Основы кинематики станков ( 8 часов)

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

для студентов специальности

36 01 04 – Оборудование и технологии высокоэффективных процессов

обработки материалов по специализации 36 01 04 01 – Оборудование и

технологии повышения износостойкости и восстановления деталей

машин и приборов

Новополоцк 2007 г.

УДК 621. 9. 06 (075)

ББК

Г 60

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Л. В. Петров, директор ОАО «Технолит Полоцк»

В. А. Данилов, доктор технических наук, профессор

Рекомендовано к изданию методической комиссией

машиностроительного факультета

Г 60 Голембиевский А.И. Технологическое оборудование:учеб. - метод. комплекс для студ. специальности 1-36 01 04 по специализации 1-36 01 04 01 / А.И. Голембиевский.- Новополоцк, ПГУ, 2007.- с.

ISBN

Включает основное программное, методическое обеспечение и лекционный курс. Приведены исторические сведения о развитии станковедения (науки о технологическом оборудовании, основанном на резании), станкостроения как отрасли промышленности и о месте технологического оборудования – парка металлорежущих станков - в современном машиностроении. Содержит фундаментальные начала станковедения: теоретические основы формообразования поверхностей, основные понятия кинематической структуры станков и их настройки. Рассмотрены на конкретных примерах общие принципы изучения кинематической структуры станков. Приведен список учебной литературы, словарь специфических терминов, индивидуальные задания, контрольные и экзаменационные вопросы.

Предназначен для студентов машиностроительного факультета. Может быть, полезен магистрантам и слушателям факультетов повышения квалификации соответствующих специальностей.

УДК 621.9.06 (075.8)

ББК

ISBN

А. И. Голембиевский, 2007

УО «ПГУ», 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

1. Введение в станковедение

1.1. Краткий экскурс развития станкостроения

1.2. Замечательные изобретения и пионерные научные решения

1.2.1. Замечательные изобретения средневековья

1.2.2. Пионерные научные решения

1.3. Классификация металлорежущих станков

1.3.1. По технологическому признаку

1.3.2. По степени точности

1.3.3. По универсальности

1.3.4. Система обозначения станков

1.4. Технико-экономические показатели современных станков

1.4.1. Эффективность

1.4.2. Производительность

1.4.3. Надежность

1.4.4. Гибкость

1.4.5. Точность

2. Основы кинематики металлорежущих станков

2.1. Формообразование поверхностей

2.1.1.Методы воспроизведения производящих линий

2.1.2. Образование поверхностей

2.1.3. Классификация движений в станках

2.2. Понятие о кинематической группе

2.3. Кинематическая структура станка

2.4. Теоретические основы настройки станков

2.5. Механические органы кинематической настройки

2.5.1. Шестеренные коробки скоростей

2.5.2. Гитары сменных зубчатых колес

2.5.3. Механизмы для бесступенчатого изменения скорости

2.5.4. Реверсивные механизмы

2.5.5.Суммирующие механизмы

2.5.6. Механизмы обгона

2.5.7. Механизмы периодического движения

3. Изучение кинематической структуры металлорежущих станков

3.1. Группа токарных станков

3.1.1. Токарно-винторезные станки

3.1.2. Токарно-револьверные станки

3.1.3. Токарно-карусельные станки

3.2. Станки сверлильно-расточной группы

3.2.1. Сверлильные станки

3.2.2. Расточные станки

3.3. Станки фрезерной группы

3.4. Шлифовальные и доводочные станки

3.4.1. Круглошлифовальные станки

3.4.2. Внутришлифовальные станки

3.4.3. Плоскошлифовальные станки

3.4.4. Бесцентрово-шлифовальные станки

3.4.5. Доводочные станки

3.5. Станки строгально-протяжной группы

3.5.1. Строгальные станки

3.5.2. Протяжные станки

3.6. Группа станков для обработки зубчатых колес

3.6.1. Фасонное зубофрезерование зубчатых колес

3.6.2. Обкатное зубофрезерование

3.6.3. Зубодолбежные станки

3.6.4. Станки для зуботочения цилиндрических зубчатых колес

3.7. Станки для чистовой обработки зубчатых колес

3.7.1. Зубошевинговальные станки

3.7.2. Зубошлифовальные станки

3.8. Станки для обработки конических зубчатых колес

3.9. Станки для обработки резьбы

3.9.1. Резьбофрезерные станки

3.9.2. Резьбонакатные станки

3.9.3. Резьбошлифовальные станки

3.10. Токарные автоматы и полуавтоматы

3.10.1. Классификация станков – автоматов

3.10.2. Многорезцовые полуавтоматы

3.11. Станки с числовым программным управлением

3.11.1. Поколения станков с ЧПУ

3.11.2. Технологические особенности станков с ЧПУ

3.11.3. Конструктивные особенности станков с ЧПУ

3.11.4. Станки с ЧПУ первого поколения

3.11.5. Многооперационные станки с ЧПУ

3.12. Промышленные роботы

3.12.1. Поколения промышленных роботов

3.12.2. Роботизированные технологические комплексы

3.13. Агрегатные станки

3.13.1. Типовые унифицированные компоновки

3.13.2. Силовые узлы

3.13.3. Гидропанели

3.13.4. Шпиндельные узлы

3.14. Станки для электрофизической и электрохимической

обработки

3.14.1. Электроэрозионные станки

3.14.2. Комбинированные схемы обработки

3.14.3. Лазерное оборудование

3.14.4. Раскрой листового материала струей жидкости

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

ОРГАНИЗАЦИЯ РЕЙТИНОГОВОГО КОНТРОЛЯ

СЛОВАРЬ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Учебный процесс в вузе, как и в системе образования в целом, не может успешно осуществляться без научно обоснованного методического обеспечения. Современная тенденция в методическом обеспечении – создание и использование учебно-методических комплексов (УМК) по дисциплинам учебного плана.

Использование УМК в учебном процессе актуализируется в связи с реформированием образования, так как является необходимым компонентом системно-методического обеспечения учебного процесса в высшей школе, а также условием введения образовательных стандартов. Принципиальное значение имеет УМК и для обеспечения управляемой самостоятельной работы студентов, на которую предполагается отводить не менее 20 % от общего количества часов, выделяемых учебным планом на изучаемую дисциплину. Для реализации современных тенденций образования, базирующихся на принципе “учить учиться”, необходим УМК нового поколения, отличающийся от использовавшихся ранее, представляющих, по существу, набор составляющих его частей. Курс “Технологическое оборудование” не является исключением из общего правила. Динамика современного образовательного процесса, ведущая к уменьшению времени на изучение дисциплины, насыщение дисциплины фундаментальными основами станковедения, рост объема информации, связанный с изменениями, происходящими в станкостроительной отрасли промышленности, выпускающей как традиционные станки с механическими связями, так и станки с числовым программным управлением, в том числе обрабатывающие центры, робототехнические комплексы, гибкие производственные модули, гибкие производственные системы требует иного, более гибкого подхода при подготовке инженера-механика.

Пионерная целевая функция УМК нового поколения:

- быть инструментом системно-методического обеспечения учебного процесса по данной дисциплине, его предварительного проектирования.

Производные целевые функции:

- объединять в единое целое различные дидактические средства обучения, подчиняя их целям обучения и воспитания;

- раскрывать требования к содержанию изучаемой дисциплины, к знаниям, умениям и навыкам выпускников, содержащимся в образовательном стандарте, и тем самым способствовать его реализации;

- служить накоплению новых знаний, новаторских технических идей и разработок, стимулировать развитие творческого потенциала;

- показать особенности патентной защиты станочного оборудования посредством составление заявки на изобретение в форме описания кинематической структуры станка.

Создание УМК нового поколения, базирующегося на принципах дидактики, - сложная, многовариантная задача, решение которой должно способствовать формированию модели современного специалиста.

Преимущества УМК – возможность изменения количества и состава разделов, направленности и содержательной части учебного процесса - позволяют гибко адекватно реагировать на изменяющиеся требования реальной промышленности и образования в целом.

В предлагаемом УМК приведена рабочая программа дисциплины, разработанная на основе типовой программы, утвержденной УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области машиностроительного оборудования и технологий (Рег. номер ТД УМО МОиТ -37/тип от 16 июня 2004 г.). Кратко изложена методика изучения основных разделов дисциплины. Приведены вопросы для самопроверки, словарь специфических терминов, экзаменационные вопросы, минимальный список необходимой учебной литературы.

В историческом аспекте в УМК рассмотрена роль станочного оборудования в машиностроительном производстве. Приведены наиболее значимые на различных этапах развития станкостроительной отрасли производства пионерные изобретения и научные разработки.

Рассмотрены фундаментальные положения науки о станках: теоретические основы формообразования поверхностей, основные понятия кинематической структуры станков и их настройки. На конкретных примерах показано, что фундаментальные положения станковедения, разработанные в период развития станочного оборудования с механическими связями, также полностью раскрывают физическую сущность функционирования интенсивно развивающегося многообразия станков с числовым программным управлением.

Показана роль отечественных изобретателей и ученых в создании теории и практики станкостроения.

Изложены общие принципы анализа (изучения) кинематической структуры станков, как с механическими связями, так и станков с числовым программным управлением. Проведен кинематический анализ наиболее сложных моделей станков.

Приведены сведения о промышленных роботах, используемых совместно со станочным оборудованием, гибких производственных модулях на основе станков с числовым программным управлением, гибких производственных системах.

Изучение станков осуществляется как по полным кинематическим схемам конкретных моделей, так и по типовым частным структурным схемам.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель преподавания дисциплины

Основной технологической машиной в металлообработке всех типов производств является металлорежущий станок. Широкое распространение станков объясняется, прежде всего, универсальностью процессов обработки резанием, большой точностью и наименьшей шероховатостью получаемых на станках поверхностей обрабатываемых деталей, минимальной по сравнению с другими процессами обработки энергоемкостью, приходящейся на единицу объема удаляемого материала. Современная тенденция в области развития станкостроения как ведущей отрасли машиностроения это увеличение в общем парке станочного оборудования станков-автоматов, станков с числовым программным управлением, гибких производственных модулей, робототехнических комплексов, гибких производственных систем.

Инженер-механик специальности 1-36 01 04 – Оборудование и технологии высокоэффективных процессов обработки материалов по специализации 1-36 01 04 01 – Оборудование и технологии повышения износостойкости и восстановления деталей машин и приборов в практической работе связан с вопросами выбора технологического (станочного) оборудования и режимов его эксплуатации. От оптимального выбора этого оборудования в условиях конкретного типа производства зависит производительность труда и качество получаемых изделий. Оптимальное решение этой многовариантной задачи определяет уровень развития машиностроительного, в том числе ремонтного производства. Таким образом, дисциплину «Технологическое оборудование» следует рассматривать в качестве базовой для названной специальности.

Цель преподавания дисциплины - это формирование материалистического мировоззрения в области станковедения – науки о станках, связей этой науки с другими областями знаний, изучение фундаментальных основ станковедения и технологического (станочного) оборудования различных типов, как с механическими связями, так и числовым программным управлением, развитие практических навыков его эксплуатации и обслуживания.

Задачи изучения дисциплины

В соответствии с квалификационной характеристикой специалиста при изучении дисциплины решаются следующие задачи:

- развитие мышления категориями науки о станках на основе теории технических систем;

- изучение фундаментальных основ станковедения: теории формообразования поверхностей, теории анализа кинематической структуры станков, теории настройки станков;

- освоение системного подхода при синтезе обрабатывающих станочных комплексов и агрегатно-модульного принципа их компоновки;

- освоение практических навыков исследования и производственного обслуживания станков различных групп и комплексов из них.

Изучение дисциплины строится в преемственности с рядом предшествующих общеинженерных дисциплин – начертательной геометрии, теоретической механики, теории механизмов, машин и роботов, деталей машин, теории обработки материалов, обрабатывающего инструмента, гидро- и электрооборудования станков.

С использованием материала дисциплины изучаются специальные дисциплины – технология машиностроения, автоматизация производственных процессов, проектирование технологических процессов.

В итоге изучения дисциплины студенты должны знать теоретические основы станковедения, уметь пользоваться этими знаниями в практической деятельности при исполнении должностей исследователя, конструктора, технолога.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

составлена на основе типовой программы по дисциплине «Технологическое оборудование», утвержденной УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области машиностроительного оборудования и технологий (Рег. номер ТД УМО МОиТ -37/тип от 16 июня 2004 г.).

Лекционный курс

Введение ( 2 часа )

Исторический экскурс развития технологического оборудования (металлорежущих станков и станочных комплексов). Русский механик А.К. Нартов – основоположник отечественного станкостроения. Замечательные изобретения в станкостроении и их оценка. Станковедение – наука о металлорежущих станках. Рукопись А.К. Нартова “Театрум махинарум или ясное зрелище машин” – первая монография, посвященная станковедению. Роль станковедения в развитии станкостроения.. Диалектическое взаимодействие станкостроения с другими отраслями. Влияние технического прогресса на развитие отрасли станкостроения.

Современное состояние мирового и отечественного станкостроения и перспективы дальнейшего развития. Станкостроение Республики Беларусь.

Периодические издания, освещающие проблемы станковедения и практику станкостроения.

Классификация металлорежущих станков, системы обозначения станков, выпускаемых серийно и по индивидуальным заказам. Технико-экономические показатели: эффективность, производительность, надежность, гибкость, точность.

Основы кинематики станков ( 8 часов)

Кинематика станков – частное научное направление станковедения. Диалектика развития кинематики станков. Роль отечественных ученых в ее развитии.

Классификация движений в станках по функциональному признаку. Рабочие и вспомогательные движения, их размерность. Движения формообразования и управления, деления, врезания, позиционирования, их определения и параметры.

Поверхность изделия как пересечение воспроизводящих линий. Понятие о вспомогательном элементе. Образование поверхностей на станках. Связь между формой вспомогательного элемента, способом образования поверхности и количеством движений формообразования.

Понятие о кинематической группе. Кинематическая структура станка, как совокупность кинематических групп. Способы соединения кинематических групп в структуре станка. Классификация станков по кинематической структуре.

Основы теории настройка станков. Структурные и расчетные кинематические цепи. Расчетное перемещение (РП). Уравнение кинематической цепи (УКЦ). Формула настройки (ФН).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: