Металлорежущие станки, наряду с прессами и молотами, представляют собой тот вид оборудования, который лежит в основе производства всех современных машин, приборов, инструментов и других изделий

1.6 Движения в металлорежущих станках

Звенья или органы станка, несущие заготовку и инструмент, в процессе обработки совершают согласованные движения, называемые рабочими, основными или исполнительными. Некоторые другие движения, которые непосредственно процесс обработки не обеспечивают, но служат для подготовки к осуществлению технологического процесса обработки, называют вспомогательными.

Рабочие движения в зависимости от целевого назначения делят на формообразующие, установочные и делительные.
Формообразующие движения принято делить на движение резания (или главное движение) и движение (движения) подачи.
Главное движение обеспечивает отделение стружки от заготовки, т.е. процесс резания. Движение подачи позволяет подвести под режущую кромку инструмента новые участки заготовки и тем самым обеспечить снятие стружки со всей обрабатываемой поверхности, т.е. обеспечить непрерывность процесса резания. Скорость движения резания называют скоростью резания (v), скорость движения подачи – скоростью подачи или просто – подачей (S).
По величине скорость резания значительно больше подачи, т.е. v>>S.
В зависимости от типа станка движение резания сообщается заготовке либо инструменту.
При вращательном главном движении, например, при точении, сверлении, фрезеровании (рис. 1.3,а,в,д) – v = dn/1000, м/мин, при шлифовании (рис. 1.3,г) – v = dn /(601000), м/с,
где d – диаметр вращающейся детали (до обработки) или инструмента в мм;
n – частота вращения детали или инструмента в мин^–1 или об/мин.

При прямолинейном возвратно-поступательном главном движении, например, при строгании, долблении (рис. 1.3,б,е) – v = 2Ln /1000, м/мин,

где L – длина хода в мм;
n – число двойных ходов в минуту.

Подачи в зависимости от направления, а также типа станка, делят на продольные, поперечные, осевые, круговые, тангенциальные (касательные) и др. Подачи могут быть непрерывными и прерывистыми.

Установочные движения необходимы, для того чтобы привести инструмент и заготовку в положение, из которого будет происходить снятие припуска и получение заданного размера. Если при установочном движении происходит снятие стружки, то его называют движением врезания, если нет – наладочным.
Делительными называют движения, необходимые для обеспечения требуемого расположения на заготовке одинаковых образуемых поверхностей. Они могут быть периодическими и непрерывными и имеют место, в основном, на станках для нарезания зубчатых колес и многозаходных резьб.
К вспомогательным движениям относят движения, обеспечивающие установку и закрепление заготовки и инструмента, быстрое перемещение в зону резания и из неё заготовки и инструмента, удаление стружки, установку требуемых скоростей резания и подач, включение и выключение приводов и т.д. Иногда движения для включения и выключения приводов, реверсирования и т.п. называют движениями управления.

1.7 Технико-экономические показатели станков

1.7.1  Эффективность – комплексный показатель, характеризующий соотношение затрат труда и производительности труда при обработке деталей:

А = N / С,
где А – эффективность, шт/руб;
N – годовой выпуск деталей, шт;
С – сумма годовых затрат на их изготовление, руб.
Этот показатель является наиболее общим и учитывает влияние других показателей – производительности, точности, надёжности, степени автоматизации.

1.7.2  Производительность станка – количество обрабатываемого продукта в единицу времени. Весьма часто рассматривают штучную производительность.

– теоретическая штучная производительность – количество деталей, обрабатываемых в единицу времени, равное частоте повторения рабочего цикла станка,
где Т – время цикла;
t_р – время резания;
t_х – цикловые потери времени – время холостых ходов и вспомогательных операций, выполняемых не в процессе резания.
Производительность можно повышать, уменьшая t_р или t_х, однако при этом производительность будет ограничиваться какой-то величиной.
Так, если t_р0, то , шт/мин,
если t_х0, то , шт/мин,
где – т.н. технологическая производительность.
Если же t_р0 и t_х0, то , т.е. нет предела повышению производительности.
Формулу для определения теоретической производительности можно представить в виде: ,
где – коэффициент производительности, равный:
.
Действительная производительность станка меньше теоретической вследствие наличия внецикловых потерь времени (смена инструмента, ремонт и регулировка станка, случайные отказы в работе и т.д.).
С учётом внецикловых потерь действительная штучная производительность может быть определена выражением
,
где – коэффициент технического использования;
t_п – внецикловые потери времени, отнесенные к одной детали.
Если зависимость производительности от интенсивности технологического процесса и потерь времени представить графиком, то кривая действительной производительности может иметь максимум, соответствующий некоторому значению оптимальной производительности. Действительно, если интенсифицировать процесс резания, например, за счет увеличения скорости резания, то это может привести к уменьшению стойкости инструмента и, как следствие, к увеличению внецикловых потерь и снижению действительной производительности. Однако уменьшать t_р можно не только за счёт высоких режимов резания, но и путём применения многопозиционной и многоинструментной обработки.
На автоматических линиях и многопозиционных станках возрастает влияние внецикловых потерь времени на производительность, т.к. простои на любой позиции влекут за собой простой всех позиций станка, или участка жёстко связанных между собой станков. В этом случае производительность можно определить, как
,
где q – число последовательных рабочих позиций станка или группы станков в участке автоматической линии.

При выборе технологического процесса принимают во внимание производительность процесса обработки резанием, которая может измеряться производительностью резания и производительностью формообразования.