Вопрос. Классификация металлорежущих станков по группам и их назначение.

Металлообрабатывающий станок - это машина, предназначенная для обра­ботки заготовок в целях образования заданных поверхностей путем снятия стружки или путем пластической деформации. Обработка производится преимущественно путем резания лезвийным или абразивным инструментом. Получили распространение станки для обработки заготовок электрофизическими методами. Станки применяют также для выглаживания поверхности дета­ли, для обкатывания поверхности роликами. Металлорежущие станки осуществляют резание неметаллических материалов, например, дерева, текстолита, капрона и других пластических масс. Специальные станки обрабатывают также керамику, стек­ло и другие материалы.

Классификация металлорежущих станков.

В зависимости от вида обработки, применяемого режущего инструмента и компоновки все серийно выпускаемые станки разделены на девять групп, в каждой группе предусмотрены девять типов /табл.1/.

Станки одного и того же типа могут отличаться компоновкой (например, фрезерные универсальные, горизонтальные, вертикальные) и кинематикой, т.е. совокупностью звеньев, пере­дающих движение, конструкцией, системой управления, размерами, точностью обработки и др.

Стандартами установлены основные размеры, характери­зующие станки каждого типа. Для токарных и круглошлифовальных станков это наибольший диаметр обрабатываемой заго­товки, дли фрезерных станков - длина и ширина стола, на кото­рый устанавливаются заготовки или приспособления, для попе­речно-строгальных станков - наибольший ход ползуна с резцом.

Группа однотипных станков, имеющих сходную компонов­ку, кинематику и конструкцию, но разные основные размеры, со­ставляет размерный ряд.

Конструкция станка каждого типоразмера, спроектированная для заданных условий обработки, называется моделью. Каждой модели присваивается свой шифр - номер, состоящий из нескольких цифр и букв. Первая цифра означает группу станка, вторая - его тип, третья цифра или третья и четвертая цифры отражают основной размер станка. Например, модель 16К20 означает: токарно-винторезный станок с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки 400 мм. Буква между вто­рой и третьей цифрами означает определенную модернизацию основной базовой модели станка.

По степени точности станки разделены на 5 классов: Н - нормальной точности, П - повышенной точности, В - станки высокой точности, А - особо высокой точности, С - особо точные или мастер-станки. В обозначение модели может входить буква, характеризующая точность станка: 16К20П - токарно-винторезный станок повышенной точности.

Буква после первой или второй цифры индекса указывает на модернизацию (конструктивное улучшение) базовой модели станка, причем станок тем более модернизирован, чем дальше эта буква от начала алфавита. Буква или буквы в конце индекса обозначают модификацию (видоизменение) базовой мо­дели станка. Например, для указания класса точности станка после цифр индекса вводится соответствующая буква (кроме класса Н). В моделях станков с ЧПУ в конце индекса вводят букву Ф с цифрой, означающей принятую систему управления: Ф1 - с цифровой индикацией и предварительным набором координат; Ф2 - с позиционной системой управления; ФЗ - с контурной системой управления; Ф4 - с универсальной системой для по­зиционной и контурной обработки. Кроме того, введены индексы, связанные с автоматической сменой инструмента: Р - смена инструмента поворотом револьверной головки; М - смена инстру­мента из магазина. Индексы Р и М ставятся перед индексами Ф2, ФЗ, Ф4.

Рассмотрим несколько примеров. Модель 16К20ПФЗ расшифро­вывается следующим образом: станок токарно-винторезный (пер­вые две цифры) с высотой центров над станиной (половина наи­большего диаметра обработки) 200 мм, очередной модернизации (К) базовой модели 1620, повышенной точности (П), с контурной си­стемой программного управления (ФЗ). Модель 2Н125- станок вертикально-сверлильный (первые две цифры) с наибольшим ус­ловием диаметром сверления 25 мм, модернизации Н базовой мо­дели 2125. Модель 6Т80Ш - станок горизонтально-фрезерный (первые две цифры), со столом с размерами 200x600 мм - №О (третья цифра), модернизации Т базовой модели 680, широко­универсальный (Ш).

Для обозначения моделей специализированных и специальных станков каждому станкостроительному закону присвоен индекс из двух букв. В обозначении модели такого станка к буквам добав­ляются цифры, указывающие порядковый номер модели. Напри­мер, ЕЗ-9 - Егорьевский станкостроительный завод «Комсомо­лец», специализированный станок для нарезания зубчатых реек;

МК-56 - Московский станкостроительный завод «Красный про­летарий», сверлильный станок для обработки турбинных лопаток.

По массе станки подразделяются на легкие - до 1 т, средние - до 10 т, тяжелые - свыше 10 т. Тяжелые станки делят на крупные - от 16 т до 30 т., собственно тяжелые - от 30 до 100 т, особо тяжелые - свыше 100 т.

По степени универсальности различают следующие станки

Металлорежущие станки можно классифицировать по отдельным признакам или по комплексу признаков. По технологическому назначению различают станки токарной, фрезерной, сверлильной и т.д. групп. По степени универсальности различают: станки универсальные; широкого применения; специализированные и специальные. Универсальные станки предназначены для выполнения разнообразных работ, используя различные заготовки. Станки широкого назначения предназначены для выполнения определенных работ, используя заготовки определенных наименований. Специализированные станки предназначены для обработки заготовок одного наименования, но разных размеров (например, обработка зубчатого венца на зубофрезерном станке). Специальные станки выполняют вполне определенный вид работ на одной определенной заготовке. По степени автоматизации различают станки с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы, станки с программным управлением.

Автомат - станок, у которого для возобновления цикла обработки не требуется вмешательства человека. Если для возобновления цикла обработки нужно только нажать кнопку «пуск», то формально это станок полуавтомат. По числу главных рабочих органов различают одно- и многошпиндельные станки, одно- и многопозиционные станки и т.д. По точности различают пять классов точности станков: «Н» - нормальный; «П» - повышенный; «В» - высокий; «А» - особо высокой точности; «С» - особо точные станки.

В российском машиностроении принята Единая система условных обозначений станков, разработанная в ЭНИМС. В соответствии с этой системой каждому станку присваивается определенный шифр. Первые две цифры шифра определяют группу и тип станка. Буква на втором или третьем месте позволяет различить станки одного типоразмера, но с разными техническими характеристиками. Третья или четвертая цифра показывают условный типоразмер станка. Последняя буква указывает на различные модификации станков одной базовой модели.

Все металлорежущие станки разбиты на 10 групп, а каждая группа - на 10 типов. Ниже: номер и название группы указаны курсивом, а номер (от 0 до 9-го) и название типа указаны в скобках.

Группа 0 - резервная.

Группа 1 - токарные станки (0 - специализированные автоматы и полуавтоматы; 1 - одношпиндельные автоматы и полуавтоматы;

2 - многошпиндельные автоматы и полуавтоматы; 3 - револьверные; 4 - сверлильно-отрезные; 5 - карусельные; 6 -токарные и лобовые; 7 - многорезцовые; 8 - специализированные; 9 - разные токарные).

Группа 2 - сверлильные и расточные станки (0 - резервный; 1 - вертикально-сверлильные; 2 - одношпиндельные полуавтоматы;

• 3 - многошпиндельные полуавтоматы; 4 - координатно-расточные;
• 5 - радиально-сверлильные; 6 - горизонтально-расточные; 7 - алмазно-расточные; 8 - горизонтально-сверлильные; 9 - разные сверлильные).

Группа 3 - шлифовальные и доводочные станки (0 - резервная; 1 - круглошлифовальные; 2 - внутришлифовальные; 3 - обдирочные шлифовальные; 4 - специализированные шлифовальные; 5 - резервная; 6 - заточные; 7 - плоскошлифовальные; 8 - притирочные и полировочные; 9 - разные, работающие абразивом).

Группа 4 - комбинированные станки.

Группа 5 - зубо- и резьбообрабатывающие станки (0 - резьбонарезные; 1 - зубострогальные для цилиндрических колес; 2 - зуборезные для конических колес; 3 - зубофрезерные; 4 - для нарезания червячных пар; 5 - для обработки торцов зубьев; 6 - резьбофрезерные; 7 - зубоотделочные и поверочные; 8 - зубо- и резьбошлифовальные; 9 - разные зубо- и резьбообрабатывающие станки).

Группа 6 - фрезерные станки (0 - резервная; 1 - вертикальные консольные; 2 - непрерывного действия; 3 - резервная; 4 - копировальные и гравировальные; 5 - вертикальные бесконсольные;

6 - продольные; 7 - консольные широкоуниверсальные; 8 - горизонтальные консольные; 9 - разные фрезерные).

Группа 7 -строгальные, долбежные, протяжные станки (0 - резервная; 1 - продольно-строгальные одностоечные; 2 - продольнострогальные двухстоечные; 3 - поперечно-строгальные; 4 - долбежные; 5 - протяжные горизонтальные; 6 - резервная; 7 - протяжные вертикальные; 8 - резервная; 9 - разные строгальные).

Группа 8 - разрезные станки (0 - резервная; 1 - разрезные, работающие резцом; 2 - разрезные, работающие абразивным кругом; 3 - разрезные, работающие гладким диском; 4 - правильно-отрезные; 5 - пилы ленточные; 6 - пилы дисковые; 7 - пилы ножовочные).

Группа 9 - разные станки (1 - опиловочные; 2 - пилонасека-тельные; 3 - правильно и бесцентрово-обдирочные; 4 - балансировочные; 5 - для испытания сверл и шлифовальных кругов; 6 - делительные машины).

Условный типоразмер станка обычно показывает наибольший размер обрабатываемой заготовки. Например, универсальный токарно-винторезный станок мод. 16К20 - «20» - высота центров, т.е. расстояние от оси вращения заготовки до направляющих, 200 мм; вертикально-сверлильный станок мод. 2Н135 - «35» - наибольший диаметр сверления - 35 мм.

Введение

Машиностроение является одной из важнейших отраслей в народном хозяйстве. Оно создаёт условие для развития многих других видов производства и отраслей промышленности. Развитие самого машиностроения зависит от станкостроения. Новые станки различного технологического назначения, прогрессивные конструкции режущего инструмента обеспечивают автоматический процесс обработки, сокращение времени для наладки оборудования, возможность многостаночного обслуживания, повышение качества продукции, производительность труда и культуры производства. В настоящее время на ряд ус задачей повышения эффективности существующего оборудования поставлена задача увеличения производства средств автоматизации, оснащённых микропроцессорами и малыми ЭВМ, а так же гибких производственных систем. Станки с ЧПУ постепенно заменяют оборудование с ручным управлением.

В устройстве металлорежущих станков имеется много общего. Это объясняется самой сущностью процесса резания.

Основу устройства металлорежущих станков составляет совокупность механизмов и других технических устройств, обеспечивающих главным образом два движения -- движение резания (резцом, фрезой, сверлом и т. д.) и движение подачи заготовки или режущего инструмента.

Общие сведения о металлорежущих станках

Анализ конструкции современных металлорежущих станков

Шлифовальный станок, в металлообработке - металлорежущий станок для обработки заготовок абразивным инструментом.

В соответствии с принятой для металлорежущих станков классификацией шлифовальные станки подразделяют на кругло- и внутришлифовальные (в т. ч. бесцентрово-шлифовальные, планетарные), специализированные, плоскошлифовальные и др., работающие абразивным инструментом. Специфика используемого инструмента предъявляет к конструкции и конструкционным материалам некоторые дополнительные требования: виброустойчивость, износостойкость, интенсивный отвод абразивной пыли. Главное движение шлифовального станка - вращение абразивного инструмента, причём его скорость, как правило, значительно выше скорости подачи и других движений.

Наибольшее распространение получили круглошлифовальные станки (например, станок марки 3М196). На этих станках заготовку устанавливают на центрах или в патроне и приводят во вращение навстречу шлифовальному кругу; вместе со столом станка она может совершать возвратно-поступательное движение. Шлифовальный круг в конце каждого (или двойного) хода стола получает поперечное перемещение на глубину резания. На кругло шлифовальных станках обычно шлифуют наружные цилиндрические и конические поверхности и торцы заготовок. На врезных кругло шлифовальных станках шлифование наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей производится широким кругом (шире размера заготовки); продольная подача здесь отсутствует.

Внутришлифовальные станки предназначены для шлифования внутренних поверхностей вращения. Примером такого станка может служить станок марки 3К228А.

Наиболее распространены внутришлифовальные станки, у которых обрабатываемая заготовка вращается вокруг оси шлифуемого отверстия, а шлифовальный круг - вокруг своей оси. Продольную и поперечную подачи осуществляют кругом. При обработке отверстий крупных заготовок, которые привести во вращение трудно, применяют планетарные внутришлифовальные станки. В этих станках шлифовальный круг вращается вокруг своей оси и вокруг оси шлифуемого отверстия одновременно.

В работе рассмотрен плоскошлифовальный станок марки 3Г71, который предназначен для обработки плоскостей заготовок периферией или торцом шлифовального круга. На таких станках, работающих периферией круга, стол с закрепленной на нём заготовкой совершает возвратно-поступательное или вращательное движение, а вращающийся шлифовальный круг получает поперечную подачу на каждый ход или оборот стола, а также перемещение на глубину резания. В плоскошлифовальных станках, работающих торцом шлифовального круга, в отличие от станков, работающих периферией круга, поперечная подача отсутствует, т.к. диаметр круга больше поперечного размера обрабатываемой заготовки (врезное шлифование).

Специализированные шлифовальные станки предназначены, как правило, для обработки деталей заданной формы, например для шлифования шеек коленчатых валов, деталей штампов, шаблонов, шлицевых деталей и т.д. Обработку заготовок на этих станках осуществляют в основном методом копирования, реже методом огибания.

В общую группу шлифовальных станков входят также станки: притирочные, полировальные, доводочные, заточные, шлицешлифовальные, хонинговальные и др., работающие абразивным инструментом.

Знание функционально общих основных узлов различных типов металлорежущих станков позволяет лучше и быстрее ознакомиться с устройством, управлением и работой любого конкретного станка.

Металлорежущие станки (МРС) предназначены для размерной обработки заготовок путём снятия стружки лезвийным или абразивным режущим инструментом.

Детали, узлы и механизмы МРС по их принципиальному назначению можно разделить на группу несущей и направляющей системы (или, просто, "несущую систему" ) и группу привода и управления . Детали и узлы первой группы обеспечивают правильное направление прямолинейных и круговых перемещений узлов с заготовкой (изделием) и инструментом. С помощью механизмов второй группы осуществляются формообразование и движения управления станком.

К несущей системе относятся:

- станины, основания, стойки, колонны – базовые узлы, на которых устанавливают остальные неподвижные и подвижные узлы и механизмы станков; на базовых узлах выполняют направляющие поверхности (или, просто, "направляющие"), по которым перемещаются подвижные узлы станка;

- суппорты, каретки и салазки суппортов, поперечины суппортов, ползуны, рукава – детали и узлы для поддержания и поступательного или качательного перемещения инструмента;

- столы, сани и салазки столов, консоли – детали и узлы для поддержания и поступательного перемещения обрабатываемых заготовок;

- корпусы шпиндельных бабок, коробок скоростей и коробок подач – детали и узлы для поддержания и направления вращающихся деталей станка;

- шпиндели и их опоры, планшайбы, задние бабки, вращающиеся колонны – детали и узлы для вращения инструментов и изделий.

Механизмы привода обеспечивают вращательные, поступательные, возвратно-поступательные, непрерывные и периодические движения деталей и узлов во время процесса обработки изделия, холостые перемещения, транспортирование заготовок из загрузочных устройств и между позициями обработки, зажим-разжим заготовок, инструментов, узлов станка, отвод стружки и т.д.

С помощью механизмов управления производится пуск и останов станка, изменение направления и скорости движений, управление циклом работы станка и т.п.

1.2 Классификация металлорежущих станков

1.2.1 По технологическому признаку, т.е. в зависимости от характера выполняемых работ и применяемых режущих инструментов МРС делят на 11 групп:

1) токарные станки – предназначены в основном для обработки наружных поверхностей вращения резцами;

2) сверлильные и расточные станки – предназначены для получения и обработки отверстий; режущий инструмент – сверла, зенкеры, развертки, расточные резцы;

3) шлифовальные станки – режущий инструмент – абразивные шлифовальные круги;

4) полировальные и доводочные станки – предназначены для отделочных работ с помощью абразивных брусков, лент, порошков;

5) зуборезные станки – предназначены для обработки зубьев колес;

6) фрезерные станки – обработка ведется многолезвийными инструментами – фрезами;

7) строгальные станки – предназначены для обработки плоских поверхностей резцами;

8) разрезные станки – предназначены для разрезания сортового проката, труб;

9) протяжные станки – обработка ведется многолезвийными инструментами – протяжками;

10) резьбообрабатывающие станки – предназначены для обработки винтовых поверхностей (в группу не входят токарные станки);

11) разные станки – станки, не входящие в перечисленные группы.

1.2.2 В зависимости от степени универсальности , определяемой числом разных деталей, обработка которых возможна на данном станке, МРС делят на универсальные, специализированные и специальные.

К универсальным относят станки общего назначения, предназначенные для выполнения различных операций на изделиях многих наименований (токарно-винторезные, револьверные, карусельные и т.п.), и широкого назначения, предназначенные для выполнения определенных операций на изделиях многих наименований (токарно-отрезные, многорезцовые и т.п.).

К специализированным относят станки, предназначенные для обработки изделий одного наименования и разных размеров (коленчатых валов, труб, муфт, колец подшипников, валков, слитков, инструментов и т.п.).

К специальным относят станки, предназначенные для обработки определенного (одного) изделия.

1.2.3 МРС в зависимости от точностной характеристики разделяют на пять классов:

Класс Н – станки нормальной точности,

Класс П – станки повышенной точности,

Класс В – станки высокой точности,

Класс А – станки особо высокой точности,

Класс С – особо точные станки (мастер-станки).

Станки класса Н обеспечивают обработку деталей по 7-8 квалитетам точности. Если указанную точность принять условно за единицу, то станки класса П обеспечивают точность обработки в 1,25 раза выше, класса В – в 1,25 2 раза выше и т.д.. Для получения таких показателей по точности обработки, как показывает практика, геометрическая точность самих станков должна возрастать по геометрической прогрессии с более высоким знаменателем. Так, соотношение между величинами допусков () для большинства показателей точности станка (биение шпинделя, параллельность оси шпинделя направляющим и т.д.) при переходе от класса к классу принимают равным 1,6:

Станки более высоких классов точности, чем Н, часто называют прецизионными .

Станки класса П изготовляются на базе станков класса Н при повышенных требованиях к качеству производства и подбору базовых деталей (часто – это более качественное изготовление шпинделя и его опор, направляющих), а также к качеству сборки и регулировки. Для получения станков класса В используют специальные конструкции ряда ответственных элементов его, более высокое качество их изготовления и сборки. Станки класса А изготовляются на базе станков класса В при более жёстких требованиях к основным узлам и деталям.

Станки класса С служат для изготовления деталей, определяющих точность прецизионных станков, например, делительных и эталонных колёс, измерительных винтов и т.п..

Станки классов В, А и С должны эксплуатироваться в термоконстантных помещениях.

1.2.4 МРС классифицируют по массе и размерам , по степени автоматизации и др. параметрам. Существует также понятие "уникальный" станок. Уникальные - это станки, изготовленные в единичных экземплярах (например, станки классов точности С или А, станки массой более 100 тонн).

Современные металлорежущие станки используют механические, электрические, электронные, пневматические, гидравлические системы для осуществления требуемых движений и управления технологическим циклом.

По технологическому назначению различают станки токарной, фрезерной, сверлильной и других групп. Универсальные станки предназначены для выполнения разнообразных работ при использовании разных заготовок. Специализированные станки предназначены для обработки заготовок одного наименования, но разных размеров (например, обработка зубчатого венца на зубофрезерном станке). Специальные станки выполняют вполне определенный вид работ на одной определенной заготовке. По степени автоматизации различают станки:

с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы, станки с программным управлением. По числу главных рабочих органов различают одно- и многошпиндельные станки, одно- и многопозиционные станки и т.д. Различают станки: Н - нормального; П - повышенного; В - высокого; А - особо высокого; С - особо точного классов точности.

В отечественном машиностроении принята Единая система условных обозначений (шифров) станков, разработанная в ЭНИМСе: первые две цифры которого - группа и тип станка; буква на втором или третьем месте - типоразмер станка (а следовательно, и его технические характеристики); третья или четвертая цифра - условный типоразмер станка; последняя буква - модификация станков одной базовой модели. Все металлорежущие станки разбиты на 10 групп, а каждая группа - на 10 типов.

Станочное оборудование может подразделяться на несколько типов в зависимости от области применения, общих технологических признаков и конструктивных особенностей. По области применения станочное оборудование делится на:

Станки для металлургической промышленности и машиностроения;

Станки для химической промышленности;

Техника для судостроения;

Техника для авиастроения;

Промышленные машины;

Оборудование для металлообработки, деревообработки.

Отдельно выделяют станки, используемые в микроэлектронике и станки для приборостроения.

Металлообрабатывающее станочное оборудование – это техника, используемая для обработки металла, производства деталей заданной конфигурации и шлифования поверхностей различного профиля. Его классифицируют в зависимости от типа металлообработки.

Токарные станки – оборудование, предназначенное для точения наружных, внутренних, торцовых поверхностей тел вращения и нарезания различных типов резьб. Подразделяется на несколько видов: токарно-карусельные, токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарные станки с ЧПУ, настольные станки.

Фрезерные станки используются для обработки плоских и фасонных поверхностей и тел вращения с помощью фрезы. Различают: вертикально-фрезерные, универсально фрезерные, настольные фрезерные, широкоуниверсальные фрезерные станки. В качестве подвидов существует вертикальная сверлильно-фрезерная, горизонтально фрезерная, сверлильно-фрезерная, универсальная сверлильно-фрезерная техника, станки с ЧПУ и обрабатывающие фрезерные центры.

Шлифовальные станки – это оборудование, предназначенное для чистовой обработки деталей, путем снятия верхних слоев с их поверхности с высокой степенью точности. Машины могут быть кругло-, внутри-, плоско- и бесцентрошлифовальными.

Сверлильные станки применяются для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале. Техника позволяет рассверливать, зенкеровать, развертывать и нарезать внутренние резьбы. Встречаются горизонтально, вертикально и радиально сверлильные.

Ленточнопильные станки предназначены для резки деревянных или металлических изделий. Виды: портальные, двухколонные, консольные, горизонтальные, настольно-бытовые машины.

Расточные станки подразумевают обработку крупногабаритных деталей операциями сверления, нарезания, подрезки, обтачивания и др.

Заточный станок используется для заточки и переточки металлорежущего инструмента.

Балансировочные станки предназначены для измерения и определения места статической или динамической неуравновешенности вращающихся деталей.

Долбежные станки необходимы для обработки плоских и фасонных поверхностей, шпоночных пазов, канавок.

Вальцовочные машины – оборудование, обрабатывающее листы методом гибки для придания изделию цилиндрической формы.

Обрабатывающие центры позволяют подвергать детали комплексной обработке.