Классификация токарных станков по основным и вспомогательным признакам

Токарная обработка (точение) предназначена для механического формирования геометрии деталей машиностроения лезвийным инструментом посредством снятия стружки. Кинематика резания определяется в основном относительным вращательным движением заготовки с пространственно фиксированной осью вращения и произвольным движением подачи. Объектами обработки являются чаще всего соосные поверхности вращения и плоские поверхности деталей типа валов, дисков и втулок, включая нарезание наружных и внутренних резьбовых поверхностей, а также поверхности некоторых других форм, например некруглых, путем введения дополнительного относительного движения инструмента [36]. Формы поверхностей, получаемых способами токарной обработки, приведены в табл. 1.12.1.

Классификация станков токарной группы только по технологическим признакам недостаточна вследствие новых возможностей, предоставляемых устройствами ЧПУ в технологическом и конструктивном отношении, поэтому целесообразно использование признаков, отражающих конструктивно-видовые особенности токарных станков, а именно: основной конструктивный признак; вспомогательный видовой признак; компоновка; количество позиций закрепления заготовок; число устанавливаемых инструментов; вид управления; класс точности [20].

Классификация станков по основным и вспомогательным признакам приведена в табл. 1.12.2.

Компоновка станков обусловлена положением главной оси вращения заготовки и относительным положением инструмента в пространственной системе координат, используемой в ISO recommendation R-841. По этому признаку выделяются горизонтальные и вертикальные компоновки.

Уровень концентрации операций, выполняемых на одном станке, характеризуется числом рабочих позиций и способом закрепления заготовок (одно- и многошпиндельная патронная; одно- и многошпиндельная цанговая (прутковая); одно- и многошпиндельная центровая; комбинированная), а также условиями, определяющими эффективность используемого инструмента: числом и сложностью форм обрабатываемых поверхностей с различным направлением подачи; числом разнотипных инструментов; возможностями пространственной ориентации инструментов относительно заготовки; сопоставимостью времен обработки поверхностей.

По числу позиций закрепления заготовок различают одно- или многошпиндельные конструкции, а по числу устанавливаемых инструментов - станки одно- или многоместные, многоинструментальные и с магазином инструментов.

В этой связи особое внимание уделяется концентрации операций токарной обработки, созданию многоцелевых токарных станков, объединяющих выполнение внецентрового сверления, некоторых фрезерных и других подобных операций. При этом принимаются меры для сокращения внецикловых потерь, связанных с переналадкой, контролем, загрузкой-выгрузкой, сменой инструмента и другими, что возможно при наличии развитой системы управления станком на базе ЧПУ [4].

1.12.1. Типовые поверхности, получаемые при токарной обработке

  1. Внешняя круглая цилиндрическая форма поверхности
    1. Внешнее продольное круглое точение: ось вращения заготовки и линия подачи параллельны;
    2. Внешнее поперечное круглое точение: ось вращения заготовки и линия подачи взаимно перпендикулярны;
    3. Внешнее бесцентровое точение: продольное круглое точение несколькими вращающимися инструментами с малым вспомогательным углом в плане при большой подаче

  2. Внутренняя круглая цилиндрическая форма поверхности
    1. Внутреннее продольное круглое растачивание: ось вращения заготовки и линия подачи параллельны;
    2. Внутреннее продольное сверление (зенкерование, развертывание): ось вращения заготовки и ось инструмента совпадают;
    3. Внутреннее поперечное круглое растачивание канавки: ось вращения заготовки и подачи взаимно перпендикулярны на некотором участке

  3. Внешняя (внутренняя) торовая поверхность
    1. Внешнее (внутреннее) круглое двустороннее точение с произвольной подачей комбинацией способов 1.1, 1.2 и 2.1, 2.3

  4. Внешняя коническая форма поверхности
    1. Внешнее продольное точение со смещением одного из центров станка;
    2. Внешнее продольное точение с поворотом направляющих движения инструмента;
    3. Внешнее продольное точение с направляющей линейкой;
    4. Внешнее поперечное точение инструментом с широкой наклонной режущей кромкой

  5. Внутренняя коническая форма поверхности
    1. Внутреннее продольное растачивание аналогично способам 4.2, 4.3, поперечное - способу 4.4

  6. Внешняя винтовая форма поверхности
    1. Внешнее продольное винтовое точение однозубым инструментом с подачей, равной шагу, и профилем режущей кромки, соответствующим профилю резьбы;
    2. То же, многозубым инструментом (резьбовой гребенкой);
    3. То же, многозубым охватывающим инструмен том (плашкой);
    4. Внешнее продольное нарезание многозубым вращающимся инструментом;
    5. Внешнее продольное охватывающее фрезерование многозубым инструментом;
    6. Внешнее продольное винтовое точение с произвольным шагом, равным подаче, по способу 4.1;
    7. Внешнее поперечное винтовое точение торцовых спиралей с произвольным шагом, равным подаче, и профилю резьбы по способу 16;
    8. Внешнее продольное наружное фрезерование многозубым инструментом

  7. Внутренняя винтовая форма поверхности
    1. Внутреннее продольное нарезание однозубым инструментом, профиль режущей кромки которого соответствует профилю впадины резьбы;
    2. Внутреннее продольное нарезание многозубым инструментом (метчиком) соосно оси вращения заготовки с подачей, равной шагу резьбы метчика

  8. Внешняя плоская форма поверхности
    1. Внешнее поперечное подрезное точение направление подачи перпендикулярно оси вращения заготовки;
    2. Внешнее продольное подрезное точение; главная режущая кромка инструмента перпендикулярна оси вращения заготовки;
    3. Внешнее прорезное точение

  9. Внутренняя плоская форма поверхности
    1. Внутреннее поперечное подрезное точение аналогично способам 8.1 и 8.3, продольное по 8.2

  10. Внешняя фасонная форма поверхности
    1. Внешнее поперечное отрезное точение профильным инструментом;
    2. Внешнее продольное точение вращающимся профильным инструментом;
    3. Внешнее копировальное точение с управляемым движением подачи, например ЧПУ

  11. Внешняя некруглая форма поверхности
    1. Внешнее прорезное некруглое точение с управляемым движением подачи;
    2. Внешнее продольное некруглое точение при тех же условиях

1.12.2. Классификация станков по основным и вспомогательным признакам

  1. Токарные и токарно-винторезные станки
    1. Универсальные токарно-винторезные
    2. Патронные и патронно-центровые
    3. Патронно-прутковые и патронно-центровые прутковые
    4. Настольные

  2. Токарные полуавтоматы и автоматы
    1. Поперечного и продольного точения
    2. Одношпиндельные программируемые
    3. Одношпиндельные вертикальные
    4. Многошпиндельные горизонтальные с вращающимися заготовками
    5. Многошпиндельные горизонтальные с вращающимися инструментами
    6. Многошпиндельные вертикальные
    7. Фронтальные

  3. Токарные револьверные станки
    1. Горизонтальная револьверная головка
    2. Вертикальная револьверная головка

  4. Токарные копировальные станки
    1. Многорезцовые
    2. Гидрокопировальные

  5. Карусельные и лобовые станки
    1. Одностоечные
    2. Двухстоечные
    3. Лобовые

  6. Токарные затыловочные станки
    1. Простые
    2. Универсальные

  7. Резьбообрабатывающие станки
    1. Гайконарезные
    2. Резьбонарезные
    3. Резьботокарные

  8. Токарные специализированные и специальные
    1. Для обработки турбинных колес, гильз, цилиндров, труб, коленчатых валов и др.

Классификация токарных станков по степени автоматизации

Степень автоматизации – это отношение времени автоматических переходов ко всему времени обработки изделия на станке.

Возможности и классификация современных токарных станков по степени автоматизации приведены в табл. 1.12.3.


1.12.3. Классификация токарных станков по степени автоматизации

  1. Ручное управление

  2. Полуавтоматическое управление

  3. Автоматическое управление

Классификация токарных станков по точности

Точностью называется степень приближения действительных значений параметров изделия к идеальным параметрам.

Точность оценивается действительной погрешностью или пределами, ограничивающими значения погрешности (нормированная точность).

Погрешности станка непосредственно влияют на точность обработки.

Точность станков регламентируется государственными (отраслевыми) стандартами, в целом содержащими пять классов точности.

Распределение основных видов станков токарной группы по классам точности приведено в табл. 1.12.4. Специальные и специализированные станки таблицей не охватываются.

Технические и технологические показатели токарных станков определяются совокупностью компонентов и их составляющих, основные из которых отражены в табл. 1.12.5.


1.12.4. Классы точности и основные виды станков токарной группы

Основные виды станков Н П В А C
Токарные и токарно-винторезные + + + + +
Токарные полуавтоматы и автоматы + + + - -
Токарные револьверные + + + + -
Токарные копировальные + + - - -
Карусельные и лобовые + + + - -
Затыловочные и резьбообрабатывающие + + + + -
Многоцелевые, специализированные и специальные - + + + -

Соотношения (коэффициенты) между оптовыми ценами на станки различных классов точности по ГОСТ 8-82

Базовый Н П В А
Класс точности "Н" нормальный 1,0 1,13 1,4 2,0
Класс точности "П" повышенный - 1,0 1,25 1,75
Класс точности "В" высокий - - 1,0 1,4
Класс точности "А" особо высокий - - - 1,0

Виды погрешностей оборудования

Геометрические погрешности.

Характеризуют погрешности взаимного расположения узлов станка и зависят от качества изготовления и сборки станка. Точность изделия по геометрическим параметрам – это совокупное понятие, подразделяющееся по следующим признакам:

  1. точность размеров элементов
  2. точность по шероховатости
  3. точность формы поверхностей элементов
  4. точность взаимного расположения элементов

Кинематическая точность

Влияет на скорость движения рабочих органов оборудования, на формообразование при зубообработке; они являются следствием погрешностей винтовых пар, зубчатых колес, переменная жесткость узлов и т.д.

  1. Упругие погрешности
  2. Температурные погрешности
  3. Динамические погрешности, связаны с колебаниями.
  4. Износовые погрешности в процессе работы (трения)
  5. Погрешности инструмента.

Технические и технологические показатели станков токарной группы

1.12.5. Технические и технологические показатели станков токарной группы

  1. Основные условия функционирования
    1. Размеры рабочего пространства для размещения заготовок, инструмента и приспособлений.
    2. Расположение обрабатываемых поверхностей, их количество и размеры.
    3. Наибольшая масса устанавливаемых заготовок и способы закрепления.
    4. Пределы частот вращения и подач рабочих органов
    5. Основная форма обрабатываемых заготовок (определяет пространственное размещение рабочих органов станка).
    6. Количество, форма и параметры устанавливаемых инструментов для штатных методов обработки.
    7. Количество управляемых включая одновременно) перемещений рабочих органов.
    8. Дискретность перемещения по осям координат

  2. Производительность штучная
    1. Мощность главного привода и подач.
    2. Количество переходов и проходов.
    3. Скорости холостых и установочных перемещений.
    4. То же рабочих перемещений.
    5. Наличие автоматизации основных и вспомогательных циклов.
    6. Оснащенность дополнительными приспособлениями и устройствами.
    7. Количество одновременно обрабатываемых заготовок и установленных инструментов

  3. Точность обработки станка
    1. Выходная точность станка.
    2. Точность установки изделия и стабильность позиционирования рабочих органов.
    3. Исходная точность заготовки и объемная стабильность качества.
    4. Размерная износостойкость инструмента.
    5. Статические, динамические и тепловые деформации несущей системы, групп узлов заготовки и инструментов.
    6. Возможность корректирования перемещений формообразующих элементов.
    7. Характер износа элементов и узлов станка

  4. Эксплуатационные свойства станка
    1. Масса станка.
    2. Площадь, занимаемая станком.
    3. Надежность работы систем и узлов.
    4. Удельная энергоемкость.
    5. Материалоемкость.
    6. Техническая и эксплуатационная безопасность и экономичность.
    7. Удобство управления и обслуживания.
    8. Ремонтопригодность

Технико-экономические показатели станочного оборудования

Производительность определяется способностью оборудования обеспечивать обработку определенного количества деталей в единицу времени. Используется несколько количественных показателей производительности.

  1. Штучная производительность характеризуется количеством деталей, обработанных на станке в единицу времени.
  2. Производительность резания характеризуется количеством (объемом) материала, срезаемого с заготовки в единицу времени см3/мин.

  3. Вид обработки Производительность резания см³/мин Удельная мощность кВт мин/см³
    Точение 1500 0.06
    Фрезерование 1000 -
    Шлифование 800 0.6
    Электроискровая 15 1
    Электрохимическая 15 10
    Ультразвуковая 1 25
    Лазерная 0.01 4000

  4. Производительность формообразования характеризуется площадью поверхности обработанной на станке в единицу времени.
  5. Сравнение между собой оборудования по производительности проводится по методике изложенной в руководящем документе РД 2Н06-45-87 «Расчет производительности металлорежущих станков».

Степень унификации

Металлоемкость оборудования – оценивается по удельной массе металла с учетом повышения производительности и, точность, относительно сравниваемой модели. Согласно РД2-Н06-34-87

Удельный расход электроэнергии

Экономическая эффективность станочного оборудования

Экономическая эффективность является главным объективным критерием для создания нового станка или оборудования, а также для принятия всех решений при его конструировании.

Надежность станочного оборудования по ГОСТ 27.002-83 «Надежность техники. Термины и определения»

Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность – это комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации состоит из сочетания свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность – это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние, в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Показатели надежности

  1. Вероятность безотказной работы Р(t) – это вероятность того, что в период заданной наработки отказ объекта не возникнет.
  2. Наработка на отказ.
  3. Показатель ремонтопригодности – это среднее время восстановления.
  4. Показатель безотказности
  5. Удельная длительность восстановления
  6. Комплексные показатели надежности.

Список литературы

  1. Аверьянов О. И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1987. 232 с.
  2. Автоматические линии в машиностроении: Справочник. В 3-х т. / Ред. Совет А. Н. Дащенко и др. М.: Машиностроение,1984. 408 с.
  3. Автоматизация контроля состояния режущего инструмента и точности обрабатываемых деталей на токарных станках с ЧПУ. Информационный материал. М.: ВНИИ-ТЭМР, 1985. 7 с.
  4. Автоматическое управление точностью обработки на токарных станках с ЧПУ. Обзорная информация. Сер. 6.3. Технология металлообрабатывающего производства. М.: ВНИИ-ТЭМР, 1985. 48 с.
  5. Брук И. В., Константинов К. Н., Чеховский А. Р. Автоматизированные комплексы высокопроизводительного технологического оборудования для обработки деталей типа тел вращения. Обзор. М.: НИИмаш, 1982. 26 с.(Сер. С-1 "Станкостроение").
  6. Вереина Л. И., Усов Б. А. Конструкция и наладка токарно-затыловочных станков. М.: Высшая школа, 1985. 191 с.
  7. Вереина Л. И., Усов Б. А. Тенденция развития затыловочных станков. М.: 1987.52 с. (Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства. Сер. 1. Металлорежущее оборудование и средства технологического оснащения. Обзор.ВНИИТЭМР, вып. 4).
  8. Власов С. Н., Годович Г. М., Черпаков Б. И. Устройство, наладка и обслуживание металлорежущих станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1995. 464 с.
  9. Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы. В 14 кн. / Под ред. Б. Н. Черпакова. Кн. 1 / Б. И. Черпаков, И. В. Брук. Гибкие механообрабатывающие производственные системы. М.: Высшая школа, 1989. 127 с; Кн.2 / В. Ф. Горнев, А. М. Савинов, В. Н. Валиков. Комплексные технологические процессы ГПС. М.: Высшая школа, 1989. 112 с; Кн. 3 /Л. М. Кордыш, В. Л. Косовский. Гибкие производственные модули. М.: Высшая школа,1989. 111 с; Кн. 6 / Б. И. Черпаков, В. Б. Великович. Робототехнические комплексы. М.: Высшая школа, 1989. 95 с; Кн. 7 / М. С. Городецкий, Д. Л. Веденский. Контроль и диагностика в ГПС. М.: Высшая школа, 1989. 96 с.
  10. Гибкие производственные системы развитых капиталистических стран. М.:ВНИИТЭМР, 1987. 179 с.
  11. Головин Г. М. Кинематика станков. Ч. 2. М.: МВТУ, 1950. 179 с.
  12. Дерябин А. Л., Эстерзон М. А. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и в ГПС. М.: Машиностроение, 1989. 288 с
  13. Камышный Н. Н., Стародубов В. С.Конструкции и наладка токарных автоматов и полуавтоматов: Учебник для СПТУ. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1988. 256 с.
  14. Козырев Ю. Г. Промышленные роботы: Справочник. М.: Машиностроение, 1983.376 с.
  15. Контрольно-измерительные автоматы и приборы для автоматических линий / Под ред. М. И. Коченова. М.: Машиностроение,1965. 370 с.
  16. Конструкция и наладка станков с программным управлением и роботизированных комплексов / Л. Н. Грачев, В. Л. Косовский, А. Н. Ковшов и др. 2-е изд. стереотип. М.: Высшая школа, 1989. 271 с.
  17. Любарский В. Я. Устройство и эксплуатация токарных станков: Учебник для техн. училищ. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1985. 199 с.
  18. Марголит Р. Б. Наладка станков с программным управлением. М.: Машиностроение, 1983. 253 с.
  19. Марголит Р. Б. Эксплуатация и наладка станков с программным управлением и промышленных роботов. М.: Машиностроение, 1991. 272 с.
  20. Металлорежущие станки. Номенклатурный справочник. М.: ЭНИМС, ЦНИТИ,1993. 116 с.
  21. Металлорежущие станки. Токарные станки: Отраслевой каталог / ВНИИТЭМР М.:ВНИИТЭМР, 1992. 132 с.
  22. Металлорежущие станки / Н. С. Колев, Л. В. Красниченко, Н. С. Никулин и др.2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение,1980. 500 с.
  23. Ничков А. Г. Резьбонарезные станки. М: Машиностроение, 1983. 144 с.
  24. Обеспечение технологической надежности обработки деталей в ГПС: Метод, рек. М.: ЭНИМС, 1988. 59 с.
  25. Петров Н. А., Дмитриева Е. Д. Современные отечественные и зарубежные токарные и многоцелевые токарные станки и ГП-модули. М.: ВНИИТЭМР, 1990. 256 с.
  26. Повышение производительности и надежности токарно-револьверных станков /В. Н. Шишкин, В. Е. Лосев, Л. И. Новицкий,А. В. Шевченко. К.: Технiка, 1986. 95 с.
  27. Программное управление станками и промышленными роботами / В. Л. Косовский,Ю. Г. Козырев, А. Н. Ковшов и др. 2-е изд.стереотип. М.: Высшая школа, 1989. 272 с.
  28. Рабкин А. Л. Затыловочные станки. М.: Машиностроение, 1976. 125 с.
  29. Сафронович А. А. Карусельные станки. М.: Машиностроение, 1983. 263 с.
  30. Справочник по технологии резания материалов, в 2-х кн. Кн. 1 / Ред. нем. изд. :Г. Шпур, Т. Штеферле: Пер. с нем. В. Ф. Колотенкова и др.: Под ред. Ю. М. Соломенцева. М.: Машиностроение, 1985. 616 с.
  31. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова, 4-е изд., перераб.и доп. М.: Машиностроение, 1985. 656 с.
  32. Система контроля функционирования ГПМ ГПС. Аналитическая справка. М.:ВНИИТЭМР, 1987. 32 с.
  33. Станочное оборудование автоматизированного производства, Т. 1, 2 / Под. ред.В. В. Бушуева. М.: Станки, 1994. Т. 1. 303 с; Т. 2. 353 с.
  34. Тарамыкин Ю. П. Станки инструментального производства: Учебное пособие. М.:МАСИ, 1993. 94 с.
  35. Токарные многошпиндельные автоматы / В. И. Черткало, О. Н. Гуров и др. М.:Машиностроение, 1978. 309 с.
  36. Тишенина Т. И., Федоров В. Б. Токарные станки и работа на них. М.: Машиностроение, 1990. 144 с. (Б-ка станочника).
  37. Фешенко В. Н., Махмутов Р. X. Токарная обработка. М.: Высшая школа, 1984.288 с.
  38. Функции контроля и диагностики в ГПМ: Метод, рек. / Сост. Городецкий М. С, Осипова С. С, Веденский Д. Л. М.: ЭНИМС,1987. 00 с.
  39. Шарин Ю. С. Обработка деталей на станках с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1983.117 с.
  40. Юхвид М. Е., Бенедиктов И. Н.Справочник оборудования для отделки труб и трубных соединений / Сер. Трубное производство. Выпуск 3. М.: Институт" Черметинформация", 1988. 19 с.


Москва, Машиностроение. Энциклопедия 2002. Под редакцией К.В. Фролова



Продукция   О компании   Новости   Контакты   Статьи   Прайс-лист   Станки по металлу   Станки по дереву   Скачать паспорт, книгу   Учебное Видео