книги из ГПНТБ / Якобсон, Михаил Осипович. Технология станкостроения

М. О. ЯКОБСОН

др техн, наук профессор

ТЕХНОЛОГИЯ

СТАНКОСТРОЕНИЯ

МАШГИЗ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТОРЫ

Москва 1960

В книге обобщен опыт отечественного и зарубежного станкостроения, рассмотрены прогрессивные методы изготовления основных деталей металлорежущих стан­ ков, а также изложены процессы сборки и окраски станков. Особое внимание уделено вопросам комплексной механизации и автоматизации процессов производства деталей станков.

Книга предназначена для инженерно-технических ра­ ботников станкостроительных и машиностроительных предприятий, а также научно-исследовательских орга­ низаций.

НАУЧН-ТЕХНИЧЕСКАЯГ

П9«

Рецензент инж. В. А. Ануфриев

Редактор инж. Л. Т. Штерн

Редакция литературы, по металлообработке и станкостроению

Зав. редакцией инж. В. В. РЖАВИИСКИИ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Планами развития станкостроения на 1959—1965 гг. предусма­ тривается дальнейший рост выпуска станков, повышение их техниче­ ского уровня, производительности, точности, долговечности и сте­ пени автоматизации; улучшение структуры выпуска станков; значи­ тельное расширение производства специальных, специализированных и прецизионных станков; создание станков для высокопроизводитель­

ной обработки в мелкосерийном производстве, в том числе и с про­

граммным управлением; увеличение выпуска тяжелых и уникальных станков. Особенно важной задачей является создание оборудования для комплексной механизации и автоматизации массового производ­ ства деталей машин.

Рост производства станков, широкая унификация конструкций

станков, углубление специализации станкостроительных заводов определяют основные направления развития технологии станко­ строения.

Технический прогресс в производстве станков характеризуется созданием новых, прогрессивных технологических схем обработки деталей станков, концентрацией операций, многошпиндельной обра­ боткой; широким распространением поточных методов производства

ипеременно-поточных линий с принудительным движением изготов­

ляемых деталей, групповых методов обработки деталей и организа­

цией технологически замкнутых участков; комплексной механизацией

иавтоматизацией производственных процессов; применением высо­ копроизводительных агрегатных и специальных станков (в поточных производствах до 35% от общего парка оборудования); повышением объема технологической оснащенности; заменой ручных пригоночных

операций машинными.

Наряду с совершенствованием процессов механической обработки резанием получают распространение и другие прогрессивные методы:

горячая и холодная штамповка, точная отливка, сварка, холодная

3

ГЛАВА I

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ СТАНКОВ

В настоящее время конкретные и общепринятые количествен­ ные измерители технологичности конструкций станков еще не отра­ ботаны, и в ряде случаев затруднительно провести четкое разгра­ ничение между технологичными и нетехнологичными конструкциями станков.

Оценка технологичности конструкций металлорежущих станков производится по двум критериям: степени соответствия станка своему назначению и себестоимости станка.

К наиболее распространенным показателям первого критерия технологичности конструкций станков-можно отнести: эксплуатаци­ онные возможности станка, его производительность, стабильное обеспечение точностных характеристик, потребляемую мощность, надежность в работе и удобство ремонта.

Второй критерий — себестоимость станка характеризуется его

металлоемкостью, трудоемкостью и длительностью производствен­ ного цикла его изготовления.

Конструктивная металлоемкость станка характеризуется отно­

шением веса станка к его мощности:

где Р — вес станка в кг;

N — мощность станка в кет.

Металлоемкость отдельных деталей станка зависит от их кон­

струкции и технологии получения заготовки. Измерителем техноло­ гической металлоемкости детали является коэффициент использова­ ния металла

где Рд— вес готовой детали;

Рм — вес металла, израсходованного на получение заготовки.

В машиностроении стоимость исходных материалов весьма зна­ чительна. В автомобилестроении затраты на исходные материалы составляют до 70% от стоимости продукции, в шарикоподшипнико­

5

для револьверных 52%, для шлифовальных 51 % и для координатно­ расточных 30%). При этом материалы расходуются недостаточно рационально. Например, общий коэффициент использования метал­

гичной формы имеет большое значение.

Трудоемкость изготовления зависит от того, в какой мере конст­ рукция станка и его деталей отвечает производственным возможно­ стям предприятия и условиям его производства при заданном мас­ штабе выпуска. При учете производственных возможностей пред­ приятия предусматривается не только наличный парк технологиче­ ского оборудования, включая и транспортное, но и ближайшие пер­ спективы его пополнения.

Трудоемкость изготовления станка зависит в большой степени от масштаба выпуска. Масштаб выпуска влияет на тип производства (единичный, серийный, крупносерийный), на метод получения заго­ товки, технологический маршрут, оборудование, режимы обработ­

ки, объем и степень совершенства технологической оснастки, а

следовательно, и на трудоемкость изготовления. При изменении масштаба выпуска может измениться суждение о технологичности

конструкции станка. Так, конструкция станка, требующая приго­ ночной обработки значительного количества поверхностей на сопря­ гаемых деталях, индивидуального подбора узлов и изготовления не­ которых деталей по замерам при сборке, может быть отнесена к

технологичной только при единичном и мелкосерийном производст­ ве станков. Но, конечно, такая конструкция совершенно нетехноло­ гична и не пригодна для крупносерийного производства, которое должно осуществляться при высокопроизводительных методах из­ готовления деталей, обеспечивающих сборку станка из взаимоза­

меняемых деталей и независимых узлов, легко собираемых при

минимальном объеме ручных пригоночных работ.

От технологичности конструкции станка зависит длительность производственного цикла. Конструкция станка должна обеспечи­

вать наиболее короткий цикл его изготовления, а следовательно, и

минимальный объем незавершенного производства. Чем технологич­

нее конструкция станка, тем в большей степени обеспечивается не­ прерывность производственного процесса, возможность одновремен­ ного (параллельного) исполнения операций, а следовательно, и

снижение общей календарной продолжительности изготовления.

Технологический анализ конструкции станка лучше начинать с

момента его проектирования, критически рассматривая прежде все­

го целесообразность конструкции в целом и выявляя возможность ее упрощения, уменьшения числа механизмов и их деталей и ее со­ ответствия заданному масштабу выпуска.

Так, например, в круглошлифовальных станках общего назначе­

ния, предназначенных для обработки в серийном производстве дета­

лей небольших размеров, механизм автоматического перемещения

6

шлифовальной бабки усложняет конструкцию станка, тогда как до­ статочно высокая точность и большая производительность обеспечи­ ваются и при ручной подаче. Гидравлический механизм для пере­ ключения шестерен в коробке скоростей токарного станка общего назначения также значительно усложняет изготовление станка. Це­ лесообразность такого усложнения конструкции токарных станков, выпускаемых крупными сериями, трудно доказать.

При технологическом анализе конструкции станка рассматри­ ваются:

а) возможность упрощения геометрических форм деталей с целью сокращения трудоемкости и снижения металлоемкости;

б) протяженность обрабатываемых поверхностей, возможность их уменьшения и возможность непрерывности процесса формообра­

зования;

в) целесообразность заданных классов точности и чистоты по­ верхностей деталей и правильность назначения допусков на раз­

меры;

г) возможность удобного исполнения сборочных и разборочных работ и достижения конечной точности, возможность организации

узловой сборки; д) возможность транспортирования корпусных деталей и стан­

ка, а в прецизионном станкостроении — особо точных деталей;

е) ремонтоспособность станка и возможность его удобного об­ служивания при эксплуатации;

ж) применение минимального количества марок сталей и других

материалов;

з) унификация узлов, покупных и нормализованных деталей.

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК

Большинство деталей станков изготовляют из литых заготовок. В общей трудоемкости изготовления металлорежущих станков на литейные работы приходится 15—25%; вес деталей, изготовленных из литых заготовок, составляет 80—85% от общего веса станков, а отходы в стружку по этим деталям достигают 23—32% от общего веса отливок. Поэтому соответствие конструкции детали, изготов­ ляемой из литой заготовки, технологическим особенностям литей­ ного производства имеет большое значение. Чем больше литая за­ готовка приближается по форме, размерам и чистоте поверхностей к готовой детали, имеющей правильную геометрическую форму, тем дешевле ее механическая обработка.

Основные направления повышения технологичности литых заго­ товок можно сформулировать следующим образом:

а) придание детали простой и геометрически правильной фор­ мы, по возможности обтекаемой, без резких поворотов, с небольшим числом приливов и бобышек, упрощающей процессы изготовления модели, машинной формовки, заливки, обрубки и очистки; наруж­ ные поверхности детали должны быть доступны для обрубки и за­ чистки заливов;

7

б) придание внутренним полостям детали конфигурации, требу­

ющей минимального числа стержней, имеющих простую форму; внутренние полости детали должны иметь минимальное число под­ нутрений и допускать удобную установку стержней (для крупных деталей с помощью крана, без перемещения в горизонтальной пло­ скости) ; должна быть предусмотрена удобная выбивка стержней;

в) желательно, чтобы стенки детали имели технологически ми­ нимальную и притом одинаковую толщину и плавные сопряжения толстых стенок с тонкими; желательно сохранение в детали, имею-

б)

Фиг. 1. Стол расточного станка:

а — старое исполнение; б — новое исполнение.

щей переменную толщину стенок, постоянным отношения периметра сечения к площади сечения стенок; нежелательны отдельные мест­ ные утолщения стенок;

г) конструкция литой заготовки должна обеспечивать достаточ­ ную прочность и необходимую жесткость наряду со снижением ме­ таллоемкости;

д) размеры отливаемых отверстий должны устанавливаться с

учетом особенностей детали (ее веса, толщины стенок, отношения длины отверстия к диаметру) и технологии механической обра­ ботки;

е) обрабатываемая и необрабатываемая поверхности детали должны быть расположены на различных уровнях; обрабатываемая поверхность не должна переходить непосредственно в необрабаты­ ваемую;

ж) сокращение числа обрабатываемых поверхностей детали, не сопрягаемых с другими деталями;

з) конструкция детали, работающей при высоких давлениях, должна обеспечивать получение плотной отливки; необходимо на-

8