Технико-экономические показатели станков

Сравнительный анализ станков, их выбор и эксплуатация производится на основе технико-экономических показателей станков.

1. Эффективность – комплексный интегральный показатель, определяющий стремление повышать производительность и снижать затраты. , шт./руб., - сумма годовых затрат.

При проектировании и подборе станков стремятся, чтобы этот показатель был максимальным. Если задана готовая программа выпуска, то это условие сводится к минимуму затрат.

Сравнение эффективности двух станков при заданной программе выпуска производится по разности приведенных затрат

, коэффициент 2 относят к наиболее совершенному станку.

2. Гибкость – способность к переналаживанию, при изготовлении других, новых деталей. Она характеризуется двумя показателями, универсальностью и переналаживаемостью. Универсальность характеризуется количеством разных деталей подлежащих обработке на данном станке, т.е. номенклатурой детали – n.

Отношение годового выпуска к номенклатуре:

S = N/n – серийность изготовления.

Переналаживаемость – определяется потерями времени и средств на переналадку при переходе от одной партии деталей к другой. Она зависит от числа К – партии деталей, обрабатываемых на данном станке. При этом средний размер партии: Р = N/К, где N – все детали.

Целесообразная гибкость оборудования связана с номенклатурой n и серийностью S. Примерные области использования станочного оборудования приведены на схеме.

1 – автоматические линии

2 – переналаживаемые автоматические линии

3 – гибкие станочные системы

4 – станочные модули и станки с ЧПУ

5 – станки с ручным управлением

3. Производительность.

Можно определить количеством деталей, обработанных на станке в единицу времени с заданной точностью и шероховатостью. Это штучная производительность.

Для сравнения станков, снимающих большой объем стружки – черновых станков, применяют показатель производительности резания [см³/мин].

Для отделочных станков – чистовых. Используют показатель производительности формообразования. Он определяется площадью поверхности, обрабатываемой в единицу времени [м²/мин или см²/мин].

Штучная производительность зависит от производительности резания или формообразования и затрат времени на холостые ходы (t_x) и на вспомогательные операции (t_в). Тогда время обрабатывания детали Т = t_p +t_x + t_в, где t_p – время резания. Тогда штучная производительность .

Штучную производительность можно повысить за счет сокращения времени резания, путем повышения режимов резания и числа одновременно работающих инструментов.

Величины t_x и t_в уменьшают за счет автоматизации станка, увеличивая скорости холостых ходов, выполнения некоторых вспомогательных операций во время резания.

4. Точность. Точность станка в основном определяется точностью обработки детали на станке. По точности станки подразделяются на 5 классов: Н, П, А, В, С.

5. Надежность – это станка выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных пределах при заданных режимах резания и условиях эксплуатации станка.

Надежность характеризуется безопасностью, долговечностью, ремонтопригодностью и др.

6. Удельная металлоемкость (УМ).

УМ – это масса станка, приходящаяся на единицу мощности электродвигателя. m = 200-1000 кг/кВт.

Масса детали изготовленная из стального литья составляет до 80% общей массы станка. Поэтому для улучшения этого показателя можно снизить массу этих деталей.

7.Габариты станка. Они влияют на рациональное использование производственных площадей. Поэтому в ряде случаев станки с вертикальной компоновкой являются рациональнее станков с горизонтальной.

8.Технологичность конструкции. Характеризуется степенью сложности изготовления детали и сборки узлов и станка в целом. Технологичность повышается при максимальном унифицированных, нормализированных и стандартизированных узлов и деталей.

9. Эстетический уровень.

10. Степень унификации, нормализации и стандартизации.

Унификация – рациональное сокращение числа объектов одинакового функционального назначения.

11. Патентноспособность и патенточастота.

12. Степень автоматизации. Ее можно оценивать коэффициентом: ,

t _автi – время каждой i -ой операции, выполненных автоматически;

Т – полное время цикла обработки детали.

Вопрос №5

Образование поверхностей при обработке н а станках.

1. При обработке на металлорежущих станках получаются детали, ограниченные определенными поверхностями. Эти реальные поверхности получают теми же методами, что и идеальные геомет­рические поверхности. Для образования геометрической поверхно­сти необходимо производящие линии - образующая и направляющая. При движении образующей линии по направляющей и получается заданная поверхность.

2. Производящие линии реальных поверхностей получаются с помощью вспомогательных элементов - материальных линий и то­чек, образуемых на инструменте режущими кромками. Для того, чтобы материальные элементы образовали производящие линии, им надо придать определенные движения. Движения, необходимые для образования геометрических производящих линий, называют движениями формообразования и обозначают буквой Ф.

Геометрические производящие линии можно получить четырь­мя методами - методом копирования, обката, следа и касания.

При образовании линии методом копирования (рис. 1.1, а) форма и протяженность вспомогательного элемента (линия 1) такие же, что и у образуемой линии 2. Линия 2 является точной копией вспомогательной линии 1. Для образования линии методом копирования не нужно движение формообразования, надо только привести вспомогательную линию 1 в исходное положение, но это уже будет установочное движение.

Рис. 1.1. Методы образования производящих линии: а - метод копирования; 6 - метод обката; в - метод следа;

г - метод касания;

1 - вспомогательный элемент (линия режущей кромки инструмента), 2 - образуемые производящие линии; 3 - траектория движения точ­ки А режущей кромки инструмента; 4 - режущая точка инструмен­та; 5 - точка касания образуемой производящей линии режущей точ­кой 4 инструмента; б - траектория режущей точки 4 инструмента; V\, Уг - относительные скорости.

Метод обката (огибания) - рис. 1.1, б - реализуется в случаях, когда форма образуемой на заготовке производящей линии 2 возникает в виде огибающей последовательных положений, занимаемых режущим лезвием (контуром) 1 инструмента при огибании или обкатывании им образуемой линии (то есть лезвие или контур инструмента либо огибает форму образуемой линии, либо они взаимно обкатываются). Для получения формы производящей линии этим методом требуется одно (но всегда сложное) формообразую­щее движение. Метод обката используется, например, при образовании одной из производящих линий - эвольвенты - при нарезании зубчатых колес на зубофрезерных станках.

Метод следа (рис. 1.1, в) состоит в том, что геометрическая линия 2 образуется материальной точкой (например, вершиной режущего инструмента 4 ). Здесь необходимо одно движение формообразования - движение материальной точки.

При методе касания форма образуемой производящей линии 2 (рис. 1.1, г) получается в виде огибающей множества точек 5 периодического и многократного касания заготовки режущими кромками 4 вращающегося инструмента в результате относительного перемещения инструмента или заготовки вдоль образуемой линии. В данном случае необходимы два движения формообразования движение точки 4 по окружности для образования вспомогательного элемента и движения этого элемента (т. е. в реальности инструмента) вдоль образуемой линии 2. Иногда метод реализуется и при трех движениях формообразования.

Метод касания характерен для образования производящих линий при обработке фрезами и шлифовальными кругами, которые имеют множество режущих точек, а следовательно, точек касания, формирующих траекторию образуемой производящей линии.

Имея производящие линии, можно получить различные поверхно­сти. На рис. 1.2 показаны примеры образования поверхностей при движении образующей линии 1 по направляющей 2. При образо­вании плоской поверхности (а, 5), цилиндрической (в, г) и эвольвентной (е, ж) образующие и направляющие производящие линии можно менять местами; при образовании конической поверхности (д) это невозможно (обратимые и необратимые поверхности).

Рис. 1.2. Примеры образования поверхностей:

а, б – плоской; в, г – цилиндрической; д – конической; е, ж – эвольвентой;

1 – образующая производящая линия; 2 – направляющая.

3. Возможные методы образования поверхностей в зави­симости от методов образования образующих и направляющих производящих линий показаны в табл. 1.1.

При обработке на станках не применяются методы а, б, е, д, и, н. Таким образом, практически используются десять методов образо­вания поверхностей. Метод образования поверхности целесообразно обозначать двумя словами: сначала называется метод образования образующей производящей линии, а затем - направляющей, например, метод копирования и следа (в), метод обката и касания (з) и т. д.

В литературе, однако, их иногда называют сокращенно — метод копирования или метод обката.

Примеры обработки по мето­ду копирования и следа; копи­рования и касания показаны на рис. 1.3. При нарезании резьбы фасонным резцом на винторез­ном станке (а) образующая линия получается методом копирования, так как форма режущего лезвия резца соответствует профилю на­резаемой резьбы. При этом не нужно движение формообразования. Направляющая линия (винтовая) получается в относительном дви­жении заготовки и инструмента (движение формообразования Ф _v). При нарезании резьбы резьбовой фрезой на резьбофрезерном стай­ке (б) образующая линия также получается по методу копирования без движения формообразования, а направляющая (винтовая) образуется по методу касания при двух движениях формообразования» вращательном Ф _v и винтовом Ф_s.

Рис. 1.3. Примеры обработки: а - нарезание резьбы фасонным резном на винторезном станке; б - нарезание резьбы резьбовой фрезой на резьбофрезерном станке

Вопрос №6