоит из k простейших операций и каждую операцию выполнять на отдельном станке, то время полного изготовления детали Тд будет равно сумме времени обработки ее на k станках.

Такая концентрация операций называется первичной и осуществляется, например, установкой на сверлильном станке многошпиндельной насадки. Дальнейшее увеличение концентрации операций достигается объединением в одном станке п таких однопозиционных станков. В результате получается n-позиционный станок (полуавтомат или автомат), у которого на каждой позиции деталь обрабатывается га-инструментами. После обработки на первой позиции деталь автоматически подается на вторую, где подвергается обработке следующими m-инструментами. При этом одновременно обрабатывается п деталей на всех позициях станка и время обработки детали уменьшается в тп раз по сравнению с первоначальным.

Такая концентрация получила название вторичной.

Для полной обработки детали требуется q многопозиционных станков.

Считая, что число однопозиционных одноинструментных станков, необходимых для полной обработки деталей.

Это значит, что время полной обработки деталей при такой концентрации операций равно времени выполнения одной простейшей операции, т. е. имеет место высшая концентрация операций.

Требованию высшей концентрации операций

удовлетворяют специальные станки, например станки-комбайны

Требованию высшей концентрации операций удовлетворяют специальные станки, например станки-комбайны, применение которых обычно экономически эффективно в условиях массового или крупносерийного производства.

Другим эффективным решением вопроса создания специального и специализированного оборудования явился метод компонования агрегатных станков из нормализованных узлов (агрегатов).

Исходным положением принципа агрегатирования станков является заблаговременная разработка конструкции, изготовление и тщательная отработка отдельных агрегатов — нормализованных узлов, при этом к ним предъявляются следующие требования:

1) нормализованные узлы должны быть законченными механизмами;

2) конструкция узлов должна удовлетворять требованиям разнообразных по назначению станков;

3) компоновка станков из этих узлов должна допускать их установку в различных положениях с минимальным количеством стыков;

4) независимо от принципа работы нормализованные узлы должны быть регламентированы по типам, размерным рядам и присоединительным размерам.

Таким образом создание агрегатных станков превращается в компоновку их из нормализованных узлов.

К нормализованным узлам относятся: силовые головки; транспортные устройства для перемещения обрабатываемых деталей, столы поворотные и с поступательным перемещением; корпусные базовые детали (горизонтальные и вертикальные станины, кронштейны, стойки); насадки и блоки; гидравлические и пневматические агрегаты; блоки электроуправления и другие узлы.

использование агрегатного оборудования

возможна разработка оптимального технологического процесса

Так как агрегатные станки являются обычно специальными и специализированными, то в них, кроме нормализованных узлов, входят и специальные узлы: зажимные приспособления, кондукторные плиты, шпиндельные коробки и насадки, элементы наладки.

Агрегатные станки являются оборудованием, которое при смене объектов производства может быть сравнительно быстро разобрано, а входящие в него нормализованные узлы использованы при компоновке другого станка. Таким образом, агрегатные станки обладают важнейшим технико-экономическим свойством — обратимостью.

При использовании агрегатированного оборудования возможна разработка оптимального технологического процесса, для которого в кратчайшие сроки создаются высокопроизводительные станки.

Прежде чем приступить к разработке компоновки агрегатного станка для обработки какой-либо детали, необходимо решить ряд вопросов, основными из которых являются:

1) разработка оптимального технологического процесса обработки детали;

2) выбор наиболее рациональных конструкций узлов для компоновки агрегатного станка по разработанному технологическому процессу;

3) проектирование технологических схем агрегатного станка с учетом максимально целесообразной концентрации операций.

Для разработки оптимальных технологических процессов имеется много различных руководящих технических материалов, к тому же в технической литературе этот вопрос получил определенное освещение.

выбор рациональных конструкций

нормализованных узлов, в том числе силовых головок, и проектированием технологических схем

Сложнее обстоит дело с выбором рациональных конструкций нормализованных узлов, в том числе силовых головок, и проектированием технологических схем агрегатных станков, так как недостаточны рекомендации по применению тех или иных нормализованных узлов. Основными узлами агрегатных станков являются силовые головки и транспортные устройства. Конструкции этих узлов в значительной степени определяют технологические возможности, достигаемую точность, надежность в работе и экономическую эффективность агрегатных станков. С целью выявления рациональных технологических и конструктивных параметров основных узлов агрегатных станков Институтом машиноведения (ИМАШ) АН СССР и рядом проектно-технологических организаций проводились теоретические и экспериментальные исследования; результаты этих исследований опубликованы в работах А. И. Дащенко, Е. Г. Нахапетян, С. Н. Лобанова и др.

При ознакомлении с каталогами нормализованных узлов и описаниями конструкций этих узлов создается впечатление, что в нашей промышленности нашли широкое применение десятки типов силовых головок и других нормализованных узлов. Однако не все из перечисленных в каталогах узлы изготовляются станкостроительными заводами и выпускаются серийно. Некоторые нормализованные узлы выпущены лишь в виде опытных образцов или, в лучшем случае, небольшими партиями. Часть нормализованных узлов, как например конструкции ЗИЛ и МЗМА, изготовляются этими заводами только для использования на своих предприятиях.

Изготовление нормализованных узлов агрегатных станков силами машиностроительных заводов, не располагающих опытом станкостроительной промышленности, затруднительно, дорого и нерационально.

Вопросы правильного выбора типов и конструкций узлов приобретают особенно важное значение в связи с тем, что проектированием и компоновкой агрегатных станков и автоматических линий для своих целей занимаются некоторые машиностроительные заводы.

Разработка технологических схем

компоновок агрегатных станков необходимо производить, чтобы обеспечить заданный выпуск деталей

Разработку технологических схем и компоновок агрегатных станков необходимо производить таким образом, чтобы обеспечить заданный выпуск деталей с наименьшей себестоимостью обработки. Выполнение этого условия требует обработки деталей на минимальном количестве станков с максимально допустимой концентрацией операций. Изучение технологических схем и конструкций агрегатных станков, работающих на различных машиностроительных заводах, показало, что в ряде случаев степень концентрации операций на станках недостаточна. Зачастую не используются полностью номинальные мощности силовых головок и возможности столов автоматического деления.

В настоящее время при выборе конструкций головок пользуются только несколькими параметрами: максимальным условным диаметром сверления, максимальным допускаемым усилием подач, максимальной мощностью электродвигателя головки, ее габаритными размерами и весом. При выборе делительных столов большей частью ограничиваются значениями диаметров планшайб, скоростью и точностью деления, оговоренными в технической характеристике того или иного делительного стола. Исходя из этих соображений, рассмотрим специфические особенности нормализованных узлов, которые выпускаются нашей станкостроительной промышленностью и доступны для использования на большинстве машиностроительных заводов.