Рабочая программа дисциплины Металлорежущие станки (стр. 4 )

4.1. Обязательный минимум содержания дисциплины

Технико-экономические показатели и критерии работоспособности; формообразование поверхности на станках; кинематическая структура станков; компоновка станков. Основные узлы и механизмы станочных систем; понятие об управлении станками. Средства для контроля, диагностики и адаптивного управления станочным оборудованием.

Станки токарной группы; фрезерные и многоцелевые станки для обработки корпусных деталей; сверлильные и расточные станки; протяжные станки; станки с электрофизическими и электрохимическими методами обработки; станки для абразивной обработки; зубообрабатывающие станки для обработки цилиндрических и конических колес; затыловочные, заточные станки. Автоматические линии; гибкие производственные системы. Испытания, исследования и эксплуатация оборудования.

4.2. Содержание разделов и тем учебной дисциплины

(объем дисциплины 187 часов)

Введение (2 часа)

[2, с. 3...5; или [6], с. 7….18.

Сущность предмета и его задачи. Значение предмета в подго­товке специалистов специальности 151001.65.

Металлорежущие станки - основной вид технологического обору­дования в машиностроении в условиях развития комплексной автома­тизации изготовления деталей машин на базе станков с ЧПУ, автома­тических линий, гибких автоматизированных станочных систем. Основ­ные направления и тенденции развития отечественного машинострои­тельного комплекса и, в частности, станкостроения.

Необходимые предпосылки и основные пути технически грамотной и экономически эффективной эксплуатации станков, в том числе сов­ременного и перспективного автоматизированного станочного обору­дования.

Раздел 1. Общие сведения о станках (35 часов)

1.1. Классификация станков (6 часов)

[2], с. 6...12; [6], с. 18...21

Определение и структурная схема металлорежущего станка. Наз­начение важнейших частей (узлов) станка: главного привода, приво­да подачи и позиционирования, несущей системы, манипулирующих, контрольных и измерительных устройств, устройства управления.

Классификация металлорежущих станков по виду выполняемых ра­бот, массе, классам точности, специализации и автоматизации.

Условные обозначения, размерные ряды и рабочее пространство станков.

1.2. Технико-экономические показатели станков (6 часов)

[2], с. 12…24; [6], с. 21…32; [8], с. 156…185

Точность станков, понятие геометрической и кинематической точности станка.

Геометрическая точность станка и ее влияние на правильность формы обрабатываемых деталей. Тепловые деформации корпусных дета­лей станков и их влияние на геометрическую точность, методы борь­бы с тепловыми деформациями.

Размерный износ инструмента, его закономерности и влияние на точность обрабатываемых деталей; пути улучшения вредного воздейс­твия размерного износа на точностные показатели обработки.

Виды обработки поверхностей, при которых кинематическая точ­ность станка оказывает прямое влияние на правильность формы изго­товляемых деталей. Пути повышения кинематической точности стан­ков; схемы и принципы работы механизмов и устройств для устране­ния зазоров в кинематических цепях и коррекционных устройств для повышения точности винтовых и червячных передач.

Жесткость станков: общее определение жесткости станка и его узлов; влияние жесткости станка на его производительность и на правильность формы обрабатываемых деталей, на возникновение авто­колебаний или вынужденных колебаний при работе станков.

Универсальность и гибкость станочного оборудования. Надежность автоматизированных станков и станочных систем как важнейший параметр их работоспособности. Методы оценки и расчет надежности с применением ЭВМ. Обеспечение надежности.

Эффективность станочного оборудования. Производительность станков и методы ее оценки.

1.3. Формообразование поверхностей на станках (8 часов)

[2], с.24...63; [3], с. 7...10; [8], с.16...42

Теория процесса формирования поверхностей на станках. Методы образования производящих линий и поверхностей. Формообразующие движения скорости резания (главного движения) и движения подачи.

Кинематические цепи и группы. Условные обозначения элементов кинематических цепей.

Внутренние и внешние кинематические связи группы, структур­ные схемы кинематических групп. Кинематическая настройка станков.

1.4. Основные узлы и механизмы металлорежущих станков (9 часов)

[2], с.191...205,208...224; [3], с. 10...17, 346...356, 389...404; [8], с. 209...211, 612...632

Приводы главного движения: неразделенные и разделенные, со ступенчатым и бесступенчатым изменением скоростей. Типовые меха­низмы для ступенчатого регулирования частоты вращения валов; регу­лирование скорости главного движения при помощи коробок скоростей. Структуры коробок скоростей, структурные сетки и графики частот вращения.

Приводы подач: зависимые, шаговые, следящие. Механизмы вклю­чения, выключения и реверса кинематических цепей станков; механизмы перемещения подвижных звеньев кинематических цепей.

Шпиндельные узлы станков: основные требования, конфигурация переднего конца и внутренней поверхности шпинделей, шпиндельные опоры качения и скольжения, методы смазывания шпиндельных опор.

1.5. Управление станками (6 часов)

[2], с.433...460; [4], с.5...12; [4], с.78...106; [8],с.484...510

Общие понятия и определения. Классификация систем автомати­ческого управления и их сравнительный анализ. Системы управления с распределительным валом и циклового программного управления. Следящие копировальные системы управления. Основные принципы числового программного управления станками. Классификация систем ЧПУ. Типовая система ЧПУ и характеристика ее устройства. Самоприспосабливающиеся (адаптивные) системы управления.

Раздел 2. Компоновки, структурные кинематические схемы, габариты рабочего пространства и установочные базы, технологические возможности станков различных групп (100 часов)

2.1. Станки для обработки тел вращения (18 часов)

[2], с. 63...78; [3], c. 40...45, 46...50, 194...221; [4], с. 138; [6], с. 89... 94, 127...141; [9]

Одношпиндельные патронно-центровые токарные станки с ручным управлением и с ЧПУ, двухшпиндельные фронтальные патронные токар­ные станки с ЧПУ, современные токарно-центровые станки с ЧПУ для обработки валов одновременно с двух сторон или с двух торцов; двух - и четырехкоординатные одношпиндельные и двухшпиндельные, с одной или двумя револьверными головками, патронные и патронно-центровые токарные станки с ЧПУ, построенные по модульному принципу; вертикальные одно - и двухшпиндельные токарные станки с ЧПУ, состоящие из унифицированных узлов.

Токарно-револьверные станки с ручным управлением и с ЧПУ, с одной и двумя револьверными головками.

Одностоечные и двухстоечные токарно-карусельные станки с ручным управлением и с ЧПУ.

Одношпиндельные и многошпиндельные прутковые токарные авто­маты с кулачковым приводом (распределительным валом управления) и с ЧПУ; многоцелевые многошпиндельные токарные автоматы с ЧПУ; роторные автоматы.

Токарные полуавтоматы: многорезцовые и гидрокопировальные центровые полуавтоматы для деталей типа валов, вертикальные мно­гошпиндельные полуавтоматы для дисков и втулок.

Компоновки и структурные кинематические схемы перечисленных станков, основные способы крепления инструмента и установки заго­товок на таких станках, точность диаметров и шероховатость по­верхностей при обработке на станках указанного типа, габариты ра­бочего пространства и установочные базы, технологические возмож­ности данного станочного оборудования.

2.2. Станки для обработки отверстий (10 часов)

[3], с. 51...60; [4], с. 154...161; [6], с. 95...97; [9]

Вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные станки с ручным управлением и с ЧПУ, многошпиндельные сверлильные станки и головки, сверлильные станки с ЧПУ и автоматической сменой многошпиндельных головок, горизонтально-расточные и координатно-расточные станки с ручным управлением и с ЧПУ.

Компоновки и структурные кинематические схемы рассматриваемого станочного оборудования, способы крепления инструмента, га­бариты рабочего пространства и установочные базы, технологические возможности станков данного типа.

2.3. Станки для обработки призматических деталей (16 часов)

[12], с.78...104; [3], с.61...70, 73...77; [4], c.162..,178; [5], с.122...128; [6], с.114...119, 124...125, 148...150; [9]

Компоновки, структурные кинематические схемы, габариты рабо­чего пространства и установочные базы, технологические возможнос­ти основных типов фрезерных станков с ручным управлением и с ЧПУ: консолъно-фрезерных и бесконсольно-фрезерных, продольно-фрезер­ных, широкоуниверсальных инструментальных. Точность и качество поверхностей после фрезерования.

Многооперационные станки: характерные особенности, классификация, схемы размещения и устройства инструментальных магазинов. Многооперационные станки для плоских и корпусных деталей, скомпонованные по типу универсальных вертикальных координатно-сверлильных, горизонтально-фрезерных, вертикально-фрезерных, горизонтально-расточных и других станков. Многооперационные станки для тел вращения, созданные на базе токарных и токарно-револьверных станков, токарных автоматов. Компоновки, габариты рабочего пространства и установочные базы, технологические возможности многооперационных станков указанного типа.

2.4. Станки для абразивной обработки (14 часов)

[2], с. 104...117; [3], c. 91; [6], c. 103...106; [9]

Виды шлифования в зависимости от формы и расположения шлифу­емой поверхности: круглое, наружное и внутреннее, бесцентровое, плоское и фасонное, резьбо-, шлице,- сферо - и зубошлифование. Ком­поновки и структурные кинематические схемы, габариты рабочего пространства и установочные базы, технологические возможности основных типов шлифовальных станков с ручным управлением и с ЧПУ: круглошлифовалъных центровых и бесцентровых; внутришлифовальных; плоскошлифовальных. Достигаемая шероховатость поверхностей при использовании кругов различной формы.

2.5. Зубо - и резьбообрабатывающие и затыловочные станки (16 часов)

[2], с. 42...63; [3], с.104...108, 122...129, 134...183; [6], c.99...103; [9]

Методы изготовления и отделки зубчатых колес. Общая класси­фикация зубообрабатывающих станков. Типовые компоновки, структур­ные кинематические схемы и методы настройки зубодолбежных, зубофрезерных, зубострогалъных и зубошлифовальных станков для обработ­ки цилиндрических, червячных и конических зубчатых колес. Степень точности и шероховатость зубчатых колес, обработанных на этих станках.

Классификация станков для изготовления резьб. Типовые компо­новки, схемы и настройка резьбонакатных, резьбофрезерных, резьбонарезных и резьбошлифовалъных станков, их технологические воз­можности. Параметры шероховатости и точность резьбы в зависимости от способа резьбообразования.

Назначение и принципы работы токарно-затыловочных станков, их компоновки и настройка.

2.6. Агрегатные станки и автоматические линии (12 часов)

[2], c. 129...147; [3], с. 273...283; [8], с. 80...85, 644...650; [9]

Принцип агрегатирования станков и его достоинства.

Основные нормализованные узлы агрегатных станков: силовые головки, поворотные делительные столы, барабаны, станины, стойки. Классификация силовых головок по технологическому назна­чению (сверлильные, фрезерные, расточные и т. д.), мощности, типу главного движения, расположению привода подач (самодействующие и несамодействующие силовые головки), типу привода подач. Кинематические схемы силовых головок с кулачковым и гидравлическим приводом подач. Шпиндельные насадки и коробки.

Типы агрегатных станков и их классификация. Компоновки и технологические возможности однопозиционных и многопозиционных агрегатных станков: однопозиционные станки - со стационарным или делительным приспособлением для крепления заготовок и одной или несколькими подвижными силовыми головками; многопозиционные стан­ки - с круглым столом и несколькими подвижными силовыми головка­ми; с кольцевым столом и центральной колонной; с поворотным бара­баном.

Переналаживаемые агрегатные станки для групповой обработки.

Определение и. принципы классификации автоматических линий. Линии со сквозной и ветвящейся трассой транспортирования. Компоновки линий для обработки крупных и средних деталей: линии с пря­молинейным (сквозным) транспортером; линии с поперечными, перегружателями; линии с транспортирующими автооператорами (поступательно движущимися и качающимися). Компоновки линий для обработки мелких деталей: линии с индивидуальными межстаночными транспортерами и накопителями.

Переналаживаемые автоматические линии групповой обработки, их разновидности, достоинства и область применения.

Роторные автоматические линии: структурное построение, достоинства, недостатки и область применения.

Транспортирующие и загрузочные устройства автоматических линий.

2.7. Станочные модули и гибкие станочные системы, интегрированные автоматизированные производства (CIM) (10 часов)

[2], c. 117...129, 147...170, 291...308, 312...318; [4], с. 179...209;

[5], с. 128...134; [7], c. 465...487; [9]

Станочный (гибкий производственный) модуль (СМ), его отличительные особенности и состав. Использование промышленных роботов в составе станочного модуля; типовые СМ "станок-робот"; компоновки СМ со сменными шпиндельными коробками, предназначенные для обработки корпусных деталей.

Гибкие станочные системы: состав, классификация по компоновке и технологическому назначению. Станочные системы участков типа АСК для обработки корпусных деталей и АСВ для обработки деталей типа тел вращения. Контрольно-измерительные устройства и системы технической диагностики станочных систем.

Автоматизированные участки, управляемые единым вычислительным комплексом; информационно-техническая интеграция CIM (Computer-Integrated-Manufacturing- производство, интегрированное с помощью компьютера). Состав CIM, перспективы и эффективность использования.

2.8. Станки для электрофизической и электрохимической обработки

(4 часа)

[3], c. 287...296; [9]

Особенности электрофизической обработки: электроэрозионной, ультразвуковой, лазерной, электронно-лучевой. Особенности электро­химического формоизменения поверхностей непрофилированным элект­родом - инструментом, частично профилированным и профилированным инструментом. Точность и качество поверхностей после электрофизико-химической обработки.

Компоновки, габариты рабочего пространства и установочные базы, технологические возможности электроэрозионных копировально-прошивочных и вырезных станков, ультразвуковых переносных и стационарных станков, лазерных установок для прошивания отверстий и резки материала, высоковольтных электронно-лучевых установок для прошивания отверстий, фрезерования и резки материала, электрохи­мических копировально-прошивочных станков и станков для контурной вырезки электродом-проволокой.

Раздел 3. Эксплуатация станочного оборудования (50 часов)

3.1. Наладка станочного оборудования (24 часа)

[2], c. 412...416; [3], c. 36...39, 150...157, 222...237; [5], c. 494...531; [9]

Настройка режимов резания на универсальных станках. Расчет настройки одношпиндельных и многошпиндельных токарных автоматов c кулачковым приводом, затыловочных и зубообрабатывающих станков.

Наладка станков с ЧПУ: задачи наладки, базирование и закреп­ление заготовок, наладка приспособлений, наладка режущего инстру­мента на размер, установка режущего инструмента при наладке стан­ка; установка рабочих органов станка в исходное для работы поло­жение, управление статической наладкой, пробная обработка детали, корректирование управляющей программы.

Особенности эксплуатации автоматических линий.

3.2. Проверка геометрической точности станков (18 часов)

[2], с. 402...405; [3], с. 487...491

Типовые проверки точности геометрических форм базирующих поверхностей станка (прямолинейность, плоскостность, овальность, конусность и т. п.), взаимного расположения этих поверхностей (параллельность, перпендикулярность, соосность), формы траектории дви­жения исполнительных звеньев станка, взаимосвязанных движений (кинематической точности), координатных перемещений (линейных и угловых); схемы и способы измерения геометрической точности по ГОСТ .

Проверка статической жесткости станка: методика испытаний на жесткость, используемые приборы, нормируемая граница жесткости.

3.3. Уход и обслуживание (8 часов)

[2], c. 412...413; [9]

Осмотр и контроль состояния механизмов и деталей станка, уход за гидросистемой, системами смазывания и подачи СОЖ, уход за электрооборудованием.

Заключение (1 час)

Пройденный материал необходим для правильного решения технологических задач по наладке и эксплуатации станочного оборудования, применяемого в машиностроительных предприятиях, с учетом конкретных производственных условий.

Таблица 5

Временной график изучения дисциплины при использовании ДОТ

№	Наименование раздела (темы)	Продолжительность изучения раздела (темы) в днях ( из расчета – 4 часа в день)
1.	Раздел 1. Общие сведения о станках	9 дн.
2.	Раздел 2. Компоновки, структурные кинематические схемы, габариты рабочего пространства и установочные базы, технологические возможности станков различных групп	25 дн.
3.	Раздел 3. Эксплуатация станочного оборудования	13 дн.
4.	Контрольная работа №1	3 дн.
5.	Курсовая работа	6 дн.
	ИТОГО	56 дн.

4.3. Перечень тем практических занятий

Таблица 6

Практические занятия (очная форма обучения)

Номер и название раздела (темы)	Наименование тем практических занятий	Кол-во часов
Ауд.	ДОТ
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Анализ примеров сопроводительной технологической документации для наладки станков с ЧПУ на обработку деталей	6	-
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Отыскание положения нуля программы при наладке станка с ЧПУ	6
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Решение размерных цепей системы СПИД	6
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Определение радиус-вектора кулачка в начале и в конце перехода при наладке одношпиндельных токарных автоматов	6

Таблица 7

Практические занятия (очно-заочная форма обучения)

Номер и название раздела (темы)	Наименование тем практических занятий	Кол-во часов
Ауд.	ДОТ
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Анализ примеров сопроводительной технологической документации для наладки станков с ЧПУ на обработку деталей	1	-
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Отыскание положения нуля программы при наладке станка с ЧПУ	1
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Решение размерных цепей системы СПИД	1
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Определение радиус-вектора кулачка в начале и в конце перехода при наладке одношпиндельных токарных автоматов	1

4.4. Перечень тем лабораторных работ

Таблица 8

Лабораторные работы (очная форма обучения)

Номер и название раздела (темы)	Наименование тем лабораторных работ	Кол-во часов
Ауд.	ДОТ
Тема 1.4. Основные узлы и механизмы металлорежущих станков	Изучение конструкции привода токарного станка общего назначения.	2
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Настройка и наладка зубофрезерного станка.	4
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Настройка и наладка зубострогального полуавтомата	4
Тема 3.1. Наладка станочного оборудования	Наладка одношпиндельного токарного автомата продольного точения	4
Тема 3.2. Проверка геометрической точности станков	Проверка геометрической точности токарно-винторезного станка	4
Тема 3.2. Проверка геометрической точности станков	Исследование кинематической точности цепи обката (деления) зубофрезерного станка	2
Тема 3.2. Проверка геометрической точности станков	Проверка статической жесткости горизонтально-фрезерного станка	4

Таблица 9