3. Особенности проектирования изготовления деталей на станках с ЧПУ

3.1. ЭТАПЫ ПОДГОТОВКИ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ

Подготовка управляющей программы складывается из следующих этапов:

1. Корректировка чертежа изготавливаемой детали:

· перевод размеров в плоскости обработки:

· выбор технологической базы;

· замена сложных траекторий прямыми линиями и дугами окружности.

2. Выбор технологических операций и переходов обработки.

3. Выбор режущего инструмента.

4. Расчет режимов резания:

· определение скорости резания;

· определение частоты вращения силового привода;

· определение скорости подачи режущего инструмента .

5. Определение координат опорных точек контура детали.

1. Построение эквидистанты и нахождение координат опорных точек эквиднстанты. Ввод исходной точки режущего инструмента.

2. Построение схемы наладки, в которой в графической форме указывается взаим­ное расположение узлов станка, изготавливаемой детали и режущего инструмента перед началом обработки.

3. Составление карты подготовки информации, в которую сводится геометрическая (координаты опорных точек и расстояния между ними) и технологическая (режимы резания) информация.

4. Составление управляющей программы

3.2 Особенности разработки технологического процесса

Виды и характер работ по проектированию технологических процессов обработки деталей на станках с ЧПУ существенно отличаются от работ, проводимых при использовании обычного универсального и специального оборудования. Прежде всего, значительно возрастает сложность технологических задач и трудоёмкость проектирования технологического процесса. Для обработки на станках с ЧПУ необходим детально разработанный технологический процесс, построенный по переходам. При обработке на универсальных станках излишняя детализация не нужна. Рабочий, обслуживающий станок, имеет высокую квалификацию и самостоятельно принимает решение о необходимом числе переходов и проходов, их последовательности. Сам выбирает требуемый инструмент, назначает режимы обработки, корректирует ход обработки в зависимости от реальных условий производства.

П ри использовании ЧПУ появляется принципиально новый элемент технологического процесса – управляющая программа, для разработки и отладки которой требуются дополнительные затраты средств и времени.

Существенной особенностью технологического проектирования для станков с ЧПУ является необходимость точной увязки траектории автоматического движения режущего инструмента с системой координат станка, исходной точкой и положением заготовки. Это налагает дополнительные требования к приспособлениям для зажима и ориентации заготовки, к режущему инструменту.

Расширенные технологические возможности станков с ЧПУ обуславливают некоторую специфику решения таких традиционных задач технологической подготовки, как проектирование операционного технологического процесса, базирование детали, выбор инструмента и т. д.

На стадии разработки технологического процесса необходимо определить обрабатываемые контуры и траекторию движения инструмента в процессе обработки, установить последовательность обработки контуров. Без этого не возможно рассчитать координаты опорных точек, осуществить точную размерную увязку траектории инструмента с системой координат станка, исходной точкой положения инструмента и положением заготовки.

В процессе обработки детали инструмент рассматривается в системе координат станка. При токарной обработке центр инструмента совпадает с центром окружности при вершине резца. Траектория инструмента совпадает с эквидистантой к контуру детали и отстоит от контура на величину радиуса при вершине резца (рис.3.1). Эквидистанта состоит из отдельных участков, разделенных опорными точками (1 – 6). Перемещения 0 – 1 и 6 – 0 являются холостыми ходами.

Рис.3.1 Траектория инструмента при токарной обработке (чистовой).

При построении маршрута обработки деталей на станках с ЧПУ необходимо руководствоваться общими принципами, положенными в основу выбора последовательности операций механической обработки на станках с ручным управлением. Кроме того, должны учитываться специфические особенности станков с ЧПУ. Поэтому маршрут обработки рекомендуется строить следующим образом.

1. Процесс механической обработки делить на стадии (черновую, чистовую и отделочную), что обеспечивает получение заданной точности обработки за счет снижения ее погрешности вследствие упругих перемещений системы СПИД, температурных деформаций и остаточных напряжений. При этом, следует иметь в виду, что станки с ЧПУ более жесткие по сравнению с универсальными станками, с лучшим отводом теплоты из зоны резания, поэтому допускается объединение стадий обработки. Например, на токарных станках с ЧПУ часто совмещаются черновая и чистовая операции, благодаря чему значительно снижается трудоемкость изготовления детали, повышается коэффициент загрузки оборудования.

2. В целях уменьшения погрешности базирования и закрепления заготовки соблюдать принципы постоянства баз и совмещения конструкторской и технологической баз. На первой операции целесообразно производить обработку тех поверхностей, относительно которых задано положение остальных или большинства конструктивных элементов детали (с целью обеспечения базы для последующих операций).

3. При выборе последовательности операций стремиться к обеспечению полной обработки детали при минимальном числе ее установок.

4. Для выявления минимально необходимого количества типоразмеров режущих инструментов при выборе последовательности обработки детали проводить группирование обрабатываемых поверхностей. Если количество инструментов, устанавливаемых в револьверной головке или в магазине, оказывается недостаточным, операцию необходимо разделить на части и выполнять на одинаковых установках, либо подобрать другой станок с более емким магазином.

5. При точении заготовок типа тел вращения первоначально обрабатывается более жесткая часть (больший диаметр), а затем зона малой жесткости.

3.3. Требование к заготовкам

Заготовки для обработки на станках с ЧПУ должны иметь минимальные и равномерные припуски, обеспечивающие получение заданной точности и шероховатости поверхностей. Точность заготовок должна быть выше, чем для станков с ручным управлением, в противном случае при обработке в автоматическом режиме большое рассеивание размеров заготовок обуславливает снижение точности готовых деталей. Этим требованиям хорошо отвечают заготовки из проката.

Представленные эскизы деталей (Приложение А) имеют однородные по конструктивно – технологическому принципу группы поверхностей, их м аксимальные диаметры не превышают диаметра отверстия в шпинделе станка 55 мм. Следовательно, в качестве заготовок можно применить прокат. Прокат зажимается в трех кулачковом патроне и может быть использован для изготовления нескольких штук деталей.

В таблице 2.3.1 проведен сортамент круглого горячекатаного проката, изготовленного из стали 45, здесь же указана точность его изготовления.

Механические свойства стали 45: δ вр = 61 МПа, НВ – 241.

Таблица 3.1 Сортамент круглого горячекатаного проката.