Принцип постоянства баз

При механической обработке заготовок, особенно сложной конфигурации, возникает необходимость менять их положение. Если при установке в новом положении меняются базы, то возникают отклонения от перпендикулярности, параллельности, соосности и другие погрешности между ранее обработанными и вновь обрабатываемыми поверхностями. Каждая новая смена баз увеличивает эти погрешности. В пределах одной операции, когда обработка ведется с одного установа, они минимальны.

Таким образом суть принципа постоянства баз, можно сформулировать так. При механической обработке изделий для повышения точности расположения поверхностей, число баз на всех операциях должно быть минимальным, и если это, возможно, следует использовать одну и ту же базу, меняя только черновую. В пределах одной операции необходимо стремиться вести обработку с одного установа.

2) Типовые компоновки гибких произ-ых модулей (ГПМ) для обработки тел вращения.

Гибкая производственная система (ГПС) -совокупность или отдельная единица технологического оборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. ГПС по организационной структуре подразделяют на следующие уровни: гибкий производственный модуль — первый уровень; гибкая автоматизированная линия и гибкий автоматизированный участок — второй уровень; гибкий автоматизированный цех — третий уровень; гибкий автоматизированный завод — четвертый уровень. По степени автоматизации ГПС подразделяют на следующие ступени: гибкий производсгвенный комплекс — первая ступень; гибкое автоматизированное производство — вторая ступень. Если не требуется указания уровня организационной структуры производства или ступеней автоматизации, то применяют обобщающий термин «гибкая производственная система».

Гибкий производственный модуль (ГПМ) — ГПС, состоящая из единицы технол-ого оборудования, оснащенная автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации техноло-ого процесса, автономно функционирующая, осуществляющая многократные циклы и имеющая возможность встраивания в систему более высокого уровня. Частным случаем ГПМ является роботизированный технологический комплекс (РТК) при условии возможности его встраивания в систему более высокого уровня. В общем случае в ГПМ входят накопители, приспособления-спутники (палеты), устройства загрузки и разгрузки, в том числе промышленные роботы (ПР), устройства замены оснастки, удаления отходов, автоматизированного контроля, включая диагностирование, переналадки и т. д.

Так как ГПС в основном применяют в серийном производстве, то в основу системы входит станок с ЧПУ Загрузка и разгрузка его проводится с помощью промышленного робота или автоматизированного загрузочного устройства (АЗУ) Смена инструмента осуществляется из магазина инструментов или револьверной головки ГПМ обладает способностью подсоединения к центральной транспортно-складской системе, системе инструментального обеспечения и управляющим устройствам высшего ранга

Простейший ГПМ включает станок с ЧПУ типа «обрабатывающий центр» (ОЦ) с одним или двумя инструментальными магазинами Станок имеет два рабочих стола Заготовку устанавливают на стол вручную, в то время как на другом столе изготовляется деталь Совмещение времени установки с временем обработки дает выигрыш в производительности Более совершенным является ГПМ, содержащий станок типа ОЦ с одним или с двумя магазинами инструментов (рис 1 б) Шаговый конвейер — накопитель паллет с 4, 6, 8 или 12 заготовками позволяет длительное время вести обработку с ограниченным участием оператора. На таких ГПМ можно обрабатывать различные детали разнообразными инструментами.

ГПМ со стендовым (стационарным) накопителем веерного типа характеризуется тем, что число стендов-позиций накопления заготовок может наращиваться постепенно, что позволяет уменьшить первоначальные затраты. Заготовки со стендов на станок перегружаются с помощью поворотного стола. Загрузка заготовок в накопитель может осуществляться роботом или роботкаром. Отсутствие механизма конвейера упрощает конструкцию, увеличивает надежность

ГПМ, показанный на рис. 3, отличается от предшествующих тем, что имеет две системы смены инструмента: одна — из магазина, авторая обеспечивает замену многошпиндельных головок.

Применение в ГПС оборудования с многошпиндельными головками обеспечивает возможность совмещения переходов обработки и вследствие этого — высокую производительность. Смена головок может проводиться из магазина (рис. 4, а и 6), поворотом револьверной головки (рис. 4, в), поворотом стола (рис. 4, г). Использование специальных шпиндельных насадок на станке с горизонтальным шпинделем (рис. 5) позволяет вести обработку вертикально расположенными инструментами, что обеспечивает возможность обработки детали с пяти сторон. Этой же цели можно достичь применением специального поворотного стола.

Рассмотренные выше ГПМ содержали сверлильно-фрезерно-расточные станки с ЧПУ. Как основное оборудование, в ГПМ широко применяют также токарные станки с ЧПУ и токарно-фрезерные станки типа ОЦ. Инструмент меняется из магазина или путем поворота револьверной головки. Применяют станки с одним или двумя шпинделями. На станке с двумя шпинделями обрабатывают одну деталь за два установа или несколько разных деталей. Наличие шпинделя для сверления и фрезерования позволяет полностью изготовить деталь типа тел вращения с отвер стиями, пазами, канавками, произвольно расположенными относительно оси вращения. В таких ГПМ загрузку деталей наиболее часто осуществляют с помощью промышленных роботов

1. ГПМ на базе универсальных напольных роботов. Для сокращения времени на смену заготовокроботы делают с двумя руками или с двумя схватами.

Недостаток: загромождение роботом зоны, что препятствуетналадке и контролю; низкая точность установки вследствие большого вылета рук.

2. ГПМ на базе навесных или встроенных роботов в основном для патронной обр-ки: а) робот МП10, станок 16К20. Недостаток:-загромождение рабочей зоны; -низкая грузоподъёмность; б) достоинства: -открытая рабочая зона;- позиц-ия робота при взятии заг-к из накопителей по двум координатам. Недостаток: низкая грузоподъёмность при обр-ке патронных деталей.

3. ГПМ на базе портальных роботов. Дост-ва: открытая рабочая зона; высокая грузопод-ть; возм-ть обслуж-ия одним роботом несколько станков.

Накопление деталей в ГПМ: использ-ся конвеерные накопители.

а) тактовый стол конвеерного типа (24 пластины)

Достоинства-простота и дешевизна механизма.

б) накопители конв-го типа со сменными палетами . 6 или 8 палет, которые могут авт-ки обмен-ся с трансп-ой системой. Недостаток: усложнение констр-ии вслед-ии двух типов перемещения: тактовые перемещения между палетами и коорд-ое перем-ие между рядами деталей; необх-ть прогр-ния коорд-ых перемещений.

в) линейные тактовые столы. стол подаётся на величину шага t.

г) тактовые столы со штабелированием. Достоинства: большой объём накопления деталей

Типовые компоновки (ГПМ) для обработки тел вращения.

Станочный комплекс модели БРСК-01 предназначен для токарной обработки тел вращения в том числе и криволинейными резьбовыми поверхностями, из штучных заготовок диаметром до 200 мм, длиной от 20 до 100 мм, массой до 10 кг в условиях мелко и серийного многономенклатурного производства. В состав комплекса входят:

Токарно-револьвсрный станок модели 1В340ПФЗО с вертикальной осью вращения восьмипозиционной револьверной головки на крестовом суппорте, оснащенный оперативной системой ЧПУ «Электроника НЦ-ТМ-01 Примышленный робот модели М20Ц портального типа, двурукий, грузоподъемностью 20 кг (2x10);

Тактовый восьмипозиционный стол для заготовок, одна из позиций которого служит для первоначальной выгрузки обработанных деталей. В дальнейшем обработанные детали укладываются на другие позиции, из которых выгружены все заготовки,

Наиболее высоким уровнем автоматизации обладает токарный обрабатывающий центр «Модуль ИРТ 180ПМФ4», с контурно- позиционной системой ЧПУ и устройством автоматической смены обрабатываемых деталей предназначен для комплексной высокопроизводительной обработки в условиях автоматизированного производства деталей тел вращения из черных и цветных металлов посредством выполнения следующих операций: точения и нарезания резьб резцами: сверления отверстий по наружной цилиндрической или торцевой поверхности детали: фрезерования плоскостей, поверхностей и пазов сложной конфигурации; нарезания несоосньгх резьб метчиками.

Наибольший диаметр обработки—200 мм.

наибольшая длина обработки—160 мм, наибольшее число устанавливаемых инструментов—24, сверлильно-фрезерных инструментов—12.

Модуль оснащают:

-Устройством автоматической замены инструментального магазина;

-устройством автоматического контроля размеров обрабатываемых деталей;

-устройством автоматического контроля размеров настройки инструмента;

-устройством контроля поломки и износа инструмента;

-промышленным роботом для загрузки заготовок и выгрузки деталей:

-накопителем заготовок и деталей;

-транспортером уборки стружки скребкового типа

Билет №20

1) Точность и погрешность при механической обработке, виды погрешностей

Точность является важным показателем качества изделий. Повышение точности увеличивает долговечность и надежность эксплуатации изделия, повышает взаимозаменяемость. За последние 100 лет точность механической обработки возросла более чем в 2000 раз.

В настоящее время минимальный стандартный допуск на размеры до 3 мм по 01 квалитету составляет 0,3 мкм. (0,01% от размера), на размеры 1250-1600 мм. - 8 мкм. (0,0005%). В то же время повышение точности должно быть экономически оправданным. С уменьшением допуска, стоимость обработки возрастает по экспоненте.

Очевидно, что требования к точности и шероховатости поверхности оказывают существенное влияние на ТП, т.к. выбор методов обработки, расчет режимов резания, припусков на обработку и. т. д. во многом зависят от этих требований.

Точность и погрешность Точность изделия - это степень соответствия истинного значения геометрического параметра его заданной величине. Количественным показателем точности (нормой точности) является допуск. Назначение величины допуска называется нормированием точности. Нормированию подлежат допуски размеров, отклонениям формы и расположения поверхностей. После механической обработки на станках детали имеют определенные геометрические параметры. Контроль этих параметров определяет их действительное значение. Погрешностью называется численное отклонение действительного (измеренного) значения параметра от заданного. Заданным значением параметра могут быть предельные и номинальный размеры, а также параметры определяющие номинальную форму и расположение поверхностей ( крутость, прямолинейность, соосность и. т . д.).

Погрешность может быть абсолютной и относительной. Представленное выше определение относится к абсолютной погрешности. Отношение абсолютной погрешности к заданному значению параметра, называется относительной погрешностью. Эта погрешность обычно выражается в процентах. Таким образом, также погрешность является количественным показателем точности. Очевидно, что при изготовлении деталей с большими погрешностями невозможно обеспечить высокую точность. Например, погрешность может быть определена как разность между номинальным и действительным размером. Сравнивая это значение с предельными отклонениями размера, можно дать оценку точности изготовления.

Погрешность может быть детерминированной (закономерной) или случайной (статистической) величиной. Согласно принятой терминологии, детерминированные погрешности называются систематическими. Систематические погрешности делят на два вида: постоянные и переменные.

Постоянными погрешностями называются такие, которые при обработке партии заготовок не изменяются от заготовки к заготовке. К ним можно отнести погрешности, возникающие за счет использования неточных станков, неточного мерного (калиброванного) инструмента (сверла, развертки, метчики), неточность настройки станков на заданный размер.

Переменные погрешности меняются от заготовки к заготовке при обработке партии. К ним следует отнести погрешности из-за износа режущего инструмента и тепловые деформации системы деталь - инструмент - приспособление - станок (ДИПС или устаревшее, читай наоборот - СПИД).

Случайные погрешности не подчиняются видимой закономерности. Для каждой заготовки из партии они имеют свое значение. Можно предполагать и даже знать причину появления случайной погрешности. Однако, корни этой причины, как правило, находятся в малоисследованной области, что не позволяет придать этой погрешности детерминированный характер. Например, причиной погрешности могут быть колебания механических свойств, связанные с металлургическими факторами и. т. д. При механической обработке в силу разнообразных причин возникают все виды погрешностей. Поэтому погрешность механической обработки состоит из трех составляющих: постоянной, переменной и случайной.
2) Типовые компоновки станков с ЧПУ и ОЦ для обр-ки тел вращения.

Кинем-ка станков с ЧПУ и ОЦ отлична от обычных станков. Отличит-ые элементы станков с ЧПУ и ОЦ: 1) Привод гл-го движ-я. Примен-ся треб-я повышенной точности и бесступенчатое регул-ие. Это даёт возм-ть повысить точность станков на два порядка. Для повыш-я точности станка прим-ют пару винт-гайка. Увеличение силы трения увелич-ет точность позиционирования. 2) Шпиндель повыш-ет жесткость и обесп-ет высокую точность вращ-я. 3) Привод подач имеет расширенный диапазон регул-я; повышена жёсткость кин-ой цепи и плавность хода; возм-ть дистанц-го упр-ия. 4) Все станки с ЧПУ и ОЦ имеют замкнутую систему управленияи имеют датчики обратной связи. Датчики могут быть линейными и круговыми. 5) Двигатели прим-ся элек-кие шаговые- асинх-я машина с сосред-ными обмотками и реактивным ротором. Электрогидр-ий шаговый дв-ль - более мощный, т.к. усилие крутящего момента увелич-ся за счёт гидравлич-х усилителей. 6) Устр-во автомат-й смены инстр-та имеет магазин. 7) Особенности станин и направляющих.

Особенности главного привода и привода подач: -безредукторность, т.е. двиг-ль имеет бесступ-ое регул-ие-это даёт снижение автоколеб-й и даёт стабильность движений; - применяют синх-ые двиг-ли, соед-ные с ходовым винтом, что увел-ет жёсткость станка и плавность хода.

Токарные станки с ЧПУпредназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения, а также для нарезания наружной и внутренней резьбы. Токарные станки с ЧПУ подразделяются на универсальные и специализированные. Токарные станки с ЧПУ бывают: с ручной сменой инструмента; с автоматическим поворотом резцедержателя или револьверной головки; с автоматической сменой инструмента из инструментального магазина. Головки бывают четырёх, шести и 12-ти позиционные. Ось вращения головки может располагаться параллельно оси шпинделя, перпендикулярно или наклонно. В пазы револьверных головок устанавливают взаимозаменяемые инструментальные блоки, настраиваемые на размер вне станка на специальных приборах. Привод главного движения состоит из асинхронного электродвигателя, автоматической коробки скоростей и шпиндельного узла, всё соединено между собой клиноремёнными передачами. Привод главного движения может иметь ступенчатое или бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя. При ступенчатом регулировании применяют автоматическую коробку скоростей. Регулирование скорости производятся автоматически с помощью электромагнитных муфт. Бесступенчатое регулирование частоты вращения осуществляется электродвигателями постоянного тока с тиристорным управлением. Приводы подач состоят из двигателей, редуктора, силовой передачи. По структуре приводы делятся на разомкнутые и замкнутые

Базовые модели токарных полуавтоматов с ЧПУ гаммы АТПр и AT. Специализированная гамма токарных полуавтоматов АТПр предназначена для наружной и внутренней контурно-фасонной двухкоординатной обработки заготовок деталей типа фланцев, дисков, колец, поршней, гильз, корпусов, валиков и других подобных деталей из стали и алюминиевых сплавов.

В гамму токарных полуавтоматов АТПр-2М12СН с ЧПУ входит ряд исполнений, отличающихся оснащенностью резьбонарезным устройством для нарезания наружных и внутренних резьб, модификацией используемого устройства ЧПУ.

В конструктивном отношении станок гаммы АТПр-2М12СН1 представляет собой одношпиндельный полуавтомат с гидрофицированным зажимным патроном; станина - коробчатого типа, на ней укреплен наклонный корпус с прямоугольными направляющими и крестовым суппортом, а также узлом смены инструментов с магазином на 12 режущих инструментов. Полуавтомат оснащен устройством ЧПУ / типа Н22-1М.

Конструкцию узлов полуавтомата.

Станина является основанием, на котором размещены все остальные узлы станка. Для повышения жесткости в станине предусмотрены ребра. У торца станины расположена подмоторная плита, на которой установлен электродвигатель привода шпинделя. Средняя часть станины используется как емкость для охлаждающей жидкости и установки насоса подачи охлаждающей жидкости. Станина установлена на шести резино-металлических виброизолирующих регулируемых опорах.

Токарные станки с ЧПУ обычно обеспечивают точность обработки заготовок по ITG с шероховатостью цилиндрических поверхностей и конусов с малыми углами при вершине. Нарезание резьбы ведется по 3-му классу точности.

При настройке инструментов на размер в специальном оптическом приспособлении РНС станка их установка в головку производится без дополнительной выверки. Погрешность настройки инструмента вместе с бесподналадочным переносом ня станке находится в пределах d:0,02 мм (станок 16К20ФЗ).

Современные токарные станки с ЧПУ снабжаются револьверньми головками или магазинами сменных резцовых блоков, позволяющими осуществлять автоматическую смену режущего инструмента по заданной программе. Кроме того, некоторые токарные станки с ЧПУ снабжаются дополнительными устройствами для выполнения поперечных работ (сверление и фрезерование), продольных осевых работ (аналогично револьверным станкам) и даже для обработки при остановленном шпиндече эксцентрично расположенных элементов заготовки.

Для устранения переустановок заготовок, обрабатываемых на токарных станках с ЧПУ в центрах, рекомендуется применение зубчатых утопленных поводковых центров. Все это значительно расширяет технологические возможности этих станков
Билет №21

1) Методы и этапы механической обработки поверхностей. Показатели точности и шероховатости при различных этапах механической обработки