Выбор технических характеристик станка при проектировании

Технические характеристики включают: основные размеры и массу станка, показатели точности, кинематические и силовые характеристики и другие показатели.

Размеры и масса. Основные размеры станков устанавливают по нормальным рядам чисел, принятых в станкостроении. Приняты геометрические ряды со знаменателями 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2. Наибольшее распространение получил ряд со знаменателем 1,26. Предпочтительные размеры выбираются в необходимом диапазоне из следующих чисел (табл. 1.1).

1.1. Ряды предпочтительных чисел в мм (в диапазоне 100 - 1000)

Знаменатель 1,12 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500
Знаменатель 1,26 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500
Знаменатель 1,58 100, 160, 250, 400
Знаменатель 2,0 125, 250, 500

1.2. Основные параметры и размеры станков некоторых типов, предельные размеры заготовок и инструментов

Многошпиндельные горизонтальные прутковые автоматы

Наибольшая длина подачи прутка;

наибольшие ходы суппортов;

Наибольший диаметр прутка

Многошпиндельные горизонтальные патронные полуавтоматы

Наибольший диаметр патрона;

наибольшие ходы суппортов;

Наибольшие диаметр и длина заготовки

Токарно-револьверные станки

Наибольшая длина подачи прутка;

наибольший ход револьверного суппорта

Наибольший диаметр прутка;

наибольший диаметр заготовки над станиной и суппортом

Токарные и токарно-винторезные станки

Наибольшее перемещение суппорта (продольное и поперечное);

шаг резьбы;

Наибольший диаметр заготовки над станиной и над суппортом;

наибольшая длина заготовки

Токарно-карусельные станки

Диаметр планшайбы;

наибольшие и наименьшие расстояния от планшайбы до поперечины и суппортов;

наибольшее перемещение суппортов и ползунов

Наибольшие размеры заготовки (диаметр и высота)

Радиально-сверлильные станки

Наибольшие и наименьшие расстояния от оси шпинделя до образующих колонны;

наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности;

наибольшее перемещение шпинделя и суппорта;

ширина и длина рабочей поверхности плиты, откидного стола и стола плиты

Наибольший условный диаметр сверления

Горизонтально-расточные станки

Диаметр выдвижного шпинделя;

размеры рабочей поверхности стола;

наибольшие перемещения выдвижного шпинделя, шпиндельной бабки, стола, ползуна, стойки (в зависимости от исполнения стойки)

Наибольший диаметр отверстия при сверлении и растачивании

Круглошлифовальные станки

Высота центров и расстояние между центрами;

наибольшее и наименьшее перемещение стола и шлифовальной бабки

Наибольший диаметр и длина заготовки;

наибольшие размеры шлифуемых цилиндрических и торцовых поверхностей;

наибольший диаметр шлифовального крута

Плоскошлифовальные станки

Ширина и длина рабочей поверхности стола или диаметр стола;

наибольшие и наименьшие перемещения стола и шлифовальной бабки

Наибольшая высота заготовки;

наибольший диаметр шлифовального круга

Внутришлифовальные станки

Наибольшее перемещение стола и бабки

Наибольшие диаметр и длина заготовки;

наибольший и наименьший диаметр шлифуемого отверстия;

наибольшая длина шлифования

Горизонтально фрезерные консольные и вертикально фрезерные консольные станки

Размеры рабочей поверхности стола;

наибольшие перемещения стола по координатам;

расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола

Вертикальнофрезерные бесконсольные станки

Размеры рабочей поверхности стола;

наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности;

наибольшие перемещения по координатам

Продольно-строгальные станки

Размеры рабочей поверхности стола

Наибольшая ширина обрабатываемой поверхности;

высота устанавливаемой заготовки

Зубофрезерные станки для цилиндрических колес

Наибольшая длина перемещения фрезерного суппорта

Наибольший диаметр и наибольший модуль зубчатого колеса

Зубодолбежные полуавтоматы для цилиндрических колес

Наибольший ход долбяка;

наибольшее перемещение суппорта или стола

Наибольший диаметр и модуль зубчатого колеса;

наибольшая ширина нарезаемого венца

Основные размеры включают: предельные размеры заготовок и инструментов, предельные расстояния между узлами, несущими инструмент и заготовку, или между ними и базовыми деталями (стойками, станинами); присоединительные размеры инструмента, заготовки или приспособления (номер и тип конца шпинделя для станков с главным вращательным движением, размеры рабочей поверхности стола и Т-образных пазов для станков, имеющих столы). К размерам также условно относят рабочие и установочные перемещения.

1.3. Деление станков по их массам

Легкие станки: масса до 1 т
Средние станки: масса от 1 т до 10 т
Крупные станки: масса от 10 т до 30 т
Тяжелые станки: масса от 10 т до 100 т
Особо тяжелые станки: масса свыше 100 т

Технические характеристики некоторых тяжелых станков содержат кроме того наибольшую массу заготовки.

Показатели точности. Точность металлорежущих станков определяется тремя группами показателей: характеризующими точность обработки образцов изделий; характеризующими геометрическую точность станков; дополнительными.

К показателям, характеризующим точность обработки образцов-изделий, относятся:

точность геометрических форм и расположения обработанных поверхностей образцов-изделий;
постоянство размеров партии образцов-изделий;
параметры шероховатости обработанных поверхностей образцов-изделий.

К показателям, характеризующим геометрическую точность станка, относятся:

точность баз для установки заготовки и инструмента;
точность траекторий перемещений рабочих органов станка, несущих заготовку и инструмент;
точность расположения осей вращения и направлений прямолинейных перемещений рабочих органов станка, несущих заготовку и инструмент относительно друг друга и относительно баз;
точность взаимосвязанных относительных линейных и угловых перемещений рабочих органов станка, несущих заготовку и инструмент;
точность делительных и установочных перемещений рабочих органов станка;
точность координатных перемещений (позиционирования рабочих органов станка), несущих заготовку и инструмент;
стабильность некоторых параметров при многократности повторений проверки, например, точность подвода на жесткий упор, точность малых перемещений подвода.

К дополнительным показателям точности станка относятся способность сохранения взаимного расположения рабочих органов станка, несущих заготовку и инструмент при условии:

приложения внешней нагрузки;
воздействия тепла, возникающего при работе станка на холостом ходу;
колебаний станка, возникающих при работе станка на холостом ходу.

1.4. Классы точности станков

Станки нормальной точности

Н - нормальная точность. Обеспечивают обработку деталей примерно второго класса точности

Соотношение допусков - 1,0

Станки повышенной точности

П - повышенная точность. Изготовляют на базе станков нормальной точности при обеспечении более качественного изготовления деталей и их сопряжений (опор, направляющих)

Соотношение допусков - 1,6

Станки высокой точности

В - высокая точность. Высокая точность обеспечивается специальной конструкцией элементов, высоким качеством их изготовления

Соотношение допусков - 1,62

Станки особо высокой точности

А - особо высокая точность. То же, изготовляют с более высокими требованиями к основным узлам и деталям, чем станки класса В

Соотношение допусков - 1,6

Станки особо точные

С - особо точные. Специальные мастер-станки, служащие для изготовления деталей, определяющих точность прецизионных станков, делительных и эталонных зубчатых колес, измерительных винтов и др.

Соотношение допусков - 1,6

1.5. Кинематические и силовые характеристики

Основными кинематическими характеристиками процесса резания являются скорость резания V и подача S. Скорость резания для станков с главным вращательным движением обеспечивается вращением шпинделя и регулируется частотой его вращения; для станков с главным поступательным движением - скоростью движения стола, которая измеряется числом двойных ходов в минуту.

Подача обеспечивается приводом подач. Подача на оборот измеряется в миллиметрах за оборот шпинделя (оборотная подача), в миллиметрах в минуту (минутная подача), в миллиметрах на один двойной ход (для станков с главным поступательным движением). Кроме рабочих движений в станке имеются вспомогательные движения, не связанные с процессом резания, но необходимые для полного осуществления цикла.

Силовые параметры процесса резания - силы резания и мощность резания зависят от ширины срезаемого слоя и обеспечиваются приводами и механизмами станка.

Технические характеристики станка включают следующие кинематические и силовые показатели:

диапазон частот вращения шпинделя и подач (для ступенчатого привода - ряды частот или чисел двойных ходов в минуту);
наибольшую скорость вращения шлифовального круга (для шлифовальных станков);
скорости вспомогательных перемещений;
мощность электродвигателя привода главного движения или наибольший крутящий момент на шпинделя.

Список литературы

Детали и механизмы металлорежущих станков. В 2-х т. / Д. Н. Решетов, В. В. Каминская, А. С. Лапидус, 3. М. Левина и др.; Под ред. Д. Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1972: Т. 1. 664 с. Т. 2. 520 с.
Зорев Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956. 367 с.
Кудинов В. А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 359 с.
Кудинов В. А. Схема стружкообразования (динамическая модель процесса резания) // Станки и инструмент, 1992. № 10. С. 14 - (7; № 11. С. 26 - 29.
Левина 3. М., Решетов Д. Н. Контакт ная жесткость машин. М.: Машиностроение, 1971. 267 с.
Мосталыгин Г. П., Толмачевский Н. Н. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 1990. 288 с.
Опитц Г. Современная техника произ водства, состояние и тенденции. Сокр. пер. с нем. / Под ред. В. С. Васильева. М.: Машиностроение, 1975. 280 с.
Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник в 3-х т. / Под общ. ред. А. С. Проникова. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана: Машиностроение, Т. 1. 1994. 444 с; Т. 2 в 2-х частях.
Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. А. Д. Корочкина. М.: НИИТ-АВТОПРОМ, 1995. 456 с.
Справочник по триботехнике. В 3-х Т. / Под общ. ред. М. Хебды, А. В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, Т. 1 1989. 400 с; Т. 2. 1990. 416 с; Т 3. 1992. 730 с.

Москва, "Машиностроение", Редактор Б.И. Черпаков

Полезные ссылки по теме

Справочник металлорежущих станков