Технические показатели станков

Техническая характеристика станков определяется количественными и качественными показателями.
Количественные показатели характеризуют размеры обрабатываемых заготовок, число оборотов или ходов механизма резания, скорость подачи и резания, число шпинделей и режущих инструментов, мощность привода, габаритные размеры станка и др.
Количественные показатели определяются условиями использования и назначением станка и зависят от рода движения механизма резания, подачи и применяемого инструмента. Важную роль в определении количественных показателей играют силы, возникающие в процессе рабочего движения главных органов станка — резания и подачи. Размеры обрабатываемых заготовок в основном определяют габаритные размеры станка.
Качественную сторону станка характеризуют технико-экономические показатели, они определяют совершенство конструкции. Наиболее общими показателями являются:
1. Экономичность станка.
2. Соответствие социальным требованиям — эффективности и безопасности труда, малой утомляемости рабочего.
Система частных показателей позволяет оценить производительность, экономичность, энергетическую эффективность, чистоту обработки деталей, надежность в эксплуатации (точность работы, жесткость), степень механизации, автоматизации и др.

Для выполнения любой работы требуется некоторая затрата времени на основные и вспомогательные операции.
Основные операции (резание, подача, прессование и пр.) дают определенный технологический эффект.
Вспомогательные операции являются сопутствующими основным, к ним относятся: загрузка, установка, крепление, разгрузка, контроль, управление и др.
За каждый промежуток времени tц станок осуществляет в определенной последовательности рабочие и вспомогательные операции и производит одно и то же количество деталей.
Периодом рабочего цикла называется промежуток времени, в течение которого совершаются все основные и вспомогательные операции. Производительность станка зависит от длительности цикла. Большой эффект в повышении производигельности дает сокращение рабочего цикла за счет уменьшения вспомогательного времени и обеспечения непрерывной работы.
Различают три вида производительности: технологическую Qтх, теоретическую Qг и действительную Qд. Технологическая производительность условно называется «идеальной», так как в ней не учитываются потери времени на вспомогательные операции рабочего цикла и внецикловые потери. Показатель этой производительности учитывает только непосредственный процесс обработки (резание, давление и др.):

Теоретическая производительность станка определяет количество деталей, выработанных в единицу времени, с учетом основных и вспомогательных операций:

Действительная производительность определяет выработку деталей с учетом цикловых и внецикловых потерь времени:

Коэффициент производительности определяется отношением теоретической производительности к технологической или основного времени обработки tр к времени цикла tц:

Коэффициент использования станка показывает отношение времени рабочего цикла к общему времени работы станка:

Преобразуя эту формулу, получим Qд=QтКи. После замены Qт из формулы (174) получим

Различают производительность штучную, объемную, формообразования и резания.
Штучная производительность показывает количество выработанного в единицу времени продукта в штуках. Объемная производительность выражается в кубических метрах. Производительность формообразования определяет величину обработанной поверхности в квадратных метрах. Производительность резания учитывает количество древесины, превращенной в стружку.

Уровень экономической эффективности конструкции станка характеризуется следующей системой показателей:
- снижением себестоимости конструкции при изготовлении станка;
- экономией капитальных вложений за счет уменьшения стоимости станка и размеров части здания на его установку;
- повышением производительности труда обслуживающих рабочих;
- снижением расхода электроэнергии и других эксплуатационных материалов.
Экономические показатели станка должны обеспечивать снижение себестоимости продукции, изготовляемой на нем.
Повышение экономичности конструкции станка может быть достигнуто за счет:
- улучшения конструктивных форм деталей;
- рационального выбора конструктивных материалов;
- использования резервов прочности применяемых материалов;
- упрощения кинематической структуры и схемы станка и улучшения компоновки узлов;
- улучшения эксплуатационной характеристики;
- совершенствования технологии организации производства.
Большое значение в увеличении экономичности станка имеет повышение его коэффициента полезного действия и улучшение в связи с этим расхода электроэнергии на условную единицу заботы.
К. п. д. станка является одним из критериев определения степени его совершенства. Под коэффициентом полезного действия обычно принято понимать отношение полезной мощности Nп к затраченной Np:

Для определения степени совершенства станка необходимо знать рабочий к. п. д. станка. Он может быть определен отношением полезной работы к затраченной:

Зная средние мощности, расходуемые на различные операции в период рабочего цикла, нетрудно определить затрачиваемую работу:

Подставляя соответствующие значения в формулу (178) и разделив числитель и знаменатель на tp и Nр = Nп + Nвр, получим

Из этого выражения следует, что к. п. д. рабочего станка представляет собой произведение к. п. д. привода на коэффициент, характеризующий степень совершенства станка, или к. п. д. производительности. Следовательно, ηА зависит не только от ηст, но и от коэффициента производительности. Отсюда можно сделать вывод: чем выше механизация и автоматизация станка, тем выше ее коэффициент полезного действия ηА, а следовательно, и экономичность.
Когда применяют без достаточного обоснования усложненные приводы, обладающие низким к. п. д., станок может оказаться неэкономичным.

Точность станка зависит от кинематической точности механизмов, точности изготовления и сборки деталей, особенно направляющих для рабочих органов, жесткости деталей, правильности эксплуатации станка, точности установки режущего инструмента, конструкции зажимных приспособлений и др.
Точность станка должна обеспечить класс точности обработки древесины по ГОСТ 6449—53.
Показатели точности станка в статическом состоянии должны соответствовать требованиям норм на точность. Для обеспечения точности станка должны быть:
- минимальные нагрузки в делительных и измерительных цепях станка;
- достаточная жесткость рабочих органов и их направляющих, обеспечивающая восприятие нагрузок в направлениях, влияющих на точность изделий;
- минимальные динамические и тепловые деформации элементов станка.
Целесообразно с большой эффективностью применять автоматические устройства, корректирующие положение инструмента относительно обрабатываемой заготовки при движении формообразования.
Указанные меры повышения точности элементов станка должны применяться в зависимости от его класса.
Приняты следующие классы станка:
H — низкой точности;
С — средней точности, дают обработку заготовок 3-го класса точности;
П — повышенной точности, дают обработку 2-го класса точности;
О — особо точные, обеспечивают обработку 1-го класса точности.

Чистота обработки в направлении движения режущего инструмента определяется преимущественно свойствами обрабатываемого материала, состоянием инструмента, колебательными процессами элементов станка в направлении, перпендикулярном траектории режущей кромки, величиной подачи.
Общие нормы чистоты обработки определяются по ГОСТ 7016—54.