Для большинства отечественных станков стандартами установлены основные параметры, характеризующие размеры обрабатываемых деталей или геометрические размеры станка. Например, карусельный, круглошлифовальный и зубофрезерный станок имеют основной параметр - наибольший диаметр обрабатываемой детали, поперечно-строгальные и долбежные станки - наибольший ход ползуна, фрезерные станки и обрабатывающие центры с ЧПУ- габаритные размеры стола, параметры зоны обработки и т. д.
Проектирование станков по размерным рядам считается экономически целесообразно. Размерным рядом называют группу однотипных станков, подобных по кинематической схеме, конструкции, внешнему виду, но имеющих разные основные параметры - размеры. Например, ГОСТ 600-72 предусматривает 13 размеров токарно-карусельных станков с основным параметром - наибольшим диаметром устанавливаемого изделия от 0,8 до 12,5 м при неподвижном портале и до 16 м при подвижном портале, ГОСТ 2983-75 для круглошлифовальных станков предусматривает шесть размеров с диаметром устанавливаемого изделия от 0,1 до 0,56 м с поворотной шлифовальной и передней бабками и до 0,8 м с неповоротной шлифовальной и передней бабками, ГОСТ 6852-71 для зубофрезерных станков общего назначения предусматривает 10 размеров с диаметром устанавливаемого изделия от 0,08 до 5 м и т. д.
Конструирование станков размерного ряда предполагает создание оборудования из унифицированных узлов и деталей, одинаковых или подобных. Это облегчает проектирование, изготовление и эксплуатацию станков, удешевляет их производство. Конструктивное подобие моделей и широкая межразмерная унификация дают возможность организовать крупносерийное, а в ряде случаев поточное производство узлов и деталей станков.
Классификация металлообрабатывающих станков
В зависимости от характера выполняемых работ станки делят на группы и типы (рис. 1). Станок, являющийся представителем размерного ряда и имеющий конкретные параметры, характеризует собой типоразмер, который, в свою очередь, может иметь различное конструктивное исполнение. Конструкция станка данного типоразмера, спроектированная для заданных условий обработки, носит название модели.
Рис. 1. Классификация металлорежущих станков
Такая классификация металлообрабатывающих станков позволяет присваивать каждому станку серийного производства шифр (индекс) - условное обозначение типа и модели, состоящее из трех-четырех цифр. Первая цифра указывает группу, вторая тип, третья и четвертая характеризуют один из важнейших размеров станка или обрабатываемой детали. При модернизации станка в его индекс вводят букву между первой и второй цифрами. Например, шифр 2150 обозначает вертикально-сверлильный станок с наибольшим диаметром сверления 50 мм деталей из стали. После модернизации станку присвоен индекс 2A150, который отличает его новую модель от предыдущей. Модификацию базовой модели обозначают какой-либо буквой в конце шифра. Например, 6Н12 - индекс вертикально-фрезерного станка, 6H12K - копировально-фрезерного, 6Н12Ф - станка с программным управлением, созданного на базе станка предыдущей модели. Шифр специальных и специализированных станков образуется добавлением к шифру завода порядкового номера модели. Например, Е3-9 - шифр специального станка для нарезания зубчатых реек, выпускаемого ранее егорьевским, станкостроительным заводом «Комсомолец».
По степени универсальности различают станки универсальные, специализированные и специальные. Первые предназначены для обработки деталей, сходных по конфигурации, но имеющих различные размеры, например зубообрабатывающие или резьбонарезные станки. На специальных станках обрабатывают детали одного типоразмера.
По своему устройству станки делятся на автоматы и полуавтоматы. Станок автомат, или автоматический станок - это оборудование в котором все рабочие и вспомогательные движения, необходимые для выполнения технологического цикла обработки заготовки, механизированы. Полуавтомат называют автоматический станок, в котором часть движения не механизирована. В большинстве случаев это движения при которых производится установка и крепление детали на станке и последующее их снятие.
По степени точности различают станки пяти классов: нормальной Н, повышенной П, высокой В, особо высокой А точности и особо точные С (мастер-станки). Соотношение между величинами допусков при переходе от класса к классу выражается знаменателем ряда 1,6.
Крупногабаритные станки, имеющие большую массу (более 10 т), относят к группе тяжелых станков. В отдельных случаях в основу классификации кладут такие признаки, как число одновременно работающих инструментов, расположение оси шпинделя в пространстве и т. д.
В зависимости от целевого назначения, выполнения необходимых технологических операций и используемого режущего инструмента все станки для обработки деталей разделяются на основные группы. Классификация станков по технологическому признаку приведена на рис. 1. Станки с ЧПУ подчиняются этой же классификации и в настоящее время числовое управление охватывает большинство групп станков.
Станки наиболее распространенных технологических групп образуют ряды, в которых за каждым станком закреплен вполне определенный диапазон размеров обрабатываемых деталей. Например, в группе токарных станков возможности станка характеризуются цилиндрическим рабочим пространством диаметром Dmax (рис. 2, а), а для станка расточной группы - прямоугольным рабочим пространством размерами а, в, с (рис. 2, б).
Рис. 2. Рабочее пространство станков токарной группы (а) и расточно-фрезерной (б)
Для характеристики движений каждого станка, а также разрабатывая технологический процесс и управляющие программы необходимо иметь представление об обозначении координатных перемещений в станках. Для всех станков с ЧПУ применяют единую систему обозначений координат, рекомендованную ИСО (International Organization for Standardization) 841-74, которой соответствует ГОСТ 23597-79.
Координатами обозначаются:
- положение оси вращения шпинделя - на станках с вращающимся инструментом, или оси вращения заготовки - на станках с вращением заготовки (направление вращения инструмента или заготовки в главном движении координатой не обозначается);
- движение подачи инструмента или заготовки - прямолинейное или круговое.
Все прямолинейные перемещения рассматриваются правой прямоугольной декартовой системе координат, обозначаемой X, Y, Z. Ось Z - параллельна оси главного шпинделя станка, ось X - горизонтальна и параллельна опорной поверхности инструмента, ось Y - перпендикулярна обеим осям Х и Z.
Обозначение координат для наиболее характерных станков показано на рис. 3. Если в станке есть перемещения, параллельные основным координатным осям, то такие перемещения (оси) называются вторичными и обозначаются символами U (параллельно X), V (параллельно Y), W (параллельно Z); перемещения по третичным осям обозначаются соответственно P, Q, R.
Рис. 3. Обозначение координат наиболее характерных станков: а - токарных; б - фрезерных; в - горизонтально-расточных; г - вертикально-фрезерно-расточных
