Автоматизация машиностроительного производства и задачи непрерывного производственного процесса. Современные металлорежущие станки как сложные машины, использующие электронные, гидравлические, пневматические и др. методы управления циклом обработки.
Аннотация к работе
Конспект лекций по курсу: Производственные процессы и оборудование объектов автоматизацииНа предприятиях нефтеперерабатывающей, химической, пищевой отрасли производственные процессы преимущественно носят непрерывный характер. Задачи, стоящие перед автоматизацией непрерывного производственного процесса, состоят в поддержании на определенном уровне давления, температуры, расхода вещества, а также уровня жидкости. Автоматизация машиностроительного производства более разнообразна и сложна: необходимо на станке произвести без участия человека смену заготовки, инструмента, режимов резания, подачу СОЖ и эвакуацию стружки из рабочей зоны, контролировать размер обрабатываемой поверхности и степень износа режущего инструмента. В качестве объекта автоматизации машиностроительного производства выбран многоцелевой (многооперационный) станок с ЧПУ, т.к. в нем есть механика, электротехника, электроника, гидропневмоавтоматика. Станкостроение является сердцевиной машиностроения, т.к. станки предназначены для изготовления деталей других машин, т.е. для производства средств производства.Кроме того, причинами отказов может быть потеря первоначальной точности станка изза изнашивания его частей (направляющих, опор, шпинделей, передач винт-гайка, фиксирующих устройств и т.п.). Комплексным показателем надежности станков является коэффициент технического использования где ? - число независимых элементов, подверженных отказам; ?i - интенсивность отказов і-го элемента; tcp і - среднее время на устранение отказа (на восстановление), Коэффициент технического использования дает возможность оценить фактическую производительность Qф по сравнению с номинальным значением производительности Q (при абсолютной надежности): Qф = Q*n . Универсальность определяется числом разных деталей, подлежащих, обработке на данном станке, т.е. номенклатурой И обрабатываемых деталей. Геометрическая точность зависит главным образом от точности изготовления соединений базових деталей и от качества сборки станка. Деформации элементов станка, возникающие под действием силы резания, приводят к изменению относительного положення инструмента и обрабатываемой детали, т.е. к потере станком точности.В станках с числовым программным управлением каждое движение осуществляется от своего отдельного источника - электрического или гидравлического двигателей различных типов. Независимые системы электро-и гидроприводов позволяют решить многие задачи, связанные с регулированием и изменением скорости и направления движения, которые раньше решали лишь с помощью механических устройств. В итоге существенно упрощается механическая часть привода, укорачиваются кинематические цепи, что способствует повышению жесткости привода и точности перемещения, упрощается автоматическое дистанционное управление приводом, расширяются возможности унификации приводов и выполнения их в виде отдельных агрегатов (модулей). Привод главного движения характеризуется техническими характеристиками - диапазоном регулирования Rn и мощностью Р, передаваемой приводом. Бесступенчатое регулирование - это регулирование, когда в данном диапазоне можно установить любую скорость или подачу.Шпиндель, являющийся конечным звеном привода главного движения и предназначенный для крепления инструмента (сверлильные, фрезерные станки) или заготовки (токарные станки), оказывает существенное влияние на точность, производительность и надежность всего станка. Точность вращения, оцениваемую радиальным и осевым биением переднего конца шпинделя. Точность вращения зависит от требуемой точности обработки: где ? - биение шпинделя; ?д - допуск на лимитирующий размер готового изделия. Жесткость (радиальная и осевая), определяемая по деформации шпинделя, находящегося под нагрузкой; при этом жесткость на переднем конце шпинделя, Н/мкм, J=F/y где F - сила, приложенная на переднем конце шпинделя, Н; у - прогиб переднего конца шпинделя, мкм. Вибрации, возникающие в шпиндельном узле, отрицательно сказываются на точности и чистоте обработки, стойкости инструмента и производительности станка.В шпиндельных узлах станков для обеспечения высокой грузоподъемности, точности вращения, повышенной жесткости и минимальных тепловыделений, как правило, применяют подшипники качения специальных конструкций. Для восприятия осевых сил применяют радиально-упорные подшипники в обычном исполнении 36000, 46000, но чаще всего используют радиально-упорные шарикоподшипники типа 178600 с углом контакта 60° (рис. В последнее время применяют роликоподшипники конические однорядные (тип 67000) и двухрядные (тип 697000) с упорным буртом на наружном кольце, предназначенные для восприятия радиальной и осевой нагрузки, и однорядные со встроенными в широкое наружное кольцо пружинами (тип 17000), служащие для восприятия радиальных нагрузок в задних опорах. Для повышения жесткости подшипников, а также устранения зазоров (что повышает точность вращения) в них создают предварительный натяг, т.е. прикладывают постоянную предварительную нагрузку.