Основные достоинства металлорежущих станков с ЧПУ

1. Соединение лучших качеств универсального оборудования многоинструментальных полуавтоматов.

2. Относительно быстрое переналаживание при переходе на обработку детали другого типоразмера, возможность вмонтирования в гибкие автоматизированные участки и автоматические линии.

3. Возможность концентрации большого количества операций на одном рабочем месте вплоть до полного изготовления детали.

4. Повышение продуктивности за счёт уменьшения вспомогательного времени и отсутствие монотонной тяжелой работы станочника, возможность многостаночного обслуживания.

Для разработки управляющей программы технологом – программистом должна быть подготовлена технологическая документация, которая содержит всю необходимую геометрическую, числовую, технологическую информацию и включает в себя: РТК, заполненный бланк числовой и технологической информации, карту настройки инструментов и программный лист с программой в кодах ISO.

РТК, которое включает в себя числовую и геометрическую информацию, является исходным документом для расчета УП и в общем виде содержит: операционный эскиз детали с изображением координатных осей и элементов приспособления, графическое изображение траекторий движения инструментов, координаты исходной точки движения инструментов; информацию о номерах (кодах) инструментов или инструментальных блоков, параметры настройки инструмента, радиус и размещение настроечной кромки режущей части в поле зрения инструментального микроскопа.

 

Этапы проектирования РТК и разработки управляющей программы

Исходными данными для разработки РТК и УП являются:

- операционный эскиз детали;

- материал;

- вид и размер заготовки;

- объём партии деталей;

- модель ЧПУ и паспорт для программирования.

I. Ознакомление с исходными данными и их анализ.

В первую очередь должен быть проведен анализ и контроль рабочего чертежа детали. На эскизе должны быть проставлены размеры поверхностей, которые обрабатываются с допуском, шероховатость, требования к точности взаимного размещения поверхностей, размеры предыдущей заготовки, материал и твердость заготовки, ТУ и т.д.

Анализ партии изготовляемых деталей необходим из соображений стойкости инструмента при определении наиболее оптимальных режимов и условий обработки, количества инструментов и траекторий их движения.

Должны быть проанализированы данные про материал, вид и твердость заготовки что важно при выборе материала и геометрии режущей части инструментов.

Размеры предыдущей заготовки влияют на величину припуска, количество проходов при обработке каждой поверхности, глубину резания за проход, тип и количество инструментов для достижения заданной точности операционного размера и качества поверхности.

При ознакомлении с моделью ЧПУ необходимо соотнести габариты заготовки с габаритами рабочей зоны, с максимальной величиной рабочих перемещений и доступностью инструмента. Уточняется характер смены инструментов (смена блоков, поворот резцедержателя, поворот револьверной головки), их максимальное количество, возможность одновременной обработки несколькими инструментами, размещение инструмента при обработке (перед или за деталью), тип регулирования скоростей и подач (ступенчатый или безступенчатый).

 

Подготовка операционного эскиза

1.Деталь на эскизе изображается в таком положении, которое она занимает при обработке на данной операции. Выделяются обрабатываемые поверхности утолщенными линиями, толщиною 2S (S – толщина основной сплошной линии).

Определяют тип приспособления, базовые поверхности, изображают схематично или полусхематично базирование и крепление заготовки в приспособлении станка.

2. На эскизе проставляют операционные размеры с отклонениями и настроечные размеры, которые используют в дальнейшем при расчёте координат опорных точек.

Настроечный размер определяется как средний размер между граничными значениями операционного размера с заданными отклонениями.

 

 

 

Пример:

Над размерной линией проставляют: слева – настроечный размер, справа – в круглых скобках операционный. Граничные размеры заготовки проставляют в квадратных скобках под размерной линией: для наружных поверхностей - максимальный, для внутренних – минимальный.

3. Выбирают начало системы отсчета и оси координат с проставлением на операционном эскизе.

Для станков токарной группы принята правая система координат «x-z». Началом системы отсчета является точка пересечения координатных осей x и z.

Ось z – обычно ось вращения шпинделя, ось x – чаще всегосовмещена с плоскостьюпланшайбы, патрона или с базовой поверхностью приспособления.

 

Рисунок 1 – Для токарных станков с горизонтальной осью вращения

 

Чаще всего положительное направление осей выбирается таким образом, чтобы все перемещения инструмента осуществлялись в положительном направлении (это обусловлено тем, что при работе станка в абсолютных координатах величины координат опорных точек инструмента должны быть всегда положительными).

4.Определяют координаты эталонного блока, оправки или центра резцедержателя и проставляют на операционном эскизе.

Эталонный инструментальный блок служит для определения исходной точки каждого из инструментов путем определения их вылетов относительно эталона (подробно позже). Исходное (нулевое) положение эталона и каждого из инструментов определяется «нулевым» положением суппорта. «Нулевое» положение суппорта может быть фиксированным (т.е его положение определяется концевыми переключателями, которые ограничивают перемещение по каждой из осей, или «плавающим», когда его положение определяется условиями обработки детали).

«Нулевая» точка суппорта – это чаще всего положение суппорта при котором происходит смена инструментов (смена инструментальных блоков, поворот резцедержателя или револьверной головки на другую позицию).

На практике производить отсчет перемещений от «нулевой» точки суппорта нереально, потому обычно используют понятия «0» эталона, инструмента или резцедержателя.

 

Рисунок 2 – Определение понятия «ноль» эталона

Рисунок 3 – К определению понятия «ноль» инструмента

 

 

«0» эталона – это пересечение точно обработанных взаимно перпендикулярных поверхностей призмы, установленной в блоке.

«0» инструмента – центр радиуса скругления вершины резца; для свёрл, зенкеров и развёрток – это крайняя точка, которая лежит на оси инструмента.

Составление плана обработки

Особенность технологии с использованием ЧПУ – высокий уровень концентрации операций, т.е. возможность совмещения в рамках одной операции:

- разных методов обработки (сверления, точения, зенкерования, растачивания) разными инструментами;

- большое количество технологических переходов и рабочих проходов.

Существует большое количество разных вариантов планов и методов обработки, но в любом случае должен быть выбран наиболее рациональный из них.

На характер построения плана обработки влияют такие факторы: точность и качество поверхности; объем партии деталей; форма поверхности и доступность инструмента для её обработки; размеры и материал заготовки; жесткость детали; технологические возможности станка и т.д.

 

Рекомендации к порядку проектирования плана обработки

1. Обработку целесообразно начинать с торцевой поверхности (если данная обработка не была предусмотрена на предыдущей операции). В дальнейшем отсчет всех исполнительных длинновых размеров будет производится от обработанной измерительной базы. Создаются благоприятные условия для последующего центрования или сверления в сплошной заготовке.

2. Если предусмотрена обработка отверстия в сплошной заготовке, то целесообразно использование предварительной зацентровки.

3. Диаметр сверления отверстия перед растачиванием должен выбираться таким образом, чтобы обеспечить сверление стандартным инструментом, исключая неблагоприятные явления при сверлении (слишком низкая стойкость, большие усилия резания, чрезмерное нагревание, поломка, заклинивание свёрл и т.д.), и в тоже время обеспечить минимально необходимый припуск под окончательное растачивание.

4. При большой партии заготовок окончательную обработку не рекомендуются проводить мерным или фасонным инструментом (свёрла, зенкеры, развертки, прорезные резцы, ширина которых равна ширине паза), чтобы исключить зависимость точности размера от износа мерного инструмента. Пример: более приемлемым является растачивание отверстия, если размеры последнего обеспечивают доступность для растачивающего инструмента; размер ширины канавки или паза рекомендуется обеспечивать последовательными врезаниями прорезного резца, который меньше по размерам.