Файл: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие.pdf

шинным маслом, керосином, бензином, вазелином. Широко при­ меняются пасты ГОИ (Государственный оптический институт), со­ держащие в своем составе, кроме абразива и связки, поверхностно­ активные вещества, например олеиновую кислоту.

Суперфиниширование — обработка колеблющимися брусками (рис. 265) производится для получения наивысших классов чисто­ ты поверхности. Абразивные бруски прижимают­ ся к обрабатываемой поверхности давлением

ставляет 0,002—0,02 мм, что требует предвари­ тельной обработки по 8-—9-му классу чистоты. При суперфинишировании снимаются лишь остав­ шиеся от предыдущей обработки гребешки, пос­ ле удаления которых масляная пленка препят­ ствует дальнейшему протеканию процесса. Брус­ ки совершают осциллирующее движение с чис­ лом колебаний от 500 до 1500 в минуту.

Полирование поверхностей производится тон­ ким абразивом, нанесенным на мягкие полиро­ вочные круги или ленты с помощью связки (раз­ личные масла, смеси воска, парафина или сала с керосином и т. д.). Этот процесс преследует в основном декоративные цели либо предшествует гальванопокрытиям. Наличие в полировальных пастах поверхностно-активных веществ, вредно действующих на кожу, требует механизации про­ цессов, что часто затруднено сложностью форм изделий. Следствием этого явилось стремление перейти от механической полировки к электро­ литической, ультразвуковой, и т. д., где операции могут прозводиться без применения ручного труда.

Рис. 264. Хонинговальная головка

Рис. 265. Суперфиниширование (а) и вид поверхности до (б) и пос­ ле (в) обработки

420

§ 9. Основы автоматизации металлорежущих станков

Основные направления автоматизации. Уровень автоматизации в машиностроении зависит от степени автоматизации металлорежу­ щих станков. Различают восемь исторически сложившихся ступеней автоматизации, каждая из которых связана с появлением опреде­ ленной группы станков.

К первой группе станков относятся универсальные станки с руч­ ным управлением, которые постоянно совершенствуются и даже ос­ нащаются средствами автоматического управления (малая автома­ тизация). Достоинством этих станков является универсальность, недостатком — малая производительность.

Развитие массового производства обусловило появление второй группы станков — универсальных полуавтоматов и автоматов,

имеющих большую производительность и высокую степень автома­ тизации. Однако на этих станках можно обрабатывать не­ большое количество наименований деталей, поэтому они огра­ ниченно применяются в индивидуальном и серийном производ­ стве.

При изготовлении одной типовой детали или нескольких одно­ типных в массовом производстве применяются специальные полуав­ томаты и автоматы, которые относятся к третьей группе. Они конст­ руктивно проще универсальных полуавтоматов и автоматов и более производительны. Однако их изготовление целесообразно лишь в том случае, когда форма и размеры обрабатываемой детали оста­ ются длительное время неизменными.

Бурный рост техники обусловил быструю сменяемость машин и их деталей. Потребовались станки, которые наряду с высокой произ­ водительностью, присущей полуавтоматам, и автоматам, были бы скомпонованы из узлов и даже дрталей, могущих быть использо­ ванными для создания нового оборудования. Такими свойствами об­ ладают агрегатные станки, которые относятся к четвертой группе. Особенностями агрегатных станков является компоновка их из нор­ мализованных узлов, которые предварительно тщательно проверя­ ются в работе.

К пятой группе относятся автоматические линии из агрегатных станков для обработки корпусных деталей.

Для изготовления средних и мелких деталей, преимущественно тел вращения, применяются автоматические линии из универсаль­ ных полуавтоматов и автоматов (шестая группа). Основное их до­ стоинство— возможность использования большого количества ав­ томатов и полуавтоматов, находящихся в эксплуатации, путем их некоторой модернизации.

К седьмой группе можно отнести автоматические цехи и заводы. Применение вышеуказанных групп автоматизированных стан­ ков не решает задачи автоматизации индивидуального и мел­ косерийного производства, а также крупносерийного и массового производства с частой сменой его объектов. Это объясняется тем, что рассмотренные способы управления не обладают достаточной

421

гибкостью и не позволяют в короткие сроки переналаживать стан­ ки на производство новых изделий. Поэтому в последние годы по­ лучили распространение металлорежущие станки с системами про­ граммного управления (восьмая группа). Основное их преимущест­ во — возможность быстрой переналадки.

Наряду с автоматизацией важным направлением развития станкостроения является повышение качества станков, т. е. точно­ сти, жесткости, виброустойчивости и долговечности.

Механизация и автоматизация универсальных станков. Под

механизацией понимают такое направление развития производст­ ва, которое характеризуется применением в производственном процессе машин и устройств, заменяющих мускульный труд рабо­ чего. Под автоматизацией понимают такое направление развития производства, которое характеризуется освобождением человека не только от тяжелого ручного труда, но и от оперативного управле­ ния механизмами, выполняющими эти движения.

Для повышения производительности необходимо уменьшить штучное время обработки детали на станке. Анализ штучного вре­ мени позволил выявить объем работ, подлежащих механизации и автоматизации: 1) введение быстрых обратных ходов суппорта; 2) точная остановка суппорта в конечном положении; 3) механиза­ ция управления скоростями и подачами; 4) механизация поворота и фиксирования резцовой головки; 5) автоматизация зажима дета­ лей; 6) автоматизация отвода резца при нарезании резьбы; 7) авто­ матизация циклов обработки простейших деталей; 8) применение копировального суппорта; 9) применение устройств для загрузки деталей.

Приведем несколько примеров механизации и автоматизации универсальных станков.

Установка и закрепление деталей на токарно-винторезных стан­ ках занимают 25—30% штучного времени. Механизация и автома­ тизация этих операций при помощи гидравлических и пневматиче­ ских устройств позволяет в несколько раз сократить время при ми­ нимальной затрате ручного труда.

Примером механизации может служить применение трехкулач­ кового пневматического патрона, кулачки которого перемещаются с помощью сжатого воздуха. Если давление в сети падает ниже до­ пустимого, станок автоматически выключается.

Во многих универсальных станках отсутствуют механизмы для быстрых ходов. Большое количество конструктивных разработок по­ священо решению этой задачи.

Простейший механизм быстрых ходов (рис. 266, а)~состоит из электродвигателя 1 и кинематической цепи быстрых ходов 2, свя­ зывающей его с ходовым винтом 3. Для осуществления рабочего хода движение передается от вращающегося вала 6 коробке подач

422

Для автоматизации цикла обработки ступенчатых и фасонных поверхностей на токарных станках широко применяются гидравли­ ческие копировальные устройства. С помощью этих устройств обра­ батывают детали по плоскому копиру или по эталонной детали. При­ способление для установки копиров помещают на станине станка, гидравлический агрегат — рядом со станком. Гидравлический суп­ порт устанавливают сзади на каретке суппорта станка. На рис, 266,6

изображена принципиальная гидравлическая схема копировального устройства.' От насоса через фильтр 5 масло поступает в канал неподвижного штока 3, а затем в штоковую полость А цилиндра 4 и через отверстие поршня в бесштоковую полость Б цилиндра 4, ко­ торый встроен в копировальные салазки и может с ними переме­ щаться. Из цилиндра 4 по трубопроводу масло поступает в золот­ ник 2 и, пройдя через его щель h, по шлангу стекает в бак.

При повышении давления в системе (при перегрузке) срабаты­ вает предохранительный клапан 6, и масло, нагнетаемое насосом, сливается в бак. Когда щуп 1 перемещается по горизонтальному участку копира, он не смещается вдоль своей оси. Щель в золотнике

423

имеет размер, при котором соотношение давления масла в полостях А и Б цилиндра таково, что цилиндр 4 с резцом неподвижен относи­ тельно каретки суппорта. В этом случае резец вместе с суппортом получает только одно движение подачи вдоль оси детали, которую называют задающей подачей.

Если копир при перемещении суппорта влево нажимает на щуп своим торцом, золотник смещается верх, щель h увеличивается, уменьшается давление в бесштоковой полости Б цилиндра 4, кото­ рый вместе с копировальными салазками и резцом начинает отхо­ дить от детали. При смещении золотника вниз щель h уменьшается, увеличивается давление в бесштоковой полости Б, и цилиндр вместе с копировальными салазками и резцом начинает подходить к де­ тали.

В обоих рассмотренных случаях резец получает две подачи: задающую s3, постоянную или изменяющуюся только по величине, и следящую sc, изменяющуюся как по величине, так и по направле­ нию в зависимости от профиля копира. Результирующее движение резца происходит в том же направлении, в каком щуп движется по копиру. Таким образом, резец «следит» за движением щупа и вос­ производит траекторию копира. Такая система называется следя­ щей, а золотник 2 ■— следящим золотником.

В рассматриваемом случае в результате суммирования следя­ щего движения Sc с задающим s3 на детали образуется торцевая по­ верхность. Аналогично образуются конические и фасонные поверх­ ности.

Автоматизация циклов обработки деталей на универсальных станках может быть осуществлена кулачковыми механизмами, гид­ равлическими, пневматическими и электрическими устройствами.

При автоматизации цикла движений шпинделя сверлильного станка с использованием приставного кулачкового механизма б (рис. 266, в) кулак 5 получает вращательное движение от электро­ двигателя 7 через ременную передачу DJD2, сменные зубчатые ко­ леса ajb, червячную передачу kfz. За один оборот кулака совершает­ ся цикл обработки. Профиль кулака обеспечивает выпрлнение всех элементов цикла: быстрого подвода инструмента к детали, рабочей подачи, быстрого отвода инструмента в исходное положение, оста­ новки.

При вращении кулака 5 движение получает качающийся ры­ чаг 4, который тягой 3 связан с рычагом 2. Рычаг 2 установлен на валу реечной шестерни 1, находящейся в зацеплении с рейкой гиль­ зы шпинделя. Таким образом, при качании рычага 2 гильза шпин­ деля получает поступательное движение с соответствующей скоро­ стью и в соответствующем направлении. Ход гильзы можно регули­ ровать, переставляя палец тяги 3 в пазу рычага 2.

Кулачковый механизм, осуществляющий автоматический цикл, может быть выполнен совместно с поворотным (многопозиционным) столом, который позволяет осуществить ряд переходов или операций с одной установки, сократив время на установку и снятие детали, совмещая вспомогательное время с основным.

424