№ группы 1 2 3 4

BxL, mm - До 300x300 До 500x500 До 800x800 До 1000x1000

m, кг - До 20 До 40 до 80 до 160

Анализ технологических процессов механической обработки

В условиях серийного производства применение РТК целесообразно только на базе группового метода обработки деталей. Для реализации этого метода необходимо:

1) на основе соответствующих критериев установить номенклатуру деталей-представителей;

2) разработать типовые технологические процессы обработки таких деталей;

3) выбрать технологическое оборудование, обеспечивающее механическую обработку основных поверхностей деталей и пригодное (по уровню автоматизации) для встраивания в РТК.

При разработке технологического процесса обработки деталей в условиях РТК необходимо предусмотреть:

1) максимально возможную концентрацию технологических операций на станках с ЧПУ, позволяющую сократить число переустановки деталей в процессе обработки, повысить точность обработки и уменьшить время производственного цикла;

2) укомплектование станков технологической оснасткой, обеспечивающей при легкой и быстрой переналадке точное базирование и надежное крепление деталей (в широком диапазоне их размеров) в процессе обработки;

3) тщательную подготовку баз на обрабатываемых изделиях, гарантирующую выполнение заданных чертежами технических требований (обработка базовых поверхностей может производиться как на оборудовании РТК, так и вне РТК перед поступлением детали на комплекс).

На РТК рекомендуется выполнять только отработанные, проверенные технологические операции, время выполнения которых не превышает нормативного периода стойкости режущего инструмента.

Технологическое оборудование, входящее в состав РТК, желательно выбирать таким образом, чтобы положение оси детали при ее транспортировании и обработке было постоянным (горизонтальным или вертикальным).

К заготовкам, обрабатываемым на РТК, предъявляются повышенные требования:

1) отсутствие заусенцев на кованых и катаных заготовках и прибылей на литых заготовках; обязательная зачистка швов на сварных заготовках;

2) заготовки из легированных труднообрабатываемых сталей должны быть подвергнуты отжиму (улучшению);

3) литые заготовки из чугуна и цветных металлов должны быть зачищены и не иметь литников, прошпатлеваны, проверены на размерную точность (последнее относится к ответственным отливкам).

При создании РТК рекомендуется их специализация по двум группам выполняемых операций:

1) РТК для черновых и получистовых операций, на которых снимается основной объем стружки;

2) РТК для отделочных (финишных) операций, на которых достигается требуемая точность обработки.

Требования к оборудованию РТК механообработки

1) планировка РТК должна обеспечивать свободный, удобный и безопасный доступ обслуживающего персонала к основному и вспомогательному оборудованию и органам управления РТК;

2) планировка должна исключать пересечение трасс следования ПР и оператора в процессе работы ПР по программе;

3) РТК должен быть обеспечен средствами защиты от возможного проникновения человека в зону действия ПР (светозащита, ограждения, звуковая сигнализация, защитные сетки и др.), причем автономно функционирующие средства защиты должны работать одновременно, подстраховывая друг друга;

4) размещение средств защиты РТК не должно: ограничивать технологических возможностей основного оборудования и ПР; ухудшать удобство их обслуживания; препятствовать визуальному наблюдению оператора за ходом технологического процесса;

5) размещение средства управления РТК должно обеспечивать свободный и быстрый доступ к органам аварийного отключения ПР и безопасность оператора при управлении ПР в наладочном режиме;

6) планировка РТК должна обеспечивать беспрепятственное перемещение оператора вне рабочего пространства ПР в течение работы ПР по программе, а также возможность наблюдения оператором за ходом выполнения производственных операций и состоянием оборудования;

3.1 Требования к металлорежущим станкам, входящим в состав РТК

1. Распространенность и перспективность станков, выпускаемых серийно», а также планируемых к серийному выпуску. Целесообразно также создавать РТК на базе широко распространенных в машиностроении моделей станков, имеющихся на данном предприятии.

2. Возможность реализации заданного технологического процесса обработки типовых деталей в условиях разной серийности их выпуска. Исходя из этого рекомендуется включать в состав РТК следующие станки-полуавтоматы, предназначенные для обработки деталей из штучных заготовок: токарные патронные и центровые (горизонтальной и вертикальной компоновки); токарно-револьверные; токарные многорезцовые и многошпиндельные; токарно-лобовые; фрезерно-центровальные и подрезные центровальные; вертикально-сверлильные; многоцелевые; фрезерные с крестовыми столами; плоско-, внутри- и круглошлифовальные станки (горизонтальной и вертикальной компоновки); шлице-фрезерные и шлице-шлифовальные; шпоночно-фрезерные; протяжные (для внутреннего и наружного протягивания); резьбо-фрезерные и резьбо-шлифовальные; отделочно-расточные станки; агрегатные (состоящие из унифицированных узлов); зубообрабатывающие.

3. Размерные параметры станков. Поскольку РТК создаются в основном для обработки изделий массой до 500 кг, в состав комплексов рекомендуется включать станки, имеющие следующие основные размеры: диаметр обрабатываемой детали при установке над станиной Dy до 320 мм и расстояние между центрами до 2000 мм - для центровых станков (токарных, круглошлифовальных и др.); Dy до 630 мм - для станков токарных патронных, токарно-лобовых, внутришлифовальных, зубообрабатывающих; размер стола в плане (длинах ширина) до 1600X630 мм - для сверлильно-фрезерно-расточных станков с прямоугольными столами; диаметр стола до 2000 мм - для станков с круглыми столами.

4. Уровень автоматизации ставка - основной критерий, определяющий возможность включения станка в состав РТК. Чем выше уровень автоматизации, тем с меньшими конструктивными переделками (как правило, путем незначительной модернизации) возможен переход станка на работу в автоматическом режиме, в комплексе с ПР; при этом станок может достаточно быстро переналаживаться на обработку нового изделия. Следует также учитывать степень автоматизации вспомогательных операций (контроль деталей, отвод и подвод заграждений, вывод стружки и др.). Поэтому в состав РТК рекомендуется в первую очередь включать станки с ЧПУ и цикловым программным управлением и станки-полуавтоматы.

Совместная работа станков с ПР требует доработки электрической схемы станка в целях обеспечения обмена необходимой информацией между станком и ПР. Такой обмен осуществляется с помощью команд, поступающих из электросхемы станка в электросхему ПР и наоборот.

Расположение и размеры зоны загрузки станка. Под зоной загрузки понимается часть рабочей зоны станка, в которую поступает заготовка перед ее загрузкой в зажимное приспособление станка.

Типовые схемы зон загрузки станков приведены в табл. 1. Принадлежность к той или иной схеме определяется направлением подачи заготовок в зону загрузки (сверху, сбоку, спереди, сзади) и манипуляционными перемещениями захватного устройства ПР, необходимыми для установки заготовки в зажимное приспособление станка.

Как видно из таблицы 1 все двенадцать схем имеют определенные ограничения с точки зрения возможности входа заготовки в зону загрузки. Каждая из этих зон рассматривается как куб, в который заготовка может войти с пяти сторон по трем осям координат (X, Y и Z). Точка пересечения этих осей привязана к оси симметрии установочного приспособления станка, а ось X условно направлена по ходу руки ПР. т.е. перпендикулярно передней стороне станка.

Схема 10, обеспечивающая вход заготовки по трем осям с пяти сторон, характерна для станков, в зону загрузки которых детали подаются установленными на приспособления-спутники. Последующие схемы (в связи с наличием ограничительных плоскостей, что обусловлено конструктивными особенностями станков) постепенно сужают возможности входа заготовки е зону загрузки (например, схема 120 обеспечивает вход заготовки только по одной оси и только с одной стороны). Анализ показывает, что наибольшее число станков (около 30%) имеет зону загрузки по схеме 60 (загрузка возможна по двум осям с двух сторон), а 25% общего числа станков - зону загрузки по схеме 30 (загрузка возможна по трем осям с четырех сторон).

Процесс загрузки станков с помощью ПР условно подразделяется на три этапа:

1) транспортирование заготовки от места хранения к станку (способ реализации этого этапа зависит от компоновки РТК и конструктивного исполнения ПР);

2) перемещение заготовки в зону загрузки станка (способ реализации этого этапа зависит от формы и взаимного расположения ограничительных плоскостей зоны загрузки;

3) ввод заготовки в базирующее (установочное) приспособление станка, осуществляемый посредством ориентирующих движений ПР (способ реализации этого этапа зависит от расположения приспособления на одной из ограничительных плоскостей зоны загрузки и принципа действия самого приспособления).

Таким образом, станки, включаемые в состав РТК, должны обеспечивать:

1) автоматический зажим и освобождение детали на станке;

2) точное и надежное базирование детали в установочном приспособлении станка;

3) отделение отходов (стружки, шлама) от детали в процессе резания и механизированное удаление их из зоны обработки;

4) автоматизацию контроля отдельных параметров детали в процессе обработки;

5) автоматизированную смену инструмента в процессе обработки;

6) связь систем управления и электросхем станка и ПР, обеспечивающую полностью автоматический цикл работы РТК;

7) возможность безопасного (для обслуживающего персонала) и беспрепятственного доступа (желательно сзади или сверху) руки ПР в рабочую зону станка в процессе загрузки - разгрузки последнего;

8) автоматизацию перемещения ограждения; 19) надежность работы станка и всего РТК.

Таблица 1