Повышение качества обработки деревянных литейных моделей на токарно-карусельных одноприводных станках

УДК

DOI:

Аннотация

Одним из важных этапов создания изделий для судостроительной промышленности, например крупногабаритных обтекателей гребных винтов, является изготовление деревянных моделей литых заготовок. Именно модели из дерева получили наибольшее распространение в этой сфере производства, так как оно отличается единичностью и мелкосерийностью, а номенклатура отливок очень широка и имеет большой разброс массогабаритных характеристик. Точность изготовления заготовки определяется качеством применяемой модельной оснастки, используемой при изготовлении литейных форм. В настоящее время оборудование, используемое в модельном производстве российских предприятий, устарело. В связи с высокой стоимостью нового оборудования его доля не велика, а имеющиеся современные станки постоянно загружены. По этой причине существенно сужены возможности механизации чистовых операций формообразования деревянных крупногабаритных моделей, что обусловливает высокую долю ручного высококвалифицированного труда в процессе изготовления и высокую себестоимость изделий. При изготовлении деревянных крупногабаритных моделей обтекателей гребных винтов для решения этой проблемы можно использовать широко применяемые в промышленности токарно-карусельные станки, которые предварительно необходимо модернизировать. В этих станках используются жесткие механические копиры с электромеханическими системами слежения за профилем посредством электрощупа, движущегося синхронно с резцом по копиру. Кроме того, они  имеют один главный электропривод и автоматическую коробку скоростей с электромагнитными муфтами, обеспечивающими как раздельную, так и одновременную  управляющую подачу инструмента по двум координатам. Замена одного главного электропривода совместно с редуктором на современные следящие электроприводы по каждой оси с соответствующими типами устройств с числовым программным управлением требует значительных капиталовложений, весьма трудоемка и предполагает длительный вывод станка из технологического процесса. Поэтому задача по разработке методов и технических средств программного управления копировальными станками без замены используемого электропривода и основного оборудования  станка является актуальной. В данной статье представлена цифровая система управления токарно-карусельными станками с одним главным электроприводом. Ее использование позволяет существенно расширить функциональные возможности станков и номенклатуру обрабатываемых деталей; снизить трудоемкость обработки за счет исключения операций изготовления жестких копиров (шаблонов профиля) и точной настройки копировальных устройств; повысить качество обработки; применять современные информационные технологии при подготовке производства в целом. Модернизированные токарно-карусельные станки существенно сократят долю ручного труда при проведении  чистовых операций формообразования деревянных крупногабаритных моделей.

Сведения об авторах

Ф.В. Черепенин, канд. техн. наук, проф.

С.М. Сковпень, канд. техн. наук, проф.

Д.А. Ульяничев, асп.

М.А. Бызова, асп.

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова филиал в г. Северодвинске, ул. Капитана Воронина, д. 6., г. Северодвинск, Россия, 164500;

e-mail: ulyanichevda@gmail.com

Ключевые слова

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Емельянов С.А. Модернизация станков с ЧПУ: семь практических советов // Современные технологии автоматизации. 2005. № 2. С. 76–83.

2. Малыгин В.И., Черепенин Ф.В., Сковпень С.М., Лобанов Н.В., Ульяничев Д.А. Методы программного управления станками с одним главным приводом и автоматической коробкой подач // СТИН. 2013. № 8. С. 2–7.

3. Малыгин В.И., Черепенин Ф.В., Сковпень С.М., Ульяничев Д.А. Применение цифровых моделей тел вращения при обработке на копировальных станках // СТИН. 2013. № 7. С. 26–29.

4. Малыгин В.И., Черепенин Ф.В., Сковпень С.М., Лобанов Н.В., Харитоненко В.Т., Ульяничев Д.А. Способ автоматизированного управления копировальным токарным станком // Положительное решение о патенте по заявке на изобретение RU 2012116175/02 от 24.02.2012. Опубл. 27.10.2013.

5. Устройство числового программного управления NC-201M. Программирование интерфейса PLC.  СПб.: Балт-Систем, 2008. 242 с.

6. Устройство числового программного управления NC-201M. Руководство по характеризации. – СПб.: Балт-Систем, 2008. 202 с.

7. Устройство числового программного управления NC-201M. Руководство по эксплуатации и руководство оператора. СПб.: Балт-Систем, 2008. 118 с. 

Поступила 09.02.16

Ссылка на английскую версию:

UDC 674.023

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.4.121

Improving the Quality of the Wooden Patterns Processing

on a Turning-and-Boring Single-Drive Lathe

F.V. Cherepenin, Candidate of Engineering Sciences, Professor

S.M. Skovpen', Candidate of Engineering Sciences, Professor

D.A. Ul'yanichev, Postgraduate Student

M.A. Byzova, Postgraduate Student

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Captain Voronin str., 6, Severodvinsk, 164500, Russian Federation; e-mail: ulyanichevda@gmail.com

One of the important stages in the creation of products for the shipbuilding industry, such as the large-sized propeller fairings, is the manufacture of wooden patterns of cast billets. The models of wood are mostly popular in this field of production, because of the singularity and small-series production and the nomenclature of castings is very wide and has a large spread of mass-dimensional characteristics. The accuracy of a blank manufacturing is determined by the quality of the pattern equipment used in a casting form manufacture. Currently, the equipment used in the patternmaking by the Russian enterprises is out of date. The share of new equipment due to its high cost is not great, and the available modern machines are constantly loaded. This is a reason of degradation of the finishing operations mechanization of the large-sized wooden models forming and a high proportion of manual highly skilled labor in the manufacturing process and the high units costs. Widely used the turning-and-boring lathes that first need to be upgraded can be used in the manufacture of large-sized wooden models of propeller fairings. The rigid mechanical tracer templets with the electromechanical systems of tracking a profile by means of the electric feeler moving synchronously with a cutter on the templet are used in such machines. In addition, they have one main electric drive and an automatic gearbox with electric couplings, providing separate and simultaneous control advance of tool in two coordinates. Replacement of one main electric drive together with a gear by the modern servo drivers in each axis with the CNC corresponding types requires a significant investment; it is very labor consuming and contemplates a long-term lathe removing from the technological process. Therefore, the task of developing of methods and technical means of programmable control of the tracer templets without the replacing of the used electrical drive and the basic equipment of the lathe is up to date. The paper presents a digital control system of a turning-and-boring single-drive lathe. Its use can significantly extend the functionality of the lathes and the range of details, reduce the complexity of processing by eliminating the manufacturing of rigid forms (profile templates) and fine control of copiers, improve the quality of processing, use the modern information technologies in the preparation of production as a whole. The upgraded turning-and-boring lathes significantly reduce the share of manual labor in the finishing operations of the large-sized wooden models forming.

Keywords: fairing, foundry pattern, single-drive lathe, digital control system.

REFERENCES 

1. Emel'yanov S.A. Modernizatsiya stankov s ChPU: sem' prakticheskikh sovetov [Modernization of CNC: Seven Practical Tips]. Sovremennye tekhnologii avtomatizatsii [Contemporary Technologies in Automation], 2005, no. 2, pp. 76–83.

2. Malygin V.I., Cherepenin F.V., Skovpen' S.M., Lobanov N.V., Ul'yanichev D.A. Metody programmnogo upravleniya stankami s odnim glavnym privodom i avtomaticheskoy korobkoy podach [Methods of Programmable Control of the Lathes with One Main Drive and Automatic Gear Box]. STIN, 2013, no. 8, pp. 2–7.

3. Malygin V.I., Cherepenin F.V., Skovpen' S.M., Ul'yanichev D.A. Primenenie tsifrovykh modeley tel vrashcheniya pri obrabotke na kopiroval'nykh stankakh [The Use of Digital Models of Rotating Bodies in the Processing at Tracer Templets]. STIN, 2013, no. 7, pp. 26–29.

4. Malygin V.I., Cherepenin F.V., Skovpen' S.M., Lobanov N.V., Kharitonenko V.T., Ul'yanichev D.A. Sposob avtomatizirovannogo upravleniya kopiroval'nym tokarnym stankom [The Method of Automated Control of a Copying Lathe]. Favourable Decision no. RU 2012116175/02, 2012.

5. Ustroystvo chislovogo programmnogo upravleniya NC-201M. Programmirovanie interfeysa PLC [The Numerical Control Unit NC-201M. PLC Interface Programming]. St. Petersburg, 2008. 242 р.

6. Ustroystvo chislovogo programmnogo upravleniya NC-201M. Rukovodstvo po kharakterizatsii [The Numerical Control Unit NC-201M. Software Characterization].  St. Petersburg, 2008. 202 р.

7. Ustroystvo chislovogo programmnogo upravleniya NC-201M. Rukovodstvo po ekspluatatsii i rukovodstvo operatora [The Numerical Control Unit NC-201M. Operating and Operator's Manual]. St. Petersburg, 2008. 118 р. 

Received on February 09, 2016