ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

 

Проектированию станка предшествует предварительная, так называемая предпроектная проработка, которая завершается составлением технического задания на проектирование отдельного станка или комплекта станочного оборудования.

Техническое задание содержит сведения о назначении станка, т. е. о том множестве деталей, которое должно быть обработано на станке с требуемой точностью по размерам, форме и взаимному расположению поверхностей.

В техническом задании необходимо обосновать целесообразность проектирования нового станочного оборудования на основе анализа и сопоставления его с уже существующими станками для решения той же или аналогичных производственных задач. Техническое задание должно содержать также изучение патентных источников и тщательное экономическое обоснование предполагаемой эффективности вновь создаваемого оборудования по критерию приведенных затрат и производительности.

В техническом задании регламентируют значения основных технико-экономических показателей, которым должен обладать проектируемый станок или весь комплект станочного оборудования.

Техническое предложение На базе исходных данных предпроектной проработки в техническом предложении обосновывают и уточняют технические характеристики: диапазоны скоростей главного привода, привода подач и вспомогательных перемещений. Выбирают двигатели для всех кинематических цепей и обосновывают рациональную мощность приводных двигателей. Cинтезируют варианты принципиальных схем станка и возможные компоновки, как самого станка, так и всего комплекта станочного оборудования. Проводят оптимизацию компоновочных решений. Дополнительно прорабатывают патентные источники и уточняют ожидаемую экономическую эффективность создаваемого станочного оборудования.

Эскизный проект является развитием технического предложения и содержит предварительную конструктивную разработку всех основных узлов. Принятие решений обосновывают расчетами, оптимизацией важнейших параметров с учетом технологичности конструкции и достижимой степени унификации.

Технический проект включает окончательную конструктивную проработку всех схем станка, его общие виды и все узловые чертежи с указанием технических условий на изготовление и сборку. На этом этапе осуществляют все виды уточненных расчетов и окончательно определяют эффективность станка или набора станочного оборудования.

Разработка рабочей документации является завершающим этапом проектирования. На основе технического проекта оформляют рабочие чертежи на все оригинальные детали станка с простановкой размеров и техническими условиями на изготовление. Составляют перечень комплектующих изделий (покупных) деталей и спецификацию оригинальных деталей.

Разделение процесса проектирования на последовательные этапы является в известной мере условным, поскольку по ходу проектирования целесообразно пересматривать и уточнять ранее принятые решения. Например, при конструировании одного из важнейших узлов станка может выясниться необходимость изменения общей компоновки станка или внесения изменений в его кинематическую схему. Появление новых, прогрессивных комплектующих изделий (шпиндельных опор, направляющих устройств управления, средств контроля и измерения) также влияет на окончательное оформление конструкции отдельных узлов, а иногда и всего станка.

Опытный образец (или партию) изготовляют с целью проверки и испытания нового станка и внесения необходимых изменений в конструкторскую и технологическую документацию. На этом же этапе проводят окончательные расчеты экономической эффективности в результате применения нового станка.

Установочная серия в ряде случаев выпускается перед серийным производством станка для проверки работоспособности станка в производственных условиях и выявления слабых сторон конструкции в реальных условиях эксплуатации. По результатам оценки работы станков установочной серии вносят соответствующие корректировки в конструкторскую и технологическую документацию.

Серийное производство станков требует дополнительной коррекции конструкции; технологии его изготовления и сборки. Только в условиях длительной эксплуатации станок подвергается самым разнообразным режимам нагру-жения. От того, как налажена система сбора информации о качестве и надежности станков, эксплуатируемых в различных отраслях машиностроения, зависит правильность принятия решений при дальнейшем совершенствовании конструкции выпускаемой модели, отвечающей требованиям современного производства и удовлетворяющей разнообразным запросам различных отраслей промышленности.

Состав всех этапов проектирования регламентирован соответствующими ГОСТами.

Каждый из указанных этапов имеет собственные разделы.

Например Этап конструирования узлов станка состоит из:

1. Задание на конструирование

2. Выбор вариантов принципа действия узла.

3. Проектные расчеты и анализ вариантов

4. Выбор оптимального варианта

5. Выполнение сборочного чертежа

6. Анализ технологии изготовления деталей и сборки узла

7. Рабочие чертежи деталей

8. Спецификация

9. Проверочные расчеты

10. Контрольная сборка

11. Коррективы и уточнение рабочих чертежей

При проектировании станочного оборудования необходимо учитывать о проектные ограничения. Проектные ограничения могут быть связаны с функциональными требованиями, с характером производства, на котором будут изготовлять станки, и с условиями эксплуатации на том производстве, где станки будут работать. К важнейшим функциональным проектным ограничениям относят требования к точности обработанных на станке готовых изделий, А именно требования к А) точности размеров, Б) правильности формы отдельных поверхностей В) их шероховатости, Г) к точности взаимного расположения обработанных поверхностей. Требования к точности обработки обусловливают соответствующие проектные ограничения на допустимые геометрические, кинематические, упругие, динамические, температурные погрешности всей системы станка и его отдельных частей.

Особенности того станкостроительного производства, на котором будут изготовлять станочное оборудование, накладывают проектные ограничения на технологичность изготовления и сборки. Возможности производства ограничивают допустимый и целесообразный набор технологических операций, обработки, режущего и измерительного инструмента, оснастки, технологии сборки.

Важные проектные ограничения могут быть связаны с условиями эксплуатации станочного оборудования. Проектные ограничения на гарантированный срок сохранения точности и на требуемую долговечность учитывают при конструировании станка и отдельных его узлов. К условиям эксплуатации относят требование учета взаимодействия станка с транспортом, манипуляторами и некоторыми другими вспомогательными устройствами. Ограничения накладывают иногда требования транспортирования, характер производственной площади.

Важными являются ограничения, связанные с эргономикой. Например, со всей тщательностью должны быть решены вопросы удаления абразивной пыли, мелкой стружки, смазочно-охлаждающей жидкости и ее регенерации. Для станков с ручным управлением и обслуживанием особого внимания заслуживает внешнее оформление станка, удобство и безопасность его обслуживания. К проектным ограничениям относят патентно-правовые вопросы, которые требуют подробного обзора на начальных этапах проектирования и полной патентной чистоты вновь создаваемой конструкции.