Материал: Расширение технологических возможностей станков и станочных комплексов. Пачевский В.М., Яценко С.Н

В.М. Пачевский с.Н. Яценко

РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СТАНКОВ

И СТАНОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Учебное пособие

Воронеж 2014 фгбоу впо «Воронежский государственный технический университет»

В.М. Пачевский С.Н. Яценко

РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ВОЗМОЖНОСТЕЙ СТАНКОВ

И СТАНОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2014

УДК 621.7.06

Пачевский В.М. Расширение технологических возможностей станков и станочных комплексов: учеб. пособие [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые, граф. данные (11,1 МБ) / В.М. Пачевский, С.Н. Яценко. – Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ ; Windows XP ; MS Word 2007 или более поздняя версия ; 1024x768 ; CD-ROM ; мышь. – Загл. с экрана. – Диск и сопровод. материал помещены в контейнер 12x14 см.

В учебном пособии представлены основные направления автоматизации и механизации машиностроительного производства за счет оснастки, расширяющей технологические возможности металлорежущего оборудования, что представляет существенный интерес для специалистов-машиностроителей. Представлены пути оптимальной организации предприятий малого бизнеса, даны конкретные конструкции устройств, позволяющие повысить производительность труда.

Издание соответствует требованиям Федеральных государственных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавров 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (профиль «Металлообрабатывающие станки и комплексы»), дисциплине «Расширение технологических возможностей станков и станочных комплексов».

Ил. 92. Библиогр.: 55 назв.

Научный редактор д-р техн. наук, проф. Ю.С. Ткаченко

Рецензенты: кафедра естественных дисциплин

Воронежского государственного

университета инженерных технологий

(зав. кафедрой д-р техн. наук,

проф. А.С. Борсяков);

д-р техн. наук, проф. Ю.С. Ткаченко

© Пачевский В.М., Яценко С.Н., 2014

© Оформление. ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный

т ехнический университет», 2014

ВВЕДЕНИЕ

Технический прогресс всех отраслей народного хозяйства неразрывно связан с уровнем развития машиностроения и его базовой отрасли - станкостроения. Современному машиностроению присущи постоянное усложнение конструкций и увеличение номенклатуры выпускаемых изделий, частая смена объектов производства, сокращение сроков освоения новой продукции. Уровень машиностроения предопределяет качество и количество изделий, выпускаемых легкой и пищевой промышленностью, аэрокосмическим комплексом и другими отраслями, обеспечивающими функционирование нормальной экономики. Поэтому эффективному развитию машиностроения уделялось внимание во всех странах. Особое влияние на современное машиностроение оказало развитие вычислительной техники. Гибкие производственные системы, сформированные на основе управляющих вычислительных машин, станков с числовым программным управлением и промышленных роботов, прочно вошли в структуру оборудования современных машиностроительных заводов. Преимущества гибких производственных систем доказаны практикой машиностроительных комплексов Японии, США, Швеции, Германии, Италии и других высокоразвитых стран.

Ряд гибких производственных систем начали внедрять и в России. Однако их использование было малоэффективным и не настолько убедительно, чтобы послужить примером для широкого внедрения. Это было связано с высокой стоимостью оборудования и вычислительной техники, отсутствием надежных средств контроля и диагностики, недостаточной конкурентоспособностью между реальной экономией от повышения производительности труда и объемом оплаты труда освобождающегося персонала.

Перестройка машиностроительного производства России, связанная с кризисом в экономике, окончательно приостановила начинавшее зарождаться создание интегрированных производственных комплексов. Более того, резко снизилось производство станков с числовым программным управлением и средств автоматизации машиностроения. Развитие широкой сети малых предприятий, неспособных приобретать дорогостоящее автоматизированное технологическое оснащение, привело к резкому падению производительности труда, количества и качества выпускаемой продукции, и в том числе товаров народного потребления. В этих условиях остается невостребованным громадный научный и производственный опыт мирового машиностроительного комплекса. Необходим новый подход, соответствующий современный условиям, способный обеспечить повышение производительности труда при небольших инвестициях и постоянно сменяющейся номенклатуре выпускаемых изделий.

Этим условиям отвечает концепция малой автоматизации и механизации за счет совершенствования технологического оснащения и, прежде всего, технологической оснастки.

Если ранее считалось, что расширение технологических возможностей оборудования, в основном, должно достигаться совершенствованием самих станков, увеличением их сложности, то в настоящее время, применительно к переходному периоду, целесообразнее применять различные приспособления, режущий и вспомогательный инструмент, доступный для изготовления в обычных производственных условиях, но обеспечивающий при небольших затратах превращение станка в станочный комплекс, выполняющий значительно большее количество разнообразных видов работ по сравнению с обычным универсальным оборудованием. Такие станочные комплексы полезны предприятиям малого и среднего бизнеса, так как позволяют им иметь в своей структуре минимальное количество станков при достаточно большом разнообразии выполняемых ими методов обработки.

Возрастает потребность в специалистах, способных реализовать это направление производственной деятельности, для чего в учебный план специальности 120200 введен курс "Расширение технологических возможностей станков и станочных комплексов" с большим объемом лекций, практических и лабораторных занятий.

В данном учебном пособии рассмотрены особенности организации эффективного машиностроительного производства в условиях предприятий малого и среднего бизнеса, даны практические рекомендации, как для индивидуальных предприятий, так и для ассоциаций. Показаны основные направления повышения эффективности производства при использовании универсального оборудования. Представлены конкретные конструкции как представители определенных направлений, особенности развития которых характерны для данной общности в целом.

Учебное пособие служит для обеспечения курса учебно-методической литературой, полезно при курсовом и дипломном проектировании, в производственной деятельности предприятий.

1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ГИБКОГО

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Этапы развития автоматизации

Современный уровень развития человечества делает непопулярным ручной труд. Выполнение монотонных ручных работ, не требующих от их исполнителя определенной квалификации, творческого подхода, становится не престижным. В связи с этим и с учетом особенностей демографии, машиностроение может оказаться невостребованным на рынке рабочей силы. Средством решения данной проблемы может стать автоматизация машиностроительного производства, когда основные тяжелые работы будут выполнять машины, а на долю человека придется интеллектуальная нагрузка - создавать такие машины и обеспечивать их эффективную жизнедеятельность.

Как отмечено в /I/, развитие автоматизации в машиностроении, неразрывно связанное с развитием станкостроения, происходит по спирали. Первый виток спирали, занявший двести лет, характеризовался автоматизацией рабочего цикла машины и организацией поточного производства. Основными его вехами были токарно-копировальный станок, созданный А.Н. Нартовым в 1712 г., первый автоматический завод, построенный в 1951 г. в Ульяновске и, наконец, станок с числовым программным управлением, который явился началом второго витка - эпохи оборудования с ЧПУ. За тридцать лет, которые соответствовали этому периоду, были созданы автоматические линии и многошпиндельные автоматы с ЧПУ. Развитие электроники позволило начать третий виток автоматизации машиностроительного производства, в котором доминирующим видом оборудования явились гибкие автоматизированные производства. Дальнейшее развитие автоматизации в машиностроении неразрывно связано с гибкими автоматическими производствами, безлюдными заводами, безотказными самовосстанавливающимися и самообновляющимися производст-венными системами.

Автоматизация производства не является самоцелью. Она эффективна только в том случае, если задачи, которые решаются при ее реализации, обеспечивают создание такого технологического процесса или такой новой техники, которая создает принципиально новые условия производства, воспроизвести которые без данного нововведения было бы невозможно. Многие конструкторские решения в области автоматизации оказались невостребованными только потому, что разработчики пытались механически заставить машину выполнять ручную работу, имитируя ручные действия человека.

Создание автоматизированного оборудования высокого уровня возможно только при соблюдении нескольких условий, наиболее полно сформированных в /2/:

создание мощной элементной базы на основе механических, электромеханических, гидравлических, пневматических, электронных и других элементов;

создание и централизованное производство типовых автоматизирующих устройств – транспортных, подающих, ориентирующих, контрольных, складирующих и др., встраиваемых в автоматические комплексы;

создание и централизованное производство автоматических комплексов разнообразного направления, обеспечивающих высокопроизводительную и надежную работу;

обеспечение автоматических устройств, машин, комплексов надежными системами управления;

создание системы подготовки кадров, способных успешно решать вышеперечисленные вопросы.

При создании автоматизированных систем их эффективность может быть обеспечена соблюдением следующих основных тенденций:

совмещение метода концентрации элементарных технологических операций. Концентрация операций в одной рабочей машине повышает производительность, позволяет быстро окупить затраты на автоматизацию;

широкое использование агрегатно-модульного принципа проектирования, который в несколько раз сокращает сроки проектирования и изготовления средств автоматизации и оборудования, создает возможность перекомпоновки и переналадки его при изменении объекта производства;

применение микропроцессорной техники и компьютеров для управления на всех уровнях технологического процесса, что позволяет обеспечить гибкость производства.

В работе /2/ вышеперечисленные тенденции рекомендуются как основные постулаты организации гибкого автоматизированного производства. При этом считается однозначным, что метод концентрации операций может реализоваться только за счет создания такого оборудования, которое могло бы обеспечивать параллельную и последовательную обработку значительного числа поверхностей детали при небольшом количестве постановов или даже одного постанова. Считается естественным, что такое оборудование должно быть, как правило, многофункциональным, иметь инструментальные магазины, сложную систему обеспечения жизнедеятельности и, в первую очередь, системы инструментального обеспечения, контроля и диагностики, удаления отходов, установки и снятия детали.

Вторая тенденция, развивая первую, направлена на ее совершенствование, повышение качества, удешевление. Однако и этот подход предусматривает усложнение самого оборудования. Естественно, что для управления сложным оборудованием необходимо соответствующая его уровню система управления, что и предусматривает третья тенденция.