книги из ГПНТБ / Автоматизация токарных станков с помощью гидросуппортов В. Ф. Гущин. 1960- 7 Мб

вании копиров следует, где это представляется воз­ можным, скруглять резкие переходы контурной линии. Так, если на детали конструктором не предусмотрена фаска между торцом и цилиндрической ступенью,

Рис. 35. Погрешности, являющиеся следствием переходного процесса в системе:

а — погрешность, вызванная рассогласованием по скорости;

шую галтель, например по радиусу порядка 1 мм. Конечно, если деталь подвергается в дальнейшем шлифовке, то в этом нет необходимости, но если шейка обрабатывается начисто, то даже едва замет­ ное превышение диаметра шейки возле ее торца может вызвать затруднения при сборке.

Глава VI

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГИДРОСУППОРТОВ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ

1. Производительность по машинному времени

Известно, что повышение производительности то­ карной обработки по основному технологическому времени может быть достигнуто путем повышения

мени возможности токарного станка, оснащенного гидросуппортом, и токарного станка с механическим

69

суппортом совершенно одинаковы. Однако в действи­ тельности это не так.

Дело в том, что при работе на токарном станке с механическим суппортом, когда ступени различного диаметра обрабатываются последовательно с отводом в конце каждого прохода резца от детали, представ­ ляется возможным изменять число оборотов шпин­ деля в соответствии с диаметром обтачиваемой сту­ пени. Для современных токарных станков со ступен­ чатым регулированием чисел оборотов шпинделя относительное падение скорости резания при пере­ ходе от одной ступени детали к другой всегда может быть сделано меньшим 20%.

При работе на токарном станке с гидросуппортом, напротив, приходится считаться со значительными относительными потерями скорости резания, так как обработка всех ступеней детали'производится за один проход при неизменном для всех ступеней детали числе оборотов шпинделя.

Выбор числа оборотов шпинделя при работе с при­ менением гидросуппортов производится по наиболь­

видно, что это приводит к снижению производитель­ ности по машинному времени, причем снижение про­ изводительности будет тем заметнее, чем больше перепад обрабатываемых диаметров и чем больше длина ступеней малого диаметра.

На рис. 36 представлены два ступенчатых вала с одинаковым наибольшим диаметром и длиной обра­ ботанной части. На основании приведенных выше рассуждений нетрудно сделать вывод, что валик по рис. 36, а может быть обработан на станке с гидро­ суппортом с большей эффективностью в отношении затрат машинного времени, нежели валик по рис. 36, б.

Полное использование производительности токар­ ного станка по машинному времени при работе с гидро­ суппортом наилучшим образом может быть достигнуто лишь при бесступенчатом и автоматическим регули­ ровании числа оборотов шпинделя, т. е. с постоянной, наивыгоднейшей для данного материала и условий работы скоростью резания.

70

В этой связи представляет несомненный интерес показанный на рис. 37 токарный станок „Эльтромат1*, выпускаемый западногерманской фирмой М. Мюллера в Ганновере. Станок имеет бесступенчатое автомати­ ческое регулирование чисел оборотов шпинделя в пре­ делах 1:7, осуществляемое с помощью электронной

Рис. 36. Примеры конструкции обрабатываемых валов.

аппаратуры, и два независимых суппорта — механиче­ ский, расположенный спереди, и гидравлический, рас­ положенный сзади.

Можно доказать, что при работе с постоянной скоростью резания производительность оказывается выше, чем при работе с постоянным числом оборотов шпинделя, во столько раз, во сколько площадь осе­ вого сечения цилиндра, описанного вокруг детали, больше площади осевого сечения самой детали.

Повышение производительности по машинному времени, которое могло бы быть достигнуто при об­ работке конических и торцовых поверхностей с пере­

71

Если принять, что при работе с использованием гидросуппортов машинное время составляет 70% от штучного, то это означает, что использование гидро­ суппортов на станках с бесступенчатым и автомати­ ческим регулированием чисел оборотов шпинделя обес­ печило бы повышение производительности по штуч­ ному времени в 1,25 раза.

Несмотря на то что такие станки в нашей про­ мышленности пока не применяются, сделанные нами выводы должны учитываться при оценке целесообраз­

'м

так как при работе на токарном станке со ступенча­ тым регулированием чисел оборотов шпинделя посто­ янство скорости резания не может быть в полной мере достигнуто. Поэтому можно считать, что коэф­ фициент производительности по машинному времени при работе на станке с гидросуппортом будет равен:

где <р — знаменатель геометрического ряда чисел обо­ ротов шпинделя станка;

менном числе оборотов шпинделя.

Можно -еще указать на то, что при работе с при­ менением гидросуппорта в ряде случаев удается при­ менять большую подачу, нежели при работе на станке с механическим суппортом, так как при этом токарь

73

освобождается от необходимости выключать подачу в конце прохода резца по каждой из шеек и продольные размеры получаются автоматически независимо от величины подачи. Помимо этого, очень часто, работая с механическим суппортом, токарь выключает механи­ ческую подачу несколько раньше, чем будет обто­ чена вся длина шейки, и заканчивает ее обработку с ручной подачей, обычно значительно меньшей меха­ нической.

2. Производительность по вспомогательному времени

Повышение производительности, достигаемое с при­ менением гидросуппортов, обеспечивается за счет эко­ номии в затратах вспомогательного времени, затрачи­

батываемой детали при работе на станке с гидросуппортом;

74

q — число проходов при работе на станке с гидросуппортом;

7\г— время, затрачиваемое на один проход при работе на станке с гидросуппортом;

Тг —время, затрачиваемое при работе на станке

с гидросуппортом на контрольный промер одной из шеек обрабатываемой детали.

Тогда коэффициент производительности по вспо­ могательному времени при работе на станке с гидро­

Следовательно, экономия по штучному времени, достигаемая с применением гидросуппорта, может быть

Очевидно, что использование станка с гидросуп­ портом окажется выгодным лишь в том случае, если будет обеспечено следующее условие:

-h-n > Ск-ф ДГпз w,

75

т— стоимость одной станко-минуты,

вруб.

тами.

Тогда минимальный размер запусковой партии опре­ делится из следующего выражения:

„Ск + ДГпз-w

^ШТ'^

После подстановки значения ЕШТ и несложных пре­ образований получим окончательно:

В соответствии с данными исследований, проведен­ ных в Ленинградском инженерно-экономическом ин­ ституте, можно принять ДТ^з = 14 мин., ат = 0,17 руб.

Тогда формула (10) перепишется в следующем виде:

На основании опыта многих ленинградских заводов, систематически использующих гидросуппорты, можно считать, что достигаемое при этом повышение про­ изводительности труда составляет примерно 25—40%. Что касается размеров запусковых партий, то в зави­ симости от конструкции обрабатываемой детали, кон­

76

струкции копира и технологии его изготовления (сы­ рой или каленый, плоский или круглый) они выби­ раются обычно не меньше 20—40 штук.

Из формулы (11) нетрудно подметить, что стои­ мость копира существенно влияет на минимальный размер запусковой партии. В этой связи можно заме­ тить, что снижение стоимости копиров могло бы иметь, большое значение для заводов, использующих гидро­ суппорты в условиях мелкосерийного производства. С этой целью применение каленых копиров следует рекомендовать лишь в тех случаях, где это действи­ тельно необходимо по соображениям точности обра­ ботки. Наилучшим решением в этом смысле было бы использование в качестве копиров образцовых дета­ лей. Посмотрим, в какой мере использование в каче­ стве копира образцовой детали, изготовляемой самим токарем, может оказаться практически возможным.

4. Конструктивные мероприятия, направленные на повышение экономической эффективности гидросуппортов

Выше уже указывалось, что копир отличается от обрабатываемой детали наличием заходных шеек и технологического буртика. Для того чтобы сделать возможным использование в качестве копира образ­ цовой детали, эти элементы необходимо заменить какими-то дополнительными устройствами к приспо­ соблению для закрепления копира.

Один из вариантов возможного конструктивного решения показан на рис. 38. Здесь для подвода резца' к детали используются особые шаблоны-угольники / и 5, которые можно переставлять относительно об­ разцовой детали, устанавливаемой на центровых стой­ ках 3 и 4 в радиальном и продольном направлениях.. Щуп скользит в начале прохода по кромке б шаблона 5,. а затем переходит на образцовую деталь. Соответ­ ственно движению щупа перемещается и резец. После окончания рабочего хода щуп переходит с образцо­ вой детали на кромку а шаблона 1, обусловливая тем самым отвод резца от детали. Шаблоны-угольники крепятся на линейке 2 копирного устройства.

77