Конспект лекций по ПМ01 МДК 01.01

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ,НАУКИ ИМОЛОДЁЖНОЙ ПОЛИТИКИ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное образовательное бюджетное учреждение

среднего профессионального образования Воронежской области «Воронежский авиационный техникум имени В.П. Чкалова»

(ГОБУ СПО ВО «ВАТ имени В.П. Чкалова»)

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

ПМ01 Разработка технологических процессов изготовления деталей

МДК 01. 01 Технологические процессы изготовления деталей машин

Тема 1.1 Технологическое оборудование и оснастка

автоматизированных машиностроительных производств

Специальность: 151901 Технология машиностроения

Квалификация: техник

Форма обучения: очная, заочная

Воронеж

2013

Конспект рассмотрен и одобрен

на заседании предметной (цикловой) комиссии

Технологии авиа- и машиностроения

Протокол № ____ « ___» __________ 2013 г.

Председатель _______________ А.Н. Минаков

Конспект разработан на основе рабочей программы профессионального модуля ПМ01 Разработка технологических процессов изготовления деталей, специальность 151901 Технология машиностроения

Организация – разработчик:

ГОБУ СПО ВО «ВАТ имени В.П. Чкалова»

Разработчики:

Пономарёва Т.Н., преподаватель ГОБУ СПО ВО «ВАТ имени В.П. Чкалова»

Введение

Данный конспект разработан на основании рабочей программы профессионального модуля ПМ01 Разработка технологических процессов изготовления деталей для специальности 151901 Технология машиностроения.

Структура профессионального модуля ПМ01

Разработка технологических процессов изготовления деталей

Раздел 1 Ведение технологических процессов изготовления деталей машин

МДК 01. 01 Технологические процессы изготовления деталей машин

Тема 1.1 Технологическое оборудование и оснастка автоматизированных машиностроительных производств

Тема 1.2 Проектирование технологических процессов механической обработки

Тема 1.3 Особенности обработки деталей в условиях автоматизированного производства

Раздел 2 Эксплуатация систем автоматизированного проектирования и программирования в машиностроении

МДК 01.02 Системы автоматизированного проектирования и программирования в машиностроении

Тема 2.1 Программирование обработки деталей на станках с ЧПУ

Тема 2.2. Основы трёхмерного моделирования в САПР Компас-3D

Тема 2.3. Основы трёхмерного моделирования в САПР Solid Works

Тема 2.4. Основы трёхмерного моделирования в САПР Uniqraphics

Тема 2.5. Конструкторская подготовка производства

Тема 2.6. Система автоматизированного проектирования технологических процессов Вертикаль

Междисциплинарный курс МДК01.01 Технологические процессы изготовления деталей машин состоит из трёх тем. Тема 1.1 Технологическое оборудование и оснастка автоматизированных машиностроительных производств изучается во втором семестре третьего курса (конспект часть 1). Тема 1.2 Проектирование технологических процессов механической обработки и тема 1.3 Особенности обработки деталей в условиях автоматизированного производства изучаются в первом семестре четвёртого курса (конспект часть 2).

Цель освоения части профессионального модуля:

овладеть профессиональными компетенциями (ПК):

1.1 Использовать конструкторскую документацию при разработке технологических процессов изготовления деталей (подбор технологического оснащения).

1.2 Выбирать метод получения заготовок и схемы их базирования (подбор технологического оснащения).

1.2.3 Составлять маршруты изготовления деталей и проектировать технологические операции.

иметь практический опыт:

• использования конструкторской документации для проектирования технологических процессов изготовления деталей;

• выбора метода получения заготовок и схем их базирования;

• составление технологических маршрутов изготовления деталей и проектирования технологических операций;

уметь:

• читать чертежи;

• анализировать конструктивно-технологические свойства детали, исходя из её служебного назначения;

• определять тип производства;

• проводить технологический контроль конструкторской документации с выработкой рекомендаций по повышению технологичности детали;

• определять виды и способы получения заготовок;

• рассчитывать и проверять величину припусков и размеров заготовок;

• рассчитывать коэффициент использования материала;

• анализировать и выбирать схемы базирования;

• выбирать способы обработки поверхностей и назначать технологические базы;

• составлять технологический маршрут изготовления детали;

• проектировать технологические операции;

• разрабатывать технологический процесс изготовления детали;

• выбирать технологическое оборудование и технологическую оснастку: приспособления, режущий, мерительный и вспомогательный инструмент;

• рассчитывать режимы резания по нормативам;

• рассчитывать штучное время;

• оформлять технологическую документацию;

знать:

• служебное назначение и конструктивно-технологические признаки детали;

• показатели качества деталей машин;

• правила отработки конструкции детали на технологичность;

• физико-механические свойства конструкционных и инструментальных материалов;

• методику проектирования технологического процесса изготовления детали;

• типовые технологические процессы изготовления деталей машин;

• виды деталей и их поверхности;

• классификацию баз;

• виды заготовок и схемы их базирования;

• условия выбора заготовок и способы их получения;

• способы и погрешности базирования заготовок;

• правила выбора технологических баз;

• виды обработки резания;

• виды режущих инструментов;

• элементы технологической операции;

• технологические возможности металлорежущих станков;

• назначение станочных приспособлений;

• методику расчёта режимов резания;

• структуру штучного времени;

• назначение и виды технологических документов;

• требования ЕСКД и ЕСТД к оформлению технической документации;

Объём изучаемого материала (час.)

6 семестр

7семестр

Всего

36

70

Теоретические занятия

14

24

Практические занятия

20

14

Зачётное занятие

2

2

Курсовой проект

-

30

1. Особенности обработки деталей на

металлорежущих станках с ЧПУ

1. ТПП.

2. Виды м/р станков. Выбор оборудования.

3. Назначение станков с ЧПУ. Конструктивные особенности. Технологические возможности.

4. Многоцелевые станки.

Практические занятия

1.1.1 Выбор оборудования для выполнения определенных работ, и его технические характеристики.

1.1.2 Изучение конструктивных особенностей и технологических возможностей станков с ЧПУ.

1. Технологическая подготовка производства

При производстве различных изделий важным этапом между проектом изделия и готовым изделием является технологическая подготовка производства.

Она включает в себя

• выбор заготовок,

• разработку технологического процесса изготовления деталей и сборки изделия,

• подбор технологического оснащения и т.п.

Единая система технологической подготовки производства – установленная государственными стандартами система организации и управления процессом технологической подготовки производства, предусматривающая широкое применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно – технических и управленческих работ.

ТПП Должна решать следующие задачи:

А) Обеспечение технологичности конструкции изделия;

Б) Разработка технологических процессов;

В) Проектирование и изготовление средств технического оснащения;

Г) Организация и управление процессом ТПП.

Работы по ТПП на уровне предприятия обычно сосредоточены в отделе главного технолога (ОГТ) и технологических бюро цехов. Распределение работ по ТПП между ОГТ и цеховыми ТБ зависит от конкретного предприятия. Организация ТПП в значительной степени зависит от типа производства (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структура современного производства

ТПП - важный этап создания готового изделия. Правильная организация ТПП позволяет:

• Сократить период освоения новой продукции

• Повысить качество обработки

• Повысить производительность обработки

• Сократить количество средств технологического оснащения.

Одним из важных этапов ТПП является выбор технологического оснащения. К нему относятся: технологическое оборудование, станочная и инструментальная оснастка. Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связана с техническим перевооружением и модернизацией средств производства на базе применения новейших достижений науки и техники. Техническое перевооружение, подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модернизация средств производства неизбежно включают процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления. Рациональный выбор оборудования режущего, вспомогательного и измерительного инструментов для выполнения той или иной операции обработки имеет первостепенное значение для экономичной, высокопроизводительной и качественной работы.

2. Виды м/р станков. Выбор оборудования.

При проектировании технологического процесса указывают, на каком станке будет выполняться та или иная операция, и приводят характеристику станка. При выборе металлорежущего оборудования можно пользоваться паспортами на имеющееся оборудование (станки) либо специальными каталогами, в которых приводятся техническая характеристика и другие данные, необходимые для установления возможности выполнения операции обработки на том или ином станке.

Вспомнить классификацию станков и обозначение моделей станков.

Выбор станка - одна из наиболее важных и сложных задач при проектировании технологического процесса механической обработки. Трудно установить твердые и точные правила выбора станка для каждого случая обработки. Однако при выборе необходимо, чтобы было обеспечено:

1. получение требуемой точности обработки и чистоты поверхности;

2. соответствие производительности станка заданной программе выпуска деталей;

3. соответствие мощности станка мощности, требуемой при выполнении обработки;

4. соответствие размеров рабочей зоны станка размерам обрабатываемых деталей;

5. удобство обработки на станке (удобство управления, удаления стружки и т. д.);

6. экономичность обработки.

Основные технологические факторы, определяющие выбор станка: 

• вид обработки (токарная, фрезерная, шлифовальная и т. п.); 

• габаритные размеры обрабатываемой детали; 

• кинематические данные станка (число оборотов, величина подачи, мощность и т. п.), 

• точность и жесткость станка.

Кроме требований, предъявляемых к станку в отношении обеспечения заданной точности и производительности, необходимо также учитывать экономические требования, характеризуемые стоимостью оборудования и применяемой оснастки и влияющие на себестоимость изделия. Экономичность процесса обработки при выборе того или иного станка является решающим фактором. При изготовлении изделий необходимо производить технико-экономическое сравнение различных вариантов обработки на разных станках и в результате их анализа применять наиболее эффективный.

При выборе типа-размера станков необходимо учитывать:

• возможно более полное использование станка по мощности;

• наименьшую цену станка;

• наименьшие затраты времени на обработку;

• наименьшую стоимость обработки.

3. Назначение станков с ЧПУ. Конструктивные особенности. Технологические возможности. Особенности станков с ЧПУ

Характерным свойством металлорежущих операций является возможность их автоматизации. По степени автоматизации станки металлорежущие классифицируют:

• ручные станки,

• полуавтоматы и автоматы,

• станки с ЧПУ,

• ГПС (гибкие производственные системы).

Более 70% изделий в машиностроении изготовляют в условиях мелкосерийного и серийного производства. Эффективным средством автоматизации мелкосерийного и серийного производства является программное управление металлорежущими станками, где управление рабочими органами в процессе обработки производится автоматически по заранее разработанной программе без непосредственного участия рабочего. По заданной программе можно управлять: регулированием направления и скорости перемещения исполнительных органов станка, циклом работы станка, сменой инструмента и т. д. На станках с ЧПУ могут быть применены различные виды адаптивного управления, обеспечивающие оптимальное значение одного или нескольких параметров (составляющая силы резания; температуры инструмента или детали; шероховатость обработанной поверхности; оптимальные режимы резания; уровень шумов, вибраций и др.)

Важной особенностью автоматизации процесса обработки на металлорежущих станках с помощью устройств программного управления является сохранение станками широкой универсальности. Это дает возможность производить на них обработку всей номенклатуры деталей, которая может быть произведена на универсальных станках соответствующих типов.

Программное управление позволяет:

• автоматизировать процесс обработки;

• сократить время наладки станка, сведя всю наладку к установке инструмента, заготовки и программы на станке;

• организовать многостаночное обслуживание;

• повысить производительность труда, культуру производства и качество обработанных деталей.

Повышение точности обработки достигается высокой точностью изготовления и жесткостью станка, превышающей жесткость обычного станка того же назначения, для чего производят сокращение длины его кинематических цепей: применяют автономные приводы, по возможности сокращают число механических передач. Приводы станков с ЧПУ должны также обеспечивать высокое быстродействие. Повышению точности способствует и устранение зазоров в передаточных механизмах приводов подач, снижение потерь на трение в направляющих и других механизмах, повышение виброустойчивости, снижение тепловых деформаций, применение в станках датчиков обратной связи. Для уменьшения тепловых деформаций необходимо обеспечить равномерный температурный режим в механизмах станка.

Базовые детали (станины, колонны, основания) выполняют более жесткими за счет введения дополнительных ребер жесткости. Повышенную жесткость имеют и подвижные несущие элементы (суппорты, столы, салазки).

Направляющие станков с ЧПУ имеют высокую износостойкость и малую силу трения, что позволяет снизить мощность следящего привода, увеличить точность перемещений, уменьшить рассогласование в следящей системе. Используют все виды направляющих. При этом максимально уменьшают зазоры, создают натяги в них.

Приводы и преобразователи для станков с ЧПУ для приводов подачи и главного движения с полным микропроцессорным управлением — цифровые преобразователи или цифровые приводы. Цифровые приводы представляют собой электродвигатели, работающие на постоянном или переменном токе. Конструктивно они являются отдельными электронными блоками управления.

Шпиндели станков с ЧПУ выполняют точными, жесткими, с повышенной износостойкостью шеек, посадочных и базирующих поверхностей. Конструкция шпинделя значительно усложняется из-за встроенных в него устройств автоматического разжима и зажима инструмента, датчиков при адаптивном управлении и автоматической диагностике.

Опоры шпинделей должны обеспечить точность шпинделя в течение длительного времени в переменных условиях работы, повышенную жесткость, небольшие температурные деформации. Точность вращения шпинделя обеспечивается, прежде всего, высокой точностью изготовления подшипников.

Привод позиционирования (т.е. перемещения рабочего органа станка в требуемую позицию согласно программе) должен иметь высокую жесткость и обеспечивать плавность перемещения при малых скоростях, большую скорость вспомогательных перемещений рабочих органов (до 10 м/мин и более).

Вспомогательные механизмы станков с ЧПУ включают в себя устройства смены инструмента, уборки стружки, систему смазывания, зажимные приспособления, загрузочные устройства и т.д. Эта группа механизмов в станках  с ЧПУ значительно отличается от аналогичных механизмов, используемых в обычных универсальных станках. Например, в результате повышения производительности станков с ЧПУ произошло резкое увеличение количества сходящей стружки в единицу времени, а отсюда возникла необходимость создания специальных устройств для отвода стружки. Для сокращения потерь времени при загрузке применяют приспособления, позволяющие одновременно устанавливать заготовку и снимать деталь во время обработки другой заготовки.

Устройства автоматической смены инструмента (магазины, автооператоры, револьверные головки) должны обеспечивать минимальные затраты времени на смену инструмента, высокую надежность в работе, стабильность положения инструмента, т.е. постоянство размера вылета и положения оси при повторных сменах инструмента, иметь необходимую вместимость магазина или револьверной головки.

Револьверная головка — это наиболее простое устройство смены инструмента: установку и зажим инструмента осуществляют вручную. В рабочей позиции один из шпинделей приводится во вращение от главного привода станка. Револьверные головки устанавливают на токарные, сверлильные, фрезерные, многоцелевые станки с ЧПУ; в головке закрепляют от 4 до 12 инструментов.

Станки с ЧПУ имеют расширенные технологические возможности при сохранении высокой надежности работы. Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечить совмещение различных видов обработки, удобство загрузки заготовок, выгрузки деталей (что особенно важно при использовании промышленных роботов), автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента и т.д.

В современных условиях практически каждому виду металлорежущего станка с ручным управлением соответствует вариант с ЧПУ. По классификатору ОКП выделяют:

• 381021 Станки с ЧПУ токарного вида;

• 381022 Станки с ЧПУ сверлильные;

• 381023 Станки с ЧПУ расточные;

• 381024 Фрезерные станки с ЧПУ;

• 381025 Шлифовальные станки с ЧПУ;

• 381026 Станки с ЧПУ, используемые для электрохимической и электрофизической обработки деталей;

• 381028 Станки с ЧПУ для выполнения множественных операций. Эти станки с ЧПУ используют магазины, которые в автоматическом режиме сменяют инструмент;

• 381029 Станки прочие с ЧПУ.

Совершенствование элементной базы создает новые возможности, более высокую точность обработки и удобство обслуживания станков с ЧПУ нового поколения. В парке машиностроения страны доля станков с ЧПУ будет непрерывно увеличиваться при одновременном повышении их технического уровня.

1. Многоцелевые станки.

Эффективным средством повышения производительности является автоматизация и механизация технологических и вспомогательных процессов, выполняемых на различных этапах изготовления изделий. Автоматизация серийного производства требует создания гибких технологических систем, способных автоматически переходить с обработки деталей одного типоразмера на другой. В решение этих задач основную роль должны играть многоцелевые станки с ЧПУ, объединение которых в единую технологическую систему, связанную автоматическим транспортом, позволяет создать высокоэффективные гибкие производственные системы, управляемые от ЭВМ.

Станки, оснащенные ЧПУ и устройством автоматической смены инструмента, предназначенные для выполнения большого числа различных технологических операций без переустановки обрабатываемых деталей, называют многоцелевыми (МС).

МС позволяют с одной установки практически полностью обработать деталь с четырех - пяти сторон. По назначению МС делятся на две группы: для обработки корпусных и плоских деталей и для обработки деталей типа тел вращения.

По расположению шпинделя различают вертикальные и горизонтальные компоновки. Вертикальные многоцелевые станки предназначены для обработки крупных заготовок или заготовок, обрабатываемых с одной стороны. При использовании многопозиционных и поворотных приспособлений можно вести обработку заготовок с нескольких сторон. Этому способствуют и автоматически сменяемые головки с различным расположением шпинделей. Станки выполняют по типу вертикальных консольно и бесконсольно-фрезерных и продольно-фрезерных станков; одностоечных и двухстоечных координатно-расточных станков. В этой группе чаще всего используют крестовый стол, а вертикально перемещается шпиндельная бабка. Горизонтальные многоцелевые станки предназначены для обработки заготовок с двух-четырех, а иногда и пяти сторон, в последнем случае шпиндельные головки имеют поворот вокруг вертикальной и горизонтальной оси. Станки изготовляют по типу горизонтальных консольно-фрезерных и горизонтально-расточных. Наиболее распространены станки, имеющие крестовый поворотный стол и вертикально перемещающуюся шпиндельную бабку. Применяют компоновки с неподвижной стойкой и крестовым столом, перемещающимся в двух взаимно перпендикулярных направлениях; с продольно-подвижной стойкой и столом, имеющим поперечное перемещение; с поперечно-подвижной стойкой и продольно-подвижным столом и др.

Отметим основные особенности конструкций МС,

• Наклонно-поворотный стол с ЧПУ (поворот на 360° вокруг вертикальной оси, от -120° до 45° вокруг горизонтальной). Ось планшайбы выполняется с вертикальным или горизонтальным расположением.

• Столы-спутники.

• Шпиндельные головки (один, два и четыре штуки). Угол поворота шпинделя ± 100°

• Различные виды магазинов инструментов. Количество инструментов от 24 до 100 и более.

• Различные системы ЧПУ.

• Приспособления для контроля точности обработки.

• Дополнительные функции (подача СОЖ, конвейеры для уборки стружки).

Основные виды выполняемых работ:

• Фрезерование: плоскостей, уступов, пазов, сложных контуров, многогранных углов, поверхностей свободной формовки.

• Обработка отверстий: сверление, зенкерование, развёртывание, цекование, зенкование, растачивание, нарезание резьбы.

2. Особенности технологического оснащения станков с ЧПУ.

1. Виды технологической оснастки. Станочные приспособления: универсальные, специализированные, специальные. Приводы приспособлений.

2. Режущий и вспомогательный инструмент.

3. Мерительный инструмент.

Практические занятия

1.1.3 Составление технического задания на проектирование приспособления.

1.1.4 Расчёт и проектирование режущего инструмента.

1.1.5 Расчёт и проектирование мерительного инструмента

1. Виды технологической оснастки. Станочные приспособления: универсальные, специализированные, специальные. Приводы приспособлений.

К технологической оснастке относятся (рисунок 2):

• станочные приспособления

• режущие и вспомогательные инструменты

• средства измерения и контроля

• технологические приспособления различного функционального назначения.

Рисунок 2 - Структура технологической оснастки

Одновременно с выбором оборудования (станка) необходимо правильно запроектировать нужное приспособление. В современных технологических процессах производства изделий затраты на изготовление и эксплуатацию технологической оснастки составляют до 20% себестоимости продукции. Наибольший удельный вес в общем парке технологической оснастки составляют станочные приспособления, применяемые для установки и закрепления заготовок деталей. Правильно спроектированное и изготовленное приспособление является эффективным средством повышения производительности труда и качества изделий, снижения их себестоимости, облегчения труда рабочих и повышения его безопасности.

Станочными приспособлениями в машиностроении называют дополнительные устройства к металлорежущим станкам, применяемые для установки и закрепления деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках.

Выбор станочных приспособлений зависит от формы, габаритных размеров и технических требований, предъявляемых к обрабатываемым деталям, а также от типа производства и программы выпуска изделий.

По типу станков приспособления разделяются на токарные, сверлильные, фрезерные и т. д. По степени механизации и автоматизации приспособления разделяют на ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические.

Классификация станочных приспособлений по стандарту ГОСТ 14.305-93 (рисунок 3).

Рисунок 3

УБП – система универсальных безналадочных СП

УНП – система универсально-наладочных СП

СНП – система специализированных наладочных СП

УСП – система универсально-сборных СП

СРП – система сборноразборных СП

НСП – система неразборных специальных СП

УСПО – система универсальносборной переналаживаемой ТО

СМЗСП – система средств механизации зажима СП

Системы приспособлений, применяемые на станках с ЧПУ, могут быть классифицированы прежде всего по степени специализации.

Конструкция универсально-безналадочных приспособлений УБП представляет собой законченный механизм долговременного действия с постоянными регулируемыми (несъемными) элементами для установки различных заготовок, предназначенный для многократного использования. УБП целесообразно применять на станках с ЧПУ в единичном и мелкосерийном производстве. К системе УБП относятся различные патроны,

Универсально-наладочное приспособление УНП состоит из универсального базового агрегата и сменных наладок. Базовый агрегат представляет собой законченный механизм долговременного действия, предназначенный для многократного использования. Под сменной наладкой понимается элементарная сборочная единица, обеспечивающая установку конкретной заготовки на базовом приспособлении. При смене объекта производства базовая часть, а также универсальные элементы и узлы сменных наладок, которыми комплектуются УНП, используются многократно. Проектированию и изготовлению подлежат лишь специальные наладки, являющиеся наиболее простой и недорогой частью приспособлений. УНП целесообразно применять на станках с ЧПУ в мелкосерийном производстве, особенно при использовании групповых методов обработки. Для токарных станков с ЧПУ наиболее распространенными зажимными устройствами системы УНП являются трехкулачковые переналаживаемые патроны. Их переналадка чаще всего сводится к замене кулачков.

Система специализированных наладочных приспособлений (СНП) обеспечивает базирование и закрепление типовых по конфигурации заготовок различных размеров. Конструктивно они аналогичны УНП. Эффективной областью применения СНП на станках с ЧПУ является серийное производство.

Система универсально-сборных приспособлений (УСП). Компоновки УСП собираются из стандартных элементов, изготовленных с высокой степенью точности. Элементы и узлы фиксируются системой шпонка — паз. Высокая точность элементов УСП обеспечивает сборку приспособлений без последующей механической доработки. После использования компоновок их разбирают на составные части, многократно используемые в различных сочетаниях в новых компоновках. Элементы УСП постоянно находятся в обращении в течение 18— 20 лет. Такая система не требует конструирования и изготовления приспособлений. Цикл оснащения станка приспособлением системы УСП состоит из сборки компоновки и ее установки, на что затрачивается в среднем 3—4 ч.

Система универсально-сборных механизированных приспособлений для станков с ЧПУ (УСПМ-ЧПУ) является развитием УСП. Компоновки УСПМ-ЧПУ предназначены для установки заготовок на станках с ЧПУ фрезерной и сверлильной групп в условиях единичного и мелкосерийного производства. Основой комплектов УСПМ-ЧПУ являются гидравлические блоки, представляющие собой базовые плиты УСП с сеткой пазов и встроенными гидроцилиндрами, а также плиты без встроенных цилиндров. В последнем случае для механизации зажимов применяют различные гидроцилиндры (гидроприхваты).

Сборно-разборные наладочные приспособления (СРП). Эти приспособления специально предназначены для оснащения фрезерных, сверлильных и многоцелевых станков с ЧПУ. Элементы СРП-ЧПУ фиксируются системой палец — отверстие, в отличие от УСП, где фиксация осуществляется системой шпонка — паз. Это гарантирует более высокие точность, жесткость и стабильность параметров приспособления. При использовании СРП для многоцелевых станков часто базовую плиту выполняют как основание приспособле – ния - спутника.

Система неразборных специальных приспособлений (НСП). Обычно НСП используют в условиях массового и крупносерийного производства. Приспособления этой системы не являются переналаживаемыми. Детали нельзя повторно использовать в других компоновках. Конструкции приспособлений предназначены для одной определенной детале - операции. На станках с ЧПУ такие приспособления целесообразно применять лишь как исключение в том случае, если нельзя применить ни одну из переналаживаемых систем. Для станка с ЧПУ конструкция такого приспособления должна быть максимально упрощена.

Упрощённая схема классификации ТО представлена на рисунке 4.

Рисунок 4

Рисунок 5 - Диаграмма применяемости ТО

Приведена диаграмма применяемости СП в зависимости от типа производства (рисунок 5). Из нее видно, что для автоматизированного серийного производства предпочтительнее применение переналаживаемых оснасток. Переналаживаемые (групповые) приспособления, используемые для обработки на одной операции группы деталей разных наименований, близких по конструктивно-технологическим параметрам.

Примеры станочных приспособлений

Универсальные: патроны, тиски, прихваты, призмы и т.д.

Специальные приспособления: выполняются для конкретной детали.

В связи с широким внедрением в промышленность прогрессивного металлорежущего оборудования – станков с ЧПУ, в том числе многоцелевых, значительно возросли требования к технологической оснастке.

Требования к приспособлениям:

• высокая точность;

• жесткость;

• полное базирование заготовок в приспособлении;

• ориентация приспособления на станке;

• обработка максимального числа поверхностей с одного установа;

• быстрая переналадка;

• быстрота зажима-разжима заготовки;

• должны иметь повышенную размерную точность;

• минимальные погрешности базирования и закрепления;

• использование полной мощности станка на черновых операциях;

• получение высокой точности на чистовых операциях.

Проектирование приспособлений начинается с изучения конструкторской и технологической документации. Технолог и конструктор в работе по проектированию решают вполне определенные задачи. Для технолога это: выбор технологических баз с разработкой технологического процесса. В задачи конструктора входит: конкретизация предложенной технологом схемы базирования и закрепления заготовки; выбор конструкции и размеров установочных элементов приспособления; определение потребных сил зажима; выбор схемы, расчет зажимных устройств и приводов к ним; определение конструкции и размеров направляющих элементов приспособления; общая компоновка приспособления с назначением допусков на его сборку. В результате конструктор должен выдать готовый чертеж приспособления, оформленный в соответствии с требованиями стандартов, с техническими условиями на изготовление и эксплуатацию.

Проектирование специальных приспособлений состоит из:

1. разработки принципиальной схемы базирования и закрепления детали (выполняется технологом);

2. конструктивного оформления элементов приспособления и его общей компоновки (выполняется конструктором по оснастке).

Технические условия на проектирование приспособлений

(оформляют на специальном бланке)

Содержат:

• схему базирования заготовки с определением всех баз и мест размещения прижимов;

• увязку базовых поверхностей детали с осями координат станка и исходной точкой; перечень обрабатываемых поверхностей (или прилагают операционный эскиз);

• тип приспособления,

• вид привода

• особые требования к зажимным устройствам;

• габаритные размеры приспособления;

• шифр изделия, номер чертежа, наименование детали, шифр и номер РТК;

• дополнительные указания технолога, связанные с особенностями обработки

Разработка принципиальной схемы базирования и закрепления:

• Технолог намечает принципиальную схему базирования и закрепления детали в приспособлении на каждой операции.

• На схеме условными знаками изображаются установочные и центрирующие элементы приспособления и точки приложения и направления сил зажима.

• Если намечено проектировать сложное специальное или переналаживаемое приспособление, то технолог должен четко охарактеризовать принцип действия приспособления и общие требования к нему.

• Технолог рассчитывает погрешности базирования и при необходимости производит перерасчет допусков на базисные размеры и на операционном эскизе указывает новые допуски.

Конструирование приспособления

Исходные материалы:

• рабочие чертежи заготовки и готовой детали с техническими условиями ее приемки;

• операционные эскизы на предшествующую и выполняемую операцию;

• карта (или описание) ТП обработки деталей со всеми необходимыми данными;

• годовая программа выпуска;

• в отдельных случаях данные о конкретном станке.

Дополнительные материалы:

• альбом нормализованных и стандартизованных деталей и узлов приспособлений;

• альбом типовых узлов и механизмов приспособлений;

• альбом конструкций силовых приводов и их элементов;

• альбомы конструкций универсальных, групповых и специальных приспособлений для типовых деталей;

• сведения о форме и размерах посадочных мест станков,

• сведения об имеющихся в инструментальных кладовых запасах деталей и узлов станочных приспособлений и их приводов.

При тщательной проработке исходной информации конструктор может предложить технологу наиболее рациональное построение операции и выбрать другую схему приспособления.

Этапы проектирования приспособлений:

1. Изучают техническое задание.

2. Проводят обзор и анализ существующих конструкций, уточняют схемы базирования и закрепления; рассчитывают силы резания и зажима; выбирают места приложения силы зажима; определяют и выбирают типы и размеры установочных элементов, их число и взаимные положения.

3. Выбирают тип зажимного устройства и его привода и определяют его основные параметры.

4. Определяют типы и размеры элементов для направления и контроля положения режущего инструмента.

5. Определяют конструкции и размеры вспомогательных элементов и устройств.

6. Выполняют эскизную разработку вариантов общего вида приспособления.

7. Уточняют параметры выбранного варианта конструкции приспособления.

8. После отработки схемы приспособления выбирают и обосновывают параметр для расчета его на точность.

9. Выполняют расчет на точность приспособления.

10. Выполняют силовой расчет и расчеты на прочность.

11. Выполняют графическое оформление общих видов (сборочных) конструкции приспособления.

12. Окончательно отрабатывают конструкцию, графическое оформление рабочих чертежей общих видов или сборочных.

13. Выполняют технико-экономические расчеты.

Конструкцию приспособления по принципиальной схеме, предложенной технологом, разрабатывает конструктор, специализирующийся по конструированию оснастки. Окончательное решение о выборе той или иной конструкции приспособления следует принимать после расчета экономической эффективности, которая заключается в сопоставлении затрат и экономического эффекта при использовании прогрессивного приспособления, относимых к годовому периоду эксплуатации.

2. Режущий и вспомогательный инструмент

К инструментальной оснастке относятся:

• режущий инструмент,

• вспомогательный и зажимной инструмент.

Вспомнить классификацию режущего инструмента.

1. Основные виды режущего инструмента:
   1. Инструмент токарной группы резцы.
   2. Инструмент фрезерной группы. фрезы.
   3. Инструмент для обработки отверстий. сверла, зенкера, развертки, зенковки.
   4. Резьбонарезной инструмент. метчики, плашки.
   5. Зубообрабатывающий инструмент. долбяки, червячные фрезы и прочее.
   6. Протяжной инструмент протяжки, прошивки и т.д.

По особенности конструкции:

• резцы;

• фрезы;

• свёрла;

• зенкеры;

• развёртки;

• цековки и т.д.

Тип изготовления:

• Цельный режущий инструмент;

• Составной инструмент, неразъемное соединение нескольких элементов;

• Сборный инструмент, разъемные соединения элементов.

По способу соединения со станком 

• насадной,

• хвостовый,

• призматический инструмент.

Выбор режущего инструмента обусловливается характером обработки, заданными классом точности и шероховатости поверхности, типом станка, материалом обрабатываемой заготовки, количеством обрабатываемых деталей в партии. Режущий инструмент должен обеспечивать наибольшую производительность труда при удовлетворении всех технических требований к качеству и точности обрабатываемой детали.

Материалом для режущей части инструмента являются металло- и минералокерамические материалы, алмазы, быстрорежущие и инструментальные стали. Каждый из инструментальных материалов имеет свою оптимальную область применения. Твердосплавные инструменты обеспечивают высокую производительность труда при обработке высокотвердых материалов, черных, цветных металлов и пластмасс. Алмазные инструменты применяются для чистовой и отделочной обработки.

Требования к инструменту и оснастке для станков с ЧПУ и МС определяются необходимостью максимально эффективного использования станочного времени.

Перспективным направлением является модульная система режущего инструмента и вспомогательной оснастки. Она предназначена для сокращения номенклатуры оснастки и вспомогательного времени, а также улучшения оснащенности оборудования при выполнении операций различных типов. Особенности: быстросменность, взаимозаменяемость, технологическая универсальность и т.д.

Рисунок 6 – Модульная инструментальная оснастка.

Структурно модульная система (рисунок 6) состоит из базовых оправок, адаптеров, оправки для установки зенковок, зенкеров и разверток, патронов для крепления сверл и концевых фрез с цилиндрическими хвостовиками, расточных головок и режущего инструмента. Базовые оправки устанавливаются в шпиндели станков. Конструктивно базовые оправки имеют с одной стороны присоединительный конус, соответствующий коническому отверстию в шпинделе, с другой стороны фланец со стыковочным узлом для установки закрепления либо адаптеров, либо торцовых фрез и расточных головок. Конструкция узла соединения модулей обеспечивает быструю смену инструмента, надежна в эксплуатации и не уступает по жесткости цельному инструменту.

Для одного станка предусмотрено несколько оправок с одинаковым присоединительным конусом, но имеющих различные размеры фланца со стыковочным узлом, что позволяет выполнять обработку плоскостей и отверстий в широком диапазоне. В зависимости от конструкции обрабатываемого изделия и предстоящей операции обработки в базовую оправку осуществляется установка и закрепление конкретных составных элементов системы, позволяющих выполнить эту операцию (рисунки 7, 8). Адаптеры и патроны являются связующими звеньями между базовыми оправками и режущим инструментом.

Рисунок 7 - Пример модульной системы

Рисунок 8 - Сборная расточная оправка

1 – хвостовик, 2 – переходник, 3 – державка.

Достоинства модульной системы:

• Высокая статическая и динамическая жесткость.

• Передача высокого крутящего момента и радиальное позиционирование инструмента.

• Высокая точность и стабильность при смене инструмента

• Способность работать на высоких скоростях.

• Быстрая смена инструмента.

• Простая и экономичная конструкция хвостовика.

• Высокая стойкость к загрязнениям.

• Кодирование (идентификация).

• Стандартизация и унификация системы крепления.

• Возможность подвода СОЖ.

Вместо периодической смены цельного инструмента можно заменить лишь режущую головку. Не хранить на складе слишком много инструмента. Жесткость модульной инструментальной системы не хуже, чем у цельного инструмента, но при ее использовании значительно повышается технологическая гибкость, и снижаются расходы на хранение и обслуживание.

Другим перспективным направлением развития инструментальной базы является использование износостойких покрытий.

Современные тенденции использования покрытий:

• высокоскоростная обработка резанием,

• обработка твердых материалов (с твердостью 50 - 70 HRc),

• обработка сухим способом или с минимальным количеством СОЖ.

Достоинства:

• продлевают долговечность инструмента,

• сокращают время обработки,

• повышают стойкость инструмента,

• повышают производительность.

Существует большое число фирм изготавливающих режущий и вспомогательный инструмент. На выпускаемую продукцию фирмы готовят каталоги на электронных и бумажных носителях. Использование каталогов позволяет не только выбрать высокопроизводительный инструмент, но и назначить режимы обработки, обеспечивающие наиболее выгодные условия резания.

При разработке ТП в ряде случаев, когда нет возможности использовать стандартный инструмент технолог заказывает специальный. Инструменты как принадлежности станка при механической обработке группируют в две подсистемы:

1. подсистема простых инструментов (резцы; инструменты для обработки отверстий; торцевые, цилиндрические, концевые фрезы; круглые протяжки и др.);

2. подсистема сложных инструментов (фасонные, зубо- и резьбообрабатывающие инструменты; шлицевые протяжки; обкаточные инструменты).

Инструменты первой подсистемы не требуют сложных расчетов при проектировании, и в связи с простой формой режущих кромок нет необходимости их профилирования (определения профиля режущей кромки). Рассмотрим проектирование инструментов, относящихся к первой подсистеме. Проектирование простых инструментов называют одноэтапным, при этом выполняют только конструирование, т.е. выбор и расчет параметров конструкции заданного типоразмера инструмента.

Алгоритм проектирования таких инструментов имеет следующую последовательность:

1. Выбирают конструктивное исполнение инструмента по известной типовой конструкции (цельный, сборный, составной) и способу его крепления на станке (хвостовой, насадной).

2. Назначают материал рабочей части, а для составных и сборных инструментов – корпуса, и крепежные элементы.

3. Разрабатывают конструкции рабочей и крепежной частей (конструирование), для чего определяют количество режущих лезвий, их геометрию, размеры зубьев и стружечных канавок, рассчитывают исполнительный размер (для размерных инструментов), выбирают форму и размеры корпуса и крепежной части.

4. Назначают технические требования (твердость различных элементов конструкции, точность формы и размеров, точность расположения, шероховатость, способ присоединения рабочей части у составных инструментов и др.).

5. Выполняют чертеж режущего инструмента.

6. Выполняют необходимые расчёты.

3. Мерительный инструмент

В зависимости от специфических особенностей производственного процесса применяют различные виды и методы технического контроля в зависимости от организационных форм, технических средств, места проведения контрольных операций.

Контроль качества производимых изделий осуществляет отдел технического контроля (ОТК), а также исполнители и руководители производственных подразделений.

Основная задача технического контроля сводится к профилактическому характеру контроля, предотвращающего появление брака, получению информации о состоянии оборудования и стабильности технологического процесса с целью предупреждения неполадок и отклонений, которые могут привести к нарушениям требований нормативно-технической документации.

Качество полученной после обработки детали характеризуется точностью обработки. От того, насколько точно будет выдержан размер и форма детали при обработке, зависит правильность сопряжения деталей в изделии и, как следствие, надежность изделия в целом. Погрешность обработки является результатом смещения одного или нескольких элементов технологической системы под влиянием тех или иных факторов.

Для обеспечения выпуска качественных деталей большое значение имеет рациональный выбор измерительного инструмента. Выбор его производится в зависимости от вида производства, применяемого оборудования, требуемой точности, формы и длины измеряемой поверхности.

В условиях единичного производства, как правило, применяется универсальный измерительный инструмент общего назначения, пригодный для проверки правильности различных размеров (линейка, нутромер, штангенциркуль, микрометр).

Для серийного производства обычно применяются специализированный мерительный инструмент (шаблоны и предельные калибры). 

Для массового и крупносерийного производства обычно применяются специальные измерительные приборы, автоматические устройства, шаблоны и предельные калибры.  

В зависимости от величины партии определённый процент деталей контролируется по всем поверхностям. Поверхности, имеющие высокие требования к точности обработки контролируют у каждой детали. Указанный объём работы осуществляет контролёр участка и производственный мастер. Отметку о проведении контроля после выполнения операции может выполнить исполнитель, при наличии у рабочего личного клейма.

После изготовления поверхности детали контролируются измерительным инструментом. В серийном производстве чаще это калибры.

Калибры предназначаются, главным образом, для измерения одного определенного размера. Они не позволяют измерить фактический размер изделия, а только дают возможность установить, что изделие не вышло за пределы указанных в чертеже границ - допусков на его изготовление.

Калибры бывают нормальные и предельные. Нормальные калибры имеют один размер, тот, который желательно получить на изделии. Годность изделия определяется вхождением в него калибра с большей или меньшей степенью плотности. Пользование нормальными калибрами требует большой квалификации и опыта рабочего и контролера.

Предельные калибры имеют два размера: один размер калибра равен наименьшему предельному размеру детали, второй - наибольшему. Один конец калибра обязательно должен входить в деталь, а второй - входить не должен. Один из этих размеров называется проходным, другой непроходным, или большим и меньшим. Пользование предельными калибрами обеспечивает полную взаимозаменяемость деталей и не требует высокой квалификации рабочего и контролера. Гладкие калибры применяются для измерения диаметров отверстий, диаметров валов, длин и высот.

Предельные калибры для отверстий называются калибрами-пробками и представляют собой стержень с двумя цилиндрами. Один цилиндр имеет наименьший предельный размер отверстия и называется проходным, второй имеет наибольший предельный размер и называется непроходным концом калибра.

Предельными калибрами для валов служат калибры-скобы. Один конец скобы проходной, другой - непроходной. Размер проходной стороны равен наибольшему предельному размеру вала, размер непроходной стороны - наименьшему предельному размеру вала.

Проходные калибры-пробки при измерении должны свободно входить в отверстие, непроходные - не должны входить в отверстие полностью, а только «закусывать». Если непроходной калибр входит в отверстие, то это значит, что сделан брак. Проходные скобы должны надеваться на вал   под действием   собственного веса. Непроходные скобы не должны надеваться на вал. Если непроходная скоба надевается на вал, то вал бракуется.

При разработке и выборе конструкций калибров следует исходить из основного принципа конструирования измерительных инструментов - принципа подобия. Сущность этого принципа состоит в том, что проходная сторона калибра должна представлять собой по своей форме подобие сопрягаемой детали и ограничивать все элементы изделия, а непроходная сторона - производить проверку отдельных ограниченных участков или сечений, проверяемого изделия.

Калибры применяются для контроля размеров деталей 6– го – 17– го квалитетов при известных номинальных размерах в пределах 1…500 мм.

Предельные калибры ограничивают размеры деталей, распределяя их на три группы:

• годные;

• брак вследствие перехода за верхнюю границу допуска;

• брак вследствие перехода за нижнюю границу допуска.

Основные конструкции калибров – скоб установлены ГОСТ 18355 – 73 18368 – 73, калибров – пробок - ГОСТ 14807 - 6914827 – 69. Калибры – пробки могут быть двухсторонними для размеров до 50 мм и односторонними для размеров свыше 50 мм.

При использовании станков с ЧПУ повышается точность обработки вследствие исключения влияния ошибок, вызванных недостаточной квалификацией рабочих. Особенно эффективно использование станков при обработке сложных деталей со сложными ступенчатыми или криволинейными контурами.

Применение систем автоматического управления процессом резания позволяет значительно увеличить точность обработки. Это достигается за счет применения средств активного контроля.

Особое значение при обработке заготовок на станках с ЧПУ имеет предварительный контроль режущего инструмента. Он осуществляется при помощи приборов для настройки режущего инструмента вне станка.

Для контроля деталей в процессе механической обработки используют измерительные щупы, которые устанавливают в шпиндель станка. Они позволяют проводить измерение непосредственно после механической обработки до снятия заготовки со станка. В случае несовпадения измеренных размеров заданным чертежом, даётся команда на коррекцию инструмента и повторную обработку той же поверхности.

Для контроля после механической обработки используют координатно-измерительные машины. Координатно-измерительными машинами называют автоматические средства для измерения линейных и угловых размеров, а также измерения отклонения формы и расположения поверхностей и осей корпусных деталей.

В основу работы координатно-измерительных машин (КИМ) положен расчет контролируемых геометрических параметров поверхностей по результатам измерения положения отдельных точек на этих поверхностях. Координатно-измерительные машины позволяют осуществлять перечисленные виды измерений: в двух координатах X и Y, в трех координатах X, Y, Z и в четырёх координатах X, Y, Z плюс поворот на угол в плоскости XOY.

Современные координатно-измерительные машины оснащены ЭВМ, которая осуществляет обработку результатов, пересчет значений размеров в зависимости от положения произвольно расположенной на столе машины измеряемой детали, распечатку результатов измерения с указанием действительных значений, размеров или их отклонений от заданных значений и их цифровую индикацию на специальном табло, а также руководит перемещениями каретки с измерительным наконечником, обеспечивая последовательное автоматическое касание измерительным наконечником всех поверхностей, подлежащих контролю.

3. Автоматизированные станочные системы механообработки

1. Этапы автоматизации производства.

2. Назначение автоматизированных станочных систем механообработки.

3. Гибкие производственные системы ГПС. Классификация.

4. Промышленные роботы.

1. Этапы автоматизации производства

Для повышения производительности и улучшения условий труда возникает необходимость автоматизации производства. Здесь можно выделить следующие этапы:

Автоматизация обработки на станках (станки автоматы и полуавтоматы), при этом другие элементы процесса производства такие, как межстаночное транспортирование, контроль, уборка стружки и т. д. выполняются вручную.

Появление систем автоматизированных машин – автоматических линий (АЛ), автоматических участков (АУ), автоматических цехов (АЦ), автоматических заводов (АЗ). Они создаются для групповой обработки нескольких заранее известных и аналогичных по конструкции и технологии изготовления деталей в условиях крупносерийного и массового производства.

Создание гибких производственных систем (ГПС). Основное свойство ГПС – быстрая переналадка на производство деталей произвольной номенклатуры. Основной областью применения является серийное многономенклатурное производство.

Автоматизированное производство обслуживается рабочими только в первую смену в режиме наладки и подготовки к работе, во вторую и третью смены оно функционирует практически без обслуживающего персонала.

2. Назначение автоматизированных станочных систем (СС) механообработки

Станочная система (СС) представляет собой совокупность станков и вспомогательного оборудования, которая служит для обработки одной или нескольких одинаковых заготовок, а также заготовок широкой номенклатуры на основе одного и нескольких различных маршрутных технологических процессов.

Автоматизированные или автоматические СС — совокупность взаимодействующих станков и вспомогательного оборудования, объединенных автоматизированными или автоматическими подсистемами: транспортно-накопительной, инструментального обеспечения и управления. Автоматизированные СС функционируют с участием человека в реализации некоторых производственных функций, а автоматические СС — без участия человека или с минимальным его участием.

В зависимости от типа производства СС подразделяется на:

• специальные (непереналаживаемые)

для обработки заготовок 1—2 наименований,

• специализированные (переналаживаемые)

для обработки заготовок от 2 до 15 наименований,

• универсальные (гибкие)

для обработки заготовок широкой номенклатуры с различными технологическими маршрутами.

3. Гибкие производственные системы ГПС.

Классификация ГПС

Гибкие производственные системы (ГПС) — совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ), отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени.

Основной составной частью ГПС является ГПМ. Оснащение одного или нескольких ГПМ накопителями заготовок, магазинами инструментов и устройствами их загрузки – разгрузки даёт возможность такой ячейке длительное время работать без оператора. Частный случай ГПМ – РТК (роботизированный технологический комплекс).

Классификация ГПС

По организационной структуре ГПС различают:

ГПМ – гибкий производственный модуль

ГАУ – гибкий автоматизированный участок

ГАЛ – гибкая автоматизированная линия

ГАЦ – гибкий автоматизированный цех

ГАЗ – гибкий автоматизированный завод.

По уровню автоматизации:

1 – автоматизированная переналадка при изготовлении освоенных деталей,

2 – автоматическая переналадка при изготовлении освоенных деталей,

3 – автоматизированная переналадка при переходе на изготовление новых изделий.

По разновидности:

ГПС для корпусных деталей

ГПС для плоскостных деталей

ГПС для деталей типа тел вращения и т.д.

По комплексности:

• для выполнения отдельных операций

• для изготовления отдельных деталей

• для производства комплекта

• для сборки

По видам обработки:

• для литья

• для ковки

• для механической обработки и т.д.

         В систему обеспечения функционирования ГПС входят:

• автоматизированная транспортно-складская система (АТСС);

• автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО);

• система автоматизированного контроля (САК);

• автоматизированная система удаления отходов (АСУО);

• автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП);

• автоматизированная система научных исследований (АСНИ);

• система автоматизированного проектирования (САПР);

• автоматизированная система технологической подготовки производства (АС ТПП);

• автоматизированная система управления (АСУ) и т.д.

Важнейшие характеристики ГАП:

• производительность;

• гибкость;

• эффективность;

Анализ ГПС позволяет сделать некоторые выводы:

• управление транспортными системами и работой станков осуществляется одной или несколькими отдельными ЭВМ;

• число станков в ГПС колеблется от 2 до 50. Однако 80% ГПС составлено из 4-5 станков и 15% из 8 – 10, реже встречаются системы из 30-50 станков (2-3%);

• наибольший экономический эффект от использования ГПС достигается при обработке корпусных деталей, нежели от их использования при обработке других деталей, например деталей типа тел вращения. Например, в Германии их 60%, в Японии – более 70, в США – около 90%;

• различна и степень гибкости ГПС. Например, в США преобладают системы для обработки изделий в пределах 4-10 наименований, в Германии – от 50 до 200;

• нормативный срок окупаемости в различных странах 2-4,5 года.

Перспективы применения гибких систем

• одновременное повышение эффективности и гибкости;

• повышение степени автоматизации не уменьшая гибкости;

• усовершенствование таких измерительно-контрольных методов, которые контролируют в процессе обработки состояние инструмента и обрабатываемых деталей, необходимое для соответствующей автоматической подналадки;

• уменьшение количества приспособлений и палет за счет автоматизации крепления деталей;

• введение в ГПС таких операций, как промывка, покрытие, термообработка, сборка и т.д.;

• развитие профилактического техобслуживания.

4. Промышленные роботы

Промышленный робот - автоматическая машина, состоящая из манипулятора и устройства программного управления его движением, предназначенная для замены человека при выполнении основных и вспомогательных операций в производственных процессах.

Манипулятор - совокупность пространственного рычажного механизма и системы приводов, осуществляющая под управлением программируемого автоматического устройства или человека-оператора действия (манипуляции), аналогичные действиям руки человека.

Промышленные роботы предназначены для замены человека при выполнении основных и вспомогательных технологических операций в процессе промышленного производства. При этом решается важная социальная задача - освобождения человека от работ, связанных с опасностями для здоровья или с тяжелым физическим трудом, а также от простых монотонных операций, не требующих высокой квалификации. Гибкие автоматизированные производства, создаваемые на базе промышленных роботов, позволяют решать задачи автоматизации на предприятиях с широкой номенклатурой продукции при мелкосерийном и штучном производстве.

Классификация промышленных роботов:

по характеру выполняемых технологических операций:

• основные;

• вспомогательные;

• универсальные;

по виду производства:

• литейные;

• сварочные;

• кузнечно-прессовые;

• для механической обработки;

• сборочные;

• окрасочные;

• транспортно-складские;

по системе координат руки манипулятора:

• прямоугольная;

• цилиндрическая;

• сферическая;

• сферическая угловая (ангулярная) и другие;

по числу подвижностей манипулятора;

по грузоподъемности:

• сверхлегкие (до 10 Н);

• легкие (до 100 Н);

• средние (до 2000 Н);

• тяжелые (до 10000 Н);

• сверхтяжелые (свыше 10000 Н);

по типу силового привода:

• электромеханический;

• пневматический;

• гидравлический;

• комбинированный;

по подвижности основания

• мобильные;

• стационарные;

• по виду программы

• с жесткой программой;

• перепрограммируемые;

• адаптивные;

• с элементами искусственного интеллекта;

по характеру программирования

• позиционное;

• контурное;

• комбинированное.

    Манипулятор промышленного робота (рисунок 9) по своему функциональному назначению должен обеспечивать движение выходного звена и, закрепленного в нем, объекта манипулирования в пространстве по заданной траектории и с заданной ориентацией. Для полного выполнения этого требования основной рычажный механизм манипулятора должен иметь не менее шести подвижностей, причем движение по каждой из них должно быть управляемым. Промышленный робот с шестью подвижностями является сложной автоматической системой. Эта система сложна как в изготовлении, так и в эксплуатации. Поэтому в реальных конструкциях промышленных роботов часто используются механизмы с числом подвижностей менее шести.

Рисунок 9 - Пример манипулятора.

   Список используемой литературы

Основные источники:

1. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения / Б.М. Базров – М.: Машиностроение, 2007. – 736 с.: ил.

2. Чернов Н.Н. Технологическое оборудование (металлорежущие станки): учеб. пособие / Н.Н. Чернов - Ростов н/Д : Феникс, 2009. – 491 с.

Дополнительные источники:

1. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: учеб. для машиностроит. спец. вузов / И.М. Колесов – 3-е изд. стер.- М: Высш. шк., 2001 – 591 с.: ил.

2. Косов Н.П. Технологическая оснастка: вопросы и ответы: учеб. пособие для вузов / Н.П. Косов, А.Н. Исаев, А.Г. Схиртладзе – М.: Машиностроение, 2005. – 304 с.

3. Клепиков В.В. Технология машиностроения / В.В. Клепиков – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М,2004. – 860 с.

4. Нефёдов Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах / Н.А. Нефёдов, - М., Высшая школа, 1986. – 239 с.

5. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: учебн. пособие для техникумов по спец. «Обработка металлов резанием» / И.С. Добрыднев - М., Машиностроение, 1985. – 184 с.: ил.

6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / под ред.

А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. - 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение - 1, 2001г., 912 с.: ил.

7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / под ред.

А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение - 1, 2001г., 944 с.: ил.

Интернет-ресурсы:

1. Рекламно-информационный Центр "ОСТ-Р". Металлообработка и станкостроение. Ежемесячный промышленный журнал. [Электронный ресурс]. (http://www.metstank.ru/ pdf). Проверено 18.11.2013.

2. Издательский центр ”Технология машиностроения”. Журналы "Технология машиностроения". [Электронный ресурс]. (http://www.ic-tm.ru/info/arhiv). Проверено 18.11.2013.

3. CAD/CAM/CAE. Russian Community Board. Форум для инженеров. [Электронный документ]. (http://www.fsapr2000.ru/). Проверено 18.11.2013.

4. Библиотека машиностроителя. [Электронный ресурс]. (http://www.lib-bkm.ru/) Проверено 18.11.2013.

Отечественные журналы:

«Технология машиностроения»

«Машиностроитель»

«Инструмент. Технология. Оборудование»