Металлорежущие станки: Полное руководство

Металлорежущие станки являются основным оборудованием для обработки металлов. Их главное назначение заключается в формировании деталей путем удаления материальных излишков через процесс резания, что достигается специфическими операциями обработки.

1. Процессы обработки

Процессы обработки металлов варьируются в зависимости от типа, характеристик и оборудования. Основные процессы включают:

• Токарная обработка: Заключается в вращении заготовки и проведении резания с помощью неподвижного инструмента. Это позволяет создавать цилиндрические и конусные детали.
• Сверление и растачивание: В этих процессах используется вращающийся инструмент для выполнения отверстий различного диаметра и глубины. Сверлильные станки часто применяются для массового производства отверстий.
• Фрезерная обработка: Здесь используется фреза (режущий инструмент с несколькими зубьями), которая вращается, а заготовка перемещается вдоль фрезы для получения необходимых форм.
• Шлифование: Этот процесс используется для финишной обработки, в котором абразивный инструмент с высокой твердостью удаляет мелкие частицы материала для достижения высокой точности и гладкости поверхности.
• Эрозионная обработка: Включает в себя электроэрозию и другие подобные методы, которые подходят для обработки труднообрабатываемых материалов.

2. Классификация металлорежущих станков

Станки классифицируются по нескольким критериям, что позволяет выбрать свое оборудование для конкретных задач.

2.1. По виду обработки

• Токарные станки: Используются для обработки деталей с вращающимся движением. Имеют несколько типов:Универсальные токарные
  Плазменные токарные
  
• Сверлильные станки: Делятся на:Настольные
  Настенные
  Профессиональные
  
• Фрезерные станки: Включают:Вертикальные и горизонтальные
  Универсальные и специализированные
  
• Шлифовальные станки: Варианты — плоскошлифовальные и кругло- шлифовальные.

2.2. По степени точности

• Нормальная точность (Н): Применяется при стандартных условиях обработки.
• Повышенная точность (П): Используется для деталей, требующих большей точности в размерах.
• Высокая точность (В): Все процессы выполняются с учетом строгих допусков.
• Особая высокая точность (А): Особые требования к качеству поверхности и соответствующему оборудованию.
• Особо точные (С): Применение в Денди и высоких технологиях.

2.3. По типу управления

• Ручные: Оператор управляет станком, задавая необходимые действия.
• Полуавтоматические: Оборудование осуществляет ряд функций автоматически, но требует вмешательства человека для настройки и контроля.
• Автоматические: Все процессы происходят самостоятельно, программное обеспечение управляет всеми действиями.

2.4. По массе и габаритам

• Легкие: Обычно имеют массу менее 1 тонны и применяются в малом бизнесе и хобби.
• Средние: Масса от 1 до 10 тонн, применяются в малосерийном и среднесерийном производстве.
• Тяжелые: Свыше 10 тонн, обычно используются в крупных производственных предприятиях.

3. Кинематическая схема станка

Кинематическая схема представляет собой графическое изображение, показывающее, как движутся различные элементы станка. Он включает в себя основные компоненты:

• Привод: Генерирует движение (например, двигатель).
• Передача: Механизмы, передающие движение от привода к рабочему органу (шестерни, ремни).
• Рабочие органы: Инструменты, выполняющие механообработку (резцы, фрезы).
• Опоры и крепления: Обеспечивают устойчивость станка и точность.

4. Методы образования поверхностей деталей

Основаны на различных принципах, включая:

• Копирование: Режущая кромка инструмента перемещается точно по заданной траектории.
• Огибание: Режущий инструмент движется вдоль поверхности заготовки, формируя необходимую геометрию.
• След: Обработка путем перемещения инструмента по заданным координатам.
• Касание: Учась касательный процесс, позволяет создавать детали с высокими допусками.

5. Автоматизация процессов и гибкие производственные системы (ГПС)

Автоматизация процессов становится все более актуальной. Включает в себя:

• Программируемые управления: Позволяют настраивать оборудование, улучшая производительность.
• Роботизированные системы: Используются для выполнения повторяющихся операций, увеличивая эффективность.
• Гибкие производственные системы (ГПС): Сочетают в себе несколько видов технологий и позволяют быстро перенастраивать производственные линии под новые виды продукции.

5.1. Преимущества ГПС

• Высокая производительность: Сокращение времени на перенастройку оборудования при смене продукта.
• Снижение затрат: Уменьшение количества отходов и временных затрат на наладку.
• Гибкость: Легкость в смене номенклатуры и объемах производства.

Заключение

Знания в области металлорежущих станков и процессов их обработки являются критически важными для успешной работы в машиностроительной отрасли. Осваивая теоретические и практические аспекты, специалисты могут достигнуть высокой производительности и качества обработки, что критично для удовлетворения требований современного производства.