Общие принципы проектирование станков

Содержание

Слайд 2

Литература Металлорежущие станки: учебник. В двух томах. Т. 1: учеб./ Т.М.

Литература

Металлорежущие станки: учебник. В двух томах. Т. 1: учеб./ Т.М. Авраамова

[и др.]. — Москва: Машиностроение, 2011. — 608 с.
Металлорежущие станки: учебник. В двух томах. Т. 2: учеб./ В.В. Бушуев [и др.]. — Москва: Машиностроение, 2011. — 586 с.
Графические изображения некоторых принципов рационального конструирования в машиностроении : учеб. пособие/ В.Н. Крутов [и др.]. —Санкт-Петербург: Лань, 2011. — 208 с.
Слайд 3

Литература Конструирование машин: Справочно-методическое пособие: В 2-х т. / К.Ф. Фролов

Литература

Конструирование машин: Справочно-методическое пособие: В 2-х т. / К.Ф. Фролов [и

др.]. Под общ. ред. К.Ф. Фролова. – М.: Машиностроение, 1994. – Т.1, 528 с. – Т.2, 624 с.
Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. В 2-х книгах/ П.И. Орлов. – М.: Машиностроение, 1988. – Кн.1. 560 с. – Кн.2. 544 с.
Проектирование металлорежущих станков и станочных комплексов: Справочник-учебник. В 3-х т. Т.1. Проектирование станков / А.С. Проников [и др.]. Под общ. ред. А.С. Проникова. – М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана: Машиностроение, 1994. – 444с.
Слайд 4

Литература Основы конструирование станков/ В.В. Бушуев. – М.: Изд-во МГТУ СТАНКИН,

Литература

Основы конструирование станков/ В.В. Бушуев. – М.: Изд-во МГТУ СТАНКИН, 1992.

– 520 с.
Детали и механизмы металлорежущих станков. В 2-х т./Под общ. ред. Д.Н. Решетова. – М.: Машиностроение, 1972. – Т.1, 664. – Т.2, 520 с.
Слайд 5

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ 1.1 Общие сведения

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

1.1 Общие сведения

Слайд 6

Направления развития станков. Факторы, определяющие технический уровень конструкций Техническое совершенствование станка

Направления развития станков. Факторы, определяющие технический уровень конструкций

Техническое совершенствование станка оценивается

при сопоставлении основных его показателей с наиболее высокими, достигнутыми на лучших образцах.
Учитывается использование современных конструкторских решений, отражающих степень реализации научно-технических достижений.
Рассматривается вся совокупность технических и экономических особенностей, обеспечивающих эффективное применение станка.
Учитывается степень соответствия станка определенным критериям
Слайд 7

Основные направления развития станков Приспособленность станка к человеку. Увеличение диапазона частот

Основные направления развития станков

Приспособленность станка к человеку.
Увеличение диапазона частот вращения привода

главного движения и повышение скорости резания до 10 000 м/мин и более.
Реализация комплекса мер по увеличению доли основного времени использования станка.
Для повышения точности и качества деталей предусматривается контроль статических, динамических и температурных возмущающих воздействий и в случае необходимости проводится соответствующая коррекция.
Вследствие увеличения расходов на изготовление, заработную плату и материалы, а также стоимости одного часа работы оборудования степень автоматизации станков увеличивается.
Вследствие повышения уровня автоматизации устанавливаются более высокие требования к надежности оборудования и к гарантированию качества обработки.
Повышение в экономически оправданных пределах единичной мощности.
В связи с ростом частот вращения главного привода, скоростей перемещения применяются адаптивные системы регулирования, обеспечивающие контроль и предохранение от разрушения систем станка и инструмента.
Снижение удельной металлоемкости; энергосбережение.
Слайд 8

Поиск новых конструкторских решений При создании и развитии конструкций станков для

Поиск новых конструкторских решений

При создании и развитии конструкций станков для принятия

решения часто используют прогнозирование, при котором изучаются все основные параметры станков.
Техническое решение задачи должно осуществляться на альтернативной основе, чтобы не упустить рациональный вариант.
При создании станка необходимо научиться выделять главные моменты.
Синтезу принципиально новых решений, в том числе изобретательству, желательно придать научную основу .
Применение новейших видов технологических операций, основанных на использовании физических и физико-химических методов обработки, или их сочетаний с традиционными .
Слайд 9

Поиск новых конструкторских решений Объединение различных технологических процессов. Введение элементов искусственного

Поиск новых конструкторских решений

Объединение различных технологических процессов.
Введение элементов искусственного интеллекта —

от распознавания образов деталей до управления речевыми входными сигналами.
Реализация безотходного производства.
Стандартизация конструкторских решений, которая предполагает повторяемость, вариантность как рациональное многообразие, взаимозаменяемость, обязательность применения.
Слайд 10

Методами стандартизации являются симплификация; унификация — замена нескольких деталейили узлов одним;

Методами стандартизации являются

симплификация;
унификация — замена нескольких деталейили узлов одним;
типизация — разработка

типовых конструкций на основе аналогичного функционального назначения и одинаковых технических характеристик;
агрегатно-модульный принцип проектирования, предполагающий возможность компонования станка из стандартных агрегатов, узлов, сборок.
Слайд 11

Поиск новых конструкторских решений Расширение технологических возможностей за счет установки на

Поиск новых конструкторских решений

Расширение технологических возможностей за счет установки на станке

дополнительных узлов и приспособлений.
Создание универсальных и многофункциональных конструкций, которые расширяют технологические возможности станка, что характерно в первую очередь для многоцелевых станков.
Применение новых материалов.
Применение механизмов с более естественной схемой работы, надежность которых обеспечивается самой природой функционирования.
Применение новых механизмов, сконструированных с учетом достижений механики, гидравлики, пневматики, электрики и рациональное сочетание в станке устройств, использующих эти физические принципы.
Слайд 12

Поиск новых конструкторских решений Перенос рабочих функций с механических систем приводов

Поиск новых конструкторских решений

Перенос рабочих функций с механических систем приводов на

систему управления и электропривод, что позволяет получить более простые, компактные и легко управляемые узлы, например, использование главного привода токарного станка одновременно и для привода круговой подачи.
Использование механизмов, построенных на новых физических принципах.
Использование в станках достижений в смежных областях техники и учет исследований живой природы.
Применение мехатронных устройств, объединяющих три составные части: силовую систему, осуществляющую механические перемещения, информационную систему и систему управления.
Слайд 13

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ 1.2 Этапы разработки конструкторской документации

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

1.2 Этапы разработки конструкторской документации

Слайд 14

Этапы разработки Техническое задание (ГОСТ 15.016—2016) Техническое предложение (ГОСТ 2.118—2013) Эскизный

Этапы разработки

Техническое задание (ГОСТ 15.016—2016)
Техническое предложение (ГОСТ 2.118—2013)
Эскизный проект (ГОСТ

2.119—2013)
Технический проект (ГОСТ 2.120—2013)
Разработка рабочей документации
Выбор и расчет основных параметров станка
Слайд 15

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ 1.3 Классификация параметров и показателей

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

1.3 Классификация параметров и показателей

Слайд 16

Номенклатура показателей качества (ГОСТ 4.93—86) Показатели назначения Эргономические показатели

Номенклатура показателей качества (ГОСТ 4.93—86)

Показатели назначения
Эргономические показатели

Слайд 17

Классификация параметров и показателей станков

Классификация параметров и показателей станков

Слайд 18

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ 1.4 Особенности назначения геометрических параметров и основных технических характеристик

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

1.4 Особенности назначения геометрических параметров и основных

технических характеристик
Слайд 19

Статистические данные по размерам корпусных деталей а — корпусные; б — плоские; в — фигурные

Статистические данные по размерам корпусных деталей

а — корпусные; б — плоские;
в —

фигурные
Слайд 20

Статистические данные о корпусных деталях а — по качеству обработки; б

Статистические данные о корпусных деталях

а — по качеству обработки; б —

по материалу заготовок; в — по массе;
г — по числу обрабатываемых сторон
Слайд 21

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ 1.5 Выбор геометрических параметров и назначение технических характеристик

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

1.5 Выбор геометрических параметров и назначение технических

характеристик
Слайд 22

Ряды нормальных размеров n = 5. Ряд Ra 5: 0,1; 0,16;

Ряды нормальных размеров

n = 5. Ряд Ra 5: 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,65;

1 и т.д.
n = 10. Ряд Ra 10: 0,1; 0,12; 0,16; 0,2; 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8 и т.д.
n = 20. Ряд Ra 20: 0,1; 0,11; 0,12;0,14; 0,16; 0,18; 0,22; 0,25; 0,28; 0,32; 0,36;0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,71; 0,8; 0,9; 1 и т.д. с повышением цифр на один порядок.
n = 40. Ряд Ra 40: 0,1; 0,105; 0,11; 0,115; 0,12;0,13; 0,14; 0,15; 0,16; 0,17; 0,18;0,19; 0,2; 0,21; 0,22; 0,24; 0,25; 0,26; 0,28; 0,3; 0,32; 0,34; 0,36; 0,38; 0,4; 0,42;0,45; 0,48; 0,5; 0,53; 0,56; 0,6; 0,63; 0,67; 0,71; 0,75; 0,8; 0,85; 0,9; 0,95; 1 и т.д.
Слайд 23

Схема станка для определения его основных размеров

Схема станка для определения его основных размеров

Слайд 24

Схема станка для определения хода стойки и размеров основных узлов

Схема станка для определения хода стойки и размеров основных узлов

Слайд 25

Схема для определения максимальной длины инструмента при его смене

Схема для определения максимальной длины инструмента при его смене

Слайд 26

Влияние поворота стола на максимальную длину инструмента

Влияние поворота стола на максимальную длину инструмента

Слайд 27

Схема станка для определения хода стола

Схема станка для определения хода стола

Слайд 28

Пример таблицы режимов резания при работе концевой фрезой * Диаметр фрезы 16…50 мм.

Пример таблицы режимов резания при работе концевой фрезой

* Диаметр фрезы 16…50

мм.
Слайд 29

Вероятность применения различных скоростей резания

Вероятность применения различных скоростей резания

Слайд 30

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ 1.6 Определение режимов обработки резанием

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

1.6 Определение режимов обработки резанием

Слайд 31

Допустимая глубина резания при чистовом растачивании и фрезеровании композитами закаленных материалов с твердостью около 60 HRC

Допустимая глубина резания при чистовом растачивании и фрезеровании композитами закаленных материалов с

твердостью около 60 HRC
Слайд 32

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ 1.7 Выбор расчетных нагрузок

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

1.7 Выбор расчетных нагрузок

Слайд 33

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ 1.8 Выбор приводов

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

1.8 Выбор приводов

Слайд 34

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Слайд 35

Источники погрешностей в станках

Источники погрешностей в станках

Слайд 36

Погрешности формообразования: интерполяция

Погрешности формообразования: интерполяция

Слайд 37

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2.1 Погрешности формообразовании

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

2.1 Погрешности формообразовании

Слайд 38

Погрешности формообразования: настройка

Погрешности формообразования: настройка

Слайд 39

Погрешности формообразования: схемы обработки

Погрешности формообразования: схемы обработки

Слайд 40

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2.2 Технологические погрешности закрепления и базирования изделий и инструмента

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

2.2 Технологические погрешности закрепления и базирования изделий и инструмента


Слайд 41

Схема обработки сверхточных оптических деталей с помощью ионных лучей

Схема обработки сверхточных оптических деталей с помощью ионных лучей

Слайд 42

Погрешности базирования и закрепления

Погрешности базирования и закрепления

Слайд 43

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2.3 Геометрические погрешности

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

2.3 Геометрические погрешности

Слайд 44

Погрешности изготовления и сборки

Погрешности изготовления и сборки

Слайд 45

Шпиндельный узел токарного станка

Шпиндельный узел токарного станка

Слайд 46

Упругие деформации: зажим Упругие деформации: поперечные силы

Упругие деформации: зажим

Упругие деформации: поперечные силы

Слайд 47

Тепловые деформации: материал Тепловые деформации: охлаждение, изоляция

Тепловые деформации: материал

Тепловые деформации: охлаждение, изоляция

Слайд 48

Тепловые деформации: симметрия Тепловые деформации: совершенствование конструкции

Тепловые деформации: симметрия

Тепловые деформации: совершенствование конструкции

Слайд 49

Превышение геометрической точности: уменьшение влияния условий работы

Превышение геометрической точности: уменьшение влияния условий работы

Слайд 50

Превышение геометрической точности: использование специальных свойств

Превышение геометрической точности: использование специальных свойств

Слайд 51

Превышение геометрической точности: конструктивное усовершенствование

Превышение геометрической точности: конструктивное усовершенствование

Слайд 52

Схема компенсации износа инструмента и направляющих токарного станка

Схема компенсации износа инструмента и направляющих токарного станка

Слайд 53

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2.4 Погрешности позиционирования

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

2.4 Погрешности позиционирования

Слайд 54

Погрешности позиционирование: датчики, коррекция

Погрешности позиционирование: датчики, коррекция

Слайд 55

Погрешности позиционирование: установка датчиков Погрешности позиционирование: устранение зазоров, жесткость

Погрешности позиционирование: установка датчиков

Погрешности позиционирование: устранение зазоров, жесткость

Слайд 56

Погрешности позиционирование: совершенные механизмы

Погрешности позиционирование: совершенные механизмы

Слайд 57

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2.5 Кинематические ошибки

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

2.5 Кинематические ошибки

Слайд 58

Погрешности позиционирования

Погрешности позиционирования

Слайд 59

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2.6 Динамические погрешности

2 ТОЧНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

2.6 Динамические погрешности

Слайд 60

Динамические погрешности

Динамические погрешности

Слайд 61

Демпфирование, виброизоляция

Демпфирование, виброизоляция

Слайд 62

Виброгасители

Виброгасители

Слайд 63

Стабилизация параметров

Стабилизация параметров

Слайд 64

Динамические погрешности: различные усовершенствования

Динамические погрешности: различные усовершенствования

Слайд 65

3 ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

3 ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

Слайд 66

3 ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ 3.1 Баланс податливости элементов машины

3 ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

3.1 Баланс податливости элементов машины

Слайд 67

3 ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ 3.2 Назначение предварительного натяга в элементах качения

3 ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

3.2 Назначение предварительного натяга в элементах качения

Слайд 68

3 ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ 3.3 Нормирование жесткости

3 ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

3.3 Нормирование жесткости

Слайд 69

Методы обработки, не требующие высокой жесткости

Методы обработки, не требующие высокой жесткости

Слайд 70

Компоновочные факторы: отказ от консольных компоновок

Компоновочные факторы: отказ от консольных компоновок

Слайд 71

Компоновочные факторы: постоянная жесткость по координате обработке

Компоновочные факторы: постоянная жесткость по координате обработке

Слайд 72

Максимальная жесткость в рабочем положении

Максимальная жесткость в рабочем положении

Слайд 73

Постоянная жесткость по разным направлениям

Постоянная жесткость по разным направлениям

Слайд 74

Сопряжение деталей и узлов

Сопряжение деталей и узлов

Слайд 75

Установка станка на фундаменте

Установка станка на фундаменте

Слайд 76

Компенсация упругих деформаций

Компенсация упругих деформаций

Слайд 77

Расположение опор

Расположение опор

Слайд 78

Создание предварительного натяга

Создание предварительного натяга

Слайд 79

Делительный стол

Делительный стол

Слайд 80

Автоматическое управление натягом

Автоматическое управление натягом

Слайд 81

Коробка подач с выборкой зазоров в соединениях

Коробка подач с выборкой зазоров в соединениях

Слайд 82

Автоматическое управление натягом

Автоматическое управление натягом

Слайд 83

Применение параллельных звеньев

Применение параллельных звеньев

Слайд 84

Замена точечного контакта

Замена точечного контакта

Слайд 85

Применение многоконтактных передач

Применение многоконтактных передач

Слайд 86

Оптимизация параметров

Оптимизация параметров

Слайд 87

Уменьшение числа звеньев

Уменьшение числа звеньев

Слайд 88

Выбор тяговых устройств

Выбор тяговых устройств

Слайд 89

Уменьшение кромочных контактов

Уменьшение кромочных контактов

Слайд 90

Повышение точности элементов

Повышение точности элементов

Слайд 91

Статически не определимые системы

Статически не определимые системы

Слайд 92

Замена изгиба и кручения растяжением (сжатием)

Замена изгиба и кручения растяжением (сжатием)

Слайд 93

Совершенствование силовой схемы

Совершенствование силовой схемы

Слайд 94

Шарико-винтовая передача с вращающейся гайкой

Шарико-винтовая передача с вращающейся гайкой