3.1.2. Современная классификация металлорежущих станков

и станочных систем

Выбор основных направлений при создании новых типов станков и станочных систем (ССт), оценка их технического уровня и технико-экономических показателей, планирование выпуска и развитие систем автоматизированного проектирования металлорежущего оборудования в значительной степени зависят от того, насколько обоснованно установлены существенные признаки станков и ССт, объединенных многопараметрической классификацией, отражающей иерархию основных понятий.

В связи с указанным в ЭНИМСе разработана современная классификация металлорежущих станков и ССт (рис.3 и рис.4). В качестве определяющих параметров в классификации приняты подетальная и целевая специализация, а также степень автоматизации оборудования. На базе указанной классификации представлена система терминов и определений, в основу которой положен ряд исходных понятий; остальные формируются с их помощью. Определения указывают основное служебное назначение станка или ССт любого типа, обобщенные технические характеристики и, при необходимости, основные принципы конструктивного исполнения.

Одноцелевые

Рис.3. Классификация металлорежущих станков:

1 – станки-автоматы; 2 – станки-полуавтоматы; 3 – автоматизированные станки с ручным управлением; а – обеспечивается полностью автоматическая работа без участия оператора или при его минимальном участии; б – предполагается участие оператора в производственном процессе

Рис.4. Классификация станочных систем:

1 – автоматическая станочная линия, система автоматических станочных линий;

2 – полуавтоматическая станочная линия; 3 – поточная линия; 4 – участок специализированных станков; 5 – участок универсальных станков; а – обеспечивается полностью автоматическая работа без участия оператора или при его минимальном участии;

б – предполагается участие оператора в производственном процессе

(человеко-машинные системы)

Как видно из рис.4, специализированному и универсальному оборудованию свойственна гибкость, под которой понимается способность переходить от изготовления одного изделия к изготовлению другого с большей или меньшей степенью автоматизации и универсальности.

Таким образом, гибкость зависит от степени автоматизации и универсальности, причем последняя определяется номенклатурой изделий, производство которых по различной технологии возможно на станке или в ССт.

Применительно к гибким автоматизированным производственным системам (ГПС) в настоящее время принята система терминов и определений (табл.1), имеющая общепромышленный характер.

При описании подетальной специализации ССт используются термины, установленные применительно к станкам: специальным, специализированным и универсальным. Так, автоматические линии представляют собой специальные автоматические ССт, ГП линии – специализированные автоматические и автоматизированные ССт, ГП участки – универсальные автоматические и автоматизированные ССт.

Таблица 1

Гибкие автоматизированные производственные системы

Под производственной функцией понимается этап или элемент производственного процесса от технологической подготовки производства до выпуска детали, обработанной в соответствии с чертежом (подготовка и планирование производства, управление производством, управление основным и вспомогательным оборудованием, техническим контролем и т.д.).

В настоящее время в мировой промышленности получили распространение системы, сочетающие проектирование и изготовление и известные под названиями CAD/САМиCAD/САР/САМ. Такие комплексные системы включают в себя рассматриваемые автоматические и автоматизированные ССт.

Существенными признаками специальных ССт (в том числе автоматических линий) являются стационарность маршрутного технологического процесса обработки, постоянная и равная продолжительность выполнения операций на отдельных станках (позициях) и, как следствие, организация потока обрабатываемых деталей по схеме «станок – станок».

Специальные ССт включают в себя специальные, специализированные и универсальные станки.

Существенными признаками универсальных ССт являются нестационарность маршрутного технологического процесса, различная продолжительность выполнения отдельных операций и, как следствие, организация потока обрабатываемых деталей по схеме «станок – склад – станок». Универсальные ССт могут состоять только из универсальных станков.

Специализированные ССт, занимая промежуточное положение между универсальными и специальными, несут в себе черты либо тех, либо других, в зависимости от конкретных условий и количественных значений определяющих параметров (номенклатуры обрабатываемых деталей, характеристик маршрутных технологических процессов, партий запуска, программы выпуска и т.д.). Такие ССт включают в себя специализированные и универсальные станки.

Такая система терминов и определений (см. табл.2 и табл.3) состоит из двух разделов. Первый раздел «Станки металлорежущие, модули станочные» (табл.2) включает 14 основных терминов. Второй раздел «Системы станочные» (см. табл.3) включает 10 основных терминов.

Таблица 2

Станки металлорежущие, модули станочные

Окончание табл.2

Таблица 3

Системы станочные

Окончание табл.3

Для обозначения моделей станков, выпускаемых серийно, в свое время в нашей стране была принята система, основанная на классификации, разработанной в экспериментальном научно-исследовательским институте металлорежущих станков (ЭНИМС). Согласно этой классификации, все станки в зависимости от вида технологических операций, выполняемых на них, или применяемого инструмента подразделяются на девять групп (табл.4). Каждая группа, в свою очередь, подразделяется на девять подгрупп (типов станков), характеризующих назначение станка, его компоновку, степень автоматизации работы или вид применяемого инструмента.

Обозначение модели станка состоит из сочетания трех или четырех цифр и букв. Первая цифра всегда обозначает номер группы по классификационной таблице ЭНИМС, вторая – номер подгруппы. Последние одна или две цифры характеризуют один из важнейших параметров станка. В различных группах станков одни и те же последние цифры обозначают различные наиболее характерные технологические параметры станка. Например, мод.1136 обозначает токарный одношпиндельный автомат с наибольшим диаметром обрабатываемого прутка 36 мм, мод.2135 – вертикально-сверлильный станок с наибольшим диаметром сверления 35 мм и т.д.

Буква, стоящая после первой цифры, указывает на модернизацию основной базовой модели станка. Так, токарный автомат мод.1А136 – это модернизированный станок мод.1136; ступенчатый привод шпинделя заменен в модернизированной модели бесступенчатым. Наличие буквы в конце цифровой части обозначает модификацию (видоизменение) основной базовой модели. Так, на базе универсального токарно-винторезного станка мод.1К62 выпускают его модификации: мод.1К62А – с копировальным устройством, мод.1К62Б – тот же станок, но повышенной точности, мод.1К62Т – особо высокой точности, мод.1К62ПУ – с программным управлением, мод.1К62М – с возможностью переключения скоростей и подач в процессе обработки, с автоматическим рабочим циклом и копировальным и загрузочным устройствами.

Для обозначения станков специальных и специализированных каждому заводу присвоен индекс из одной или двух букв, после которого ставится порядковый номер модели станка. Например, шифром ЕЗ-9 обозначен специализированный станок для нарезания зубчатых реек, выпускаемый Егорьевским заводом зуборезных станков.

По степени специализации станки могут быть отнесены к одной из следующих групп:

• универсальные, предназначенные для выполнения разнообразных операций на деталях широкой номенклатуры; используются главным образом в индивидуальном и мелкосерийном производствах и на ремонтных работах (станки, предназначенные для особенно большого диапазона работ, называют широкоуниверсальными);

• широкого назначения, выполняющие ограниченный круг операций на деталях широкой номенклатуры (такие станки используются чаще всего в мелкосерийном производстве);

• специализированные, предназначенные для обработки однотипных деталей различных размеров;

• специальные, на которых может обрабатываться лишь одна деталь (деталь одного типоразмера).

Специализированные и специальные станки используются в крупносерийном производстве.

По весу различают станки легкие – весом до 1 т, средние – до 10 т и тяжелые – свыше 10 т. Последние подразделяются на три подгруппы: крупные – от 10 до 30 т, собственно тяжелые – от 30 т до 100 т и особо тяжелые (уникальные) – весом более 100 т.

По точности все станки подразделяются на пять классов. Класс Н – станки нормальной точности. К нему относится большинство универсальных станков. Класс П – станки повышенной степени точности, изготовляемые на базе станков нормального класса точности, но при повышенных требованиях к точности изготовления ответственных деталей станка и качеству сборки и регулировки. Класс В – станки высокой точности, достигаемой за счет специальной конструкции отдельных узлов, высоких требований к точности изготовления деталей, к качеству сборки и регулировки узлов и станка в целом. Класс А – станки особо высокой точности. При их изготовлении предъявляются еще более жесткие требования, чем при изготовлении станков класса В. Класс С – станки особо точные или мастер-станки, предназначенные для изготовления деталей, определяющих точность станков классов А и В. Для обеспечения требуемой точности работы станков классов А и С их устанавливают в специальных термоконстантных (с автоматически регулируемой постоянной температурой и влажностью) помещениях.

Таблица 4

Классификация металлорежущих станков

По стационарности станки подразделяются:

• на стационарные (жестко крепятся к полу цеха);

• передвижные (устанавливаются на резиновых ковриках или виброизолирующих опорах);

• переносные (устанавливаются непосредственно на обрабатываемую деталь, базируются на ней и к ней крепятся).