Чпу методическое пособие

Год публикации: 2011

Библиографическая ссылка:: Мирошин Д.Г. Технология программирования и эксплуатация станков с ЧПУ: учебное пособие / Д.Г. Мирошин, Т.В. Шестакова, О.В. Костина. — Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2011. — 79 с.

Для того, чтобы оценить ресурс, необходимо авторизоваться.

Раскрываются вопросы выбора современного металлорежущего инструмента, устройства, работы и наладки токарно-фрезерного обрабатывающего центра с программным управлением, программирования механической обработки деталей на стойках «Сименс» в системе ЧПУ «Синомерик». Адресовано студентам вузов и колледжей, обучающимся по специальности 050501.08 Профессиональное обучение (Машиностроение и технологическое оборудование).

Чпу методическое пособие

1.2 Сравнительный анализ универсальных металлорежущих станков и станков с ЧПУ

1.2.2 Алгоритм работы

1.2.3 Эффективность применения

1.3 Конструктивные особенности современных станков с ЧПУ

1.3.1 Управляемые движения исполнительных органов станка

1.3.2 Привод подачи

1.3.3 Системы измерения перемещений исполнительных органов станка

1.3.4 Привод главного движения и шпиндельный узел

1.3.5 Приспособления для зажима заготовок

1.3.6 Устройства автоматической смены инструмента

1.3.7 Меры безопасности при работе на станках с ЧПУ

2.1 Системы координат станков с ЧПУ

2.1.1 Типы систем координат

2.1.1.1 Декартова прямоугольная система координат

2.1.1.2 Полярная система координат

2.1.1.3 Дополнительные поворотные оси координат

2.1.2 Системы координат и направления движения исполнительных органов станков с ЧПУ

2.1.2.1 Система координат станка с ЧПУ

2.1.2.2 Система координат заготовки

2.1.2.3 Рекомендуемая система координат заготовки при фрезерной обработке

2.1.2.4 Рекомендуемая система координат заготовки при токарной обработке

Упражнения по теме «Система координат заготовки»

2.1.2.5 Положение и обозначение координатных осей в станках с ЧПУ

2.1.2.6 Направления перемещений в станках с ЧПУ

2.1.2.7 Отсчет перемещений в системе ЧПУ

2.2 Определение координат профиля

2.2.1 Основы вычисления координат

2.2.2 Вычисление координат для системы ЧПУ

Упражнения по теме «Вычисление координат для системы ЧПУ»

2.3 Нулевые и исходные точки станков с ЧПУ

2.3.1 Типы нулевых и исходных точек

2.3.2 Нулевая точка инструмента E и точка установки инструмента B

2.3.3 Точка смены инструмента N

2.3.4 Установка нулевой точки заготовки на токарном станке с ЧПУ

2.3.4.1 Последовательность действий при установке нулевой точки заготовки на токарном станке с ЧПУ

2.3.5 Установка нулевой точки заготовки на фрезерном станке с ЧПУ

2.3.5.1 Последовательность действий при установке нулевой точки заготовки на фрезерном станке с ЧПУ

2.4 Числовое программное управление станков

2.4.1 Классификации систем ЧПУ

2.4.2 Осуществление движений инструмента

2.4.3 Классификация систем ЧПУ по технологическому назначению

2.5 Коррекция инструмента для обработки на станке с ЧПУ

2.5.1 Смысл и цель использования величин коррекции инструмента

2.5.2 Коррекция вылета инструмента при фрезеровании и точении

2.5.3 Коррекция радиуса инструмента

2.5.3.1 Коррекция радиуса инструмента при фрезеровании

2.5.3.2 Коррекция радиуса вершины резца при точении

2.6 Измерение и наладка инструмента с помощью измерительного приспособления

2.6.1 Конструкция и возможности измерительного приспособления для наладки инструмента

2.6.2 Порядок работы на измерительном приспособлении для наладки инструмента вне станка

2.6.3 Измерение вылета инструмента непосредственно на станке косвенным методом

3.2 Материалы режущей части токарных и фрезерных инструментов

3.2.1 Быстрорежущая сталь

3.2.2 Твердые сплавы

3.2.2.1 Конструкция режущей части инструмента из твердого сплава

3.2.4 Сверхтвердые материалы

3.3 Токарные резцы для станков с ЧПУ

3.3.1 Классификация токарных резцов для станков с ЧПУ

3.3.2 Геометрия режущей части резца

3.3.3 Износ и стойкость токарных резцов

3.4 Параметры режимов резания при токарной обработке

3.4.1 Теоретические основы определения параметров режимов резания при токарной обработке

3.4.2 Особенности определения режимов резания для токарных станков с ЧПУ

3.4.2.1 Расчет основного технологического времени

3.4.2.2 Расчет шероховатости обработанной поверхности

3.5 Фрезерные инструменты для станков с ЧПУ

3.5.1 Классификация фрезерных инструментов для станков с ЧПУ

3.5.2 Геометрия режущей части фрезы

3.5.3 Износ и стойкость фрез

3.6 Параметры режимов резания при фрезерной обработке

3.6.1 Теоретические основы определения парметров режимов резания при фрезерной обработке

3.6.2 Особенности определения режимов резания для фрезерных станков с ЧПУ

3.6.2.1 Расчет основного технологического времени

Примеры расчета технологических параметров для фрезерной обработки

3.7 Расчет технологических параметров для обработки на станках с ЧПУ

3.7.1 Примеры расчета технологических параметров для токарной обработки на станке с ЧПУ

3.7.2 Примеры расчета технологических параметров для фрезерной обработки на станке с ЧПУ

3.8 Станочные приспособления для станков с ЧПУ

3.8.1 Классификация станочных приспособлений

3.8.2 Станочные приспособления с механическим приводом

3.8.3 Станочные приспособления с гидравлическим приводом

3.8.4 Станочные приспособления с пневматическим приводом

3.8.5 Станочные приспособления с магнитным и электромагнитным приводом

3.8.6 Станочные приспособления для токарных станков с ЧПУ

3.8.6.1 Токарные центры

3.8.6.2 Поводковые зажимные устройства

3.8.6.4 Цанговые зажимные устройства

3.8.6.5 Зажимные кулачковые патроны

3.8.7 Станочные приспособления для фрезерных станков с ЧПУ

3.8.7.1 Прижимные приспособления

3.8.7.3 Сборные приспособления из стандартизованных составных элементов

3.8.7.4 Магнитные приспособления

4.1 Организация работы при ручном вводе программ

4.1.1 Особенности технологической подготовки производства при обработке на станках с ЧПУ

4.1.1.1 Способы и технические средства подготовки управляющих программ

4.1.1.2 Составление управляющих программ в цехе

4.1.1.3 Составление управляющих программ в специализированном подразделении по программированию

4.1.1.4 Составление управляющих программ в конструкторско-технологическом подразделении

4.1.2 Процедура ручного составления управляющих программ

4.2 Основы программирования

4.2.1 Стандарты программирования

4.2.2 Составные элементы управляющей программы

4.2.2.1 Слово управляющей программы

4.2.2.2 Кадр управляющей программы

4.2.2.3 Структура управляющей программы

4.2.2.4 Кодирование основных команд управляющей программы

Методическое пособие для учителя по использованию конструктора модульных станков с ЧПУ в учебном пр. LIN-CNC RM

Авторизованный дилер The Cool Tool

Получить тех. задание

Профессиональный монтаж оборудования

Официальная гарантия производителя

Наша фирма занимается разработкой и внедрением строительных проектов. Для удобства и улучшения качества работы приобрели интерактивную доску Yesvision BW88 и мультимедийный проектор. Будем продолжать сотрудничать с nera-msc.ru.

Капустин Павел
5 июля, Санкт-Петербург

Проектор приехал через 3 дня в Коломну. Работает без нареканий, гарантийный талон + все необходимые документы присутствуют. Советую этот магазин, если хотите купить быстро и без лишних проблем.

Носов Алексей
13 октября, Коломна

Заказали интерактивный комплект на этом сайте. Привезли быстро,включая все необходимые документы и гарантии. Оборудование качественное, все работает на пять с плюсом.

semen515156
23 мая, Тула

Доставку заказал на удобное для меня время. Товар на картинке соответствует доставленному заказу. Покупкой доволен.

Быков Алексей
18 октября, Москва

Покупал проектор BenQ W1070+ для домашнего кинотеатра. Заказ доставили в обговоренные сроки, гарантийник и документы все в норме. Хороший, честный магазин.

Ушаков Роман
5 октября, Москва

Покупал здесь фендер 375 для репетиций в гараже, звук супер. Репетируем три раза в неделю, ни каких проблем не возникло. Профи консультант на телефоне, подробно ответил на все вопросы, всем советую этот магазин.

Курбатов Виктор
8 октября, Балашиха

Покупал в этом магазине 3d принтер Picaso Designer. Заказал с доставкой на дом) на оформление заказа ушло минут 10, оплатил сразу же. Через два дня приехал ко мне принтер, все новое, ни каких проблем.

Бабинович Артур
8 апреля, Москва

От магазина остались только благоприятные впечатления. Документы, гарантийный талон и сам товар, все в норме. Ставлю пять.

Казаков Валерий
27 мая, Дедовск

Заказали недавно ребенку набор Лего Ev3. Сделали скидку и конструктор доставили быстро, на следующий день после заказа.

Расулова Анна
27 мая, Клин

Недавно приобрели магнитно-маркерную доску Magnetoplan. Товаром остались довольны. Спасибо за быструю доставку!)

Anechka Yaganova
6 августа, Знамя Октября

Самовывоз в Москве – бесплатно

по Москве – 890 руб.

по МО – от 350 руб.

по России до двери – от 500 руб.

  • Описание
  • Доставка и оплата
  • В методическом пособии представлена вся необходимая информация о конструкторе модульных станков с ЧПУ: комплектация, инструкции по сборке и настройке станков, рекомендации по установке управляющего программного обеспечения CoolCNC. Описаны примеры отдельных проектов, процесс подготовки заготовок и правила техники безопасности в работе со станками.

    • Учебные возможности конструктора модульных станков с ЧПУ.
    • Числовое программное управление (ЧПУ): основные понятия, автоматизация производственных процессов.
    • Программное обеспечение CoolCNC на платформах Linux и Windows. Создание программ числового управления.
    • Станки с числовым управлением: системы координат, системы управления подачей рабочего инструмента.
    • Токарный станок с ЧПУ: сборка, примеры проектов.
    • Фрезерный станок с ЧПУ: трехкоординатный горизонтально-фрезерный и вертикально-фрезерный станки, сборка, примеры проектов.
    • 1.Числовое программное управление (ЧПУ): основные понятия
    • 1.1 Автоматизации производственных процессов: достоинства и недостатки
    • 1.2 Автоматизации производственных процессов: этапы развития
    • 1.3 О системе CoolCNC на платформах Linux и Windows
    • 1.4 Станки с числовым управлением: системы координат
    • 1.5 Системы управления подачей рабочего инструмента
    • 1.6 Создание программ числового управления: основные сведения
    • 2. Программное обеспечение CoolCNC® LINUX (Emc2)
    • 2.1 Общая информация и системные требования
    • 2.2 Установка программы Ubuntu 10.04 и приложения Emc2
    • 2.3 Работа с приложением Emc2
    • 2.4 Настройка станка
    • 3. Токарный станок с ЧПУ
    • 3.1 Токарный станок с ЧПУ: общая информация
    • 3.2 Токарный станок с ЧПУ: перечень деталей
    • 3.3 Токарный станок с ЧПУ: сборка
    • 3.4 Примеры проектов для токарного станка с ЧПУ
    • 4. Фрезерный станок с ЧПУ4.1 Фрезерование на станках с ЧПУ: общая информация
    • 4.2 Трехкоординатный горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ: перечень деталей
    • 4.3 Трехкоординатный горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ: сборка
    • 4.4 Трехкоординатный горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ: проект
    • 4.5 Трехкоординатный вертикально-фрезерный станок с ЧПУ: перечень деталей
    • 4.6 Трехкоординатный вертикально-фрезерный станок с ЧПУ: сборка
    • 4.7 Трехкоординатный вертикально-фрезерный станок с ЧПУ: примеры проектов

    Воспользуйтесь услугой!

    Способы оплаты для физических лиц:
    • пластиковой картой через личный кабинет вашего банка, например Сбербанк Онлайн ( Инструкция );
    • переводом денежных средств через любой банк на территории РФ;
    Способы оплаты для юридических лиц:
    • безналичным переводом денежных средств на р/с компании;

    Договор на поставку оборудования оформляется по запросу. Все необходимые для бухгалтерии документы (оригинал счета на оплату, счет-фактура, накладная) выдаются вместе с заказом.

    Полная информация об оплате находится на странице «Оплата»

    Доставка по России:

    Мы доставляем заказы по всей России с помощью транспортных компаний на Ваш выбор.
    Доставка по Москве до терминалов ТК «Деловые линии», «СДЭК», «Курьер сервис экспресс», «ПЭК», производится бесплатно!

    • «Деловые линии» – ежедневная отправка грузов (кроме выходных). При наличии товара на нашем складе, он будет отправлен в день оплаты.
    • «СДЭК» – ежедневная отправка грузов (кроме выходных). При наличии товара на нашем складе, он будет отправлен в день оплаты.
    • «Курьер сервис экспресс» – ежедневная отправка грузов (кроме выходных). При наличии товара на нашем складе, он будет отправлен в день оплаты.
    • «ПЭК» — еженедельная отправка сборных грузов, производится строго на конец рабочей недели (четверг-пятница).

    Вы можете получить заказ, воспользовавшись услугами других транспортных компаний.
    Сроки и способ отправки Вы можете согласовать с менеджером по телефону 8(800)707-14-06.

    Доставка по Москве и МО:

    Мы осуществляем доставку по Москве и Московской обл., минимальная стоимость доставки составляет 350 рублей. Итоговую стоимость и время доставки уточняйте у наших менеджеров по телефону +7(800)707-14-06 или свяжитесь с нами удобным для Вас способом.

    После подтверждения менеджером готовности заказа к отгрузке, вы можете получить его по адресу: Краснобогатырская улица, дом 89 стр. 1 с 10-00 до 18-00. Подробная схема проезда находится в разделе контакты.

    Без резерва, приобрести товар невозможно!

    Полная информация о доставке находится на странице «Доставка»

    Методическая разработка на тему:
    Учебное пособие оператора станков с ЧПУ

    В пособии, разработанном мастером производственного обучения Коротковым С.Н., раскрываются общие правила по технике безопасности во время работы на токарном станке с ЧПУ, а также представлен материал по введению в программирование токарной обработки, снабженный чертежами, схемами и примерами

    Предварительный просмотр:

    Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Поможет найти ответы по токарной обработке).

    Методические разработки практических занятий.

    Программа кружка, в рамках которого осуществляется подготовка студентов к участию в чемпионате рабочих профессий WorldSkill.

    Машиностроение является основной отраслью современного производства. Любое производство связанно с технологическим процессом. Задача дальнейшего наращивания объемов производства без при­влечения д.

    Презентация на тему «Станки с ЧПУ в машиностроении».

    Рабочая программа учебной дисциплины Химия является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС СПО по профессии 15.01.32 «Оператор станков с программным упра.

    ЧПУ, учебное пособие. Помогите.

    Ребят, может у кого есть пособие по программированию на стойках Okuma osp-p200ma. Я уже и не знаю где искать. устроился на работу на таком станке работаю впервые. Никто не хочет обучать, а работать как то надо. в интернете ничего не находит((( помогите пожалуйста

    • Лучшие сверху
    • Первые сверху
    • Актуальные сверху

    18 комментариев

    Только это язык потенциального противника.

    гуглтранслейт или переводчик не спасут?

    вот здесь занимаются обучением. скорее всего, платно. но цены в таких конторах не кусаются.если совсем тухло, я бы заплатил как за учебу и попросил выслать методические материалы. тем более, у них заочное что-то есть. да еще телефон какого нибудь спеца выпросил и у оного консультировался бы случись чего

    ПРОГРАММИРОВАНИЕ И НАЛАДКА СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ. Учебно-методическое пособие

    1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» И. А. Каштальян ПРОГРАММИРОВАНИЕ И НАЛАДКА СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Учебно-методическое пособие Минск БНТУ 2015

    2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» И. А. Каштальян ПРОГРАММИРОВАНИЕ И НАЛАДКА СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Учебно-методическое пособие для студентов машиностроительных специальностей высших учебных заведений Рекомендовано учебно-методическим объединением высших учебных заведений по образованию в области машиностроительного оборудования и технологий Минск БНТУ

    3 УДК (075.8) ББК я7 К31 Р е ц е н з е н т ы: кафедра «Оборудование и автоматизация производства» Барановичского государственного университета; доктор технических наук, профессор О. Г. Девойно 2 К31 Каштальян, И. А. Программирование и наладка станков с числовым программным управлением : учебно-методическое пособие для студентов машиностроительных специальностей высших учебных заведений / И. А. Каштальян. Минск: БНТУ, с. ISBN Рассмотрены вопросы программирования, наладки и эксплуатации станков с ЧПУ различных технологических групп. Описаны особенности технологического проектирования при изготовлении деталей на станках с ЧПУ. Представлена необходимая информация о связи систем координат станка, детали и инструмента, привязке и коррекции режущего инструмента. Приведены основные сведения по кодированию и внедрению управляющих программ. УДК (075.8) ББК я7 ISBN Каштальян И. А., 2015 Белорусский национальный технический университет, 2015

    4 ВВЕДЕНИЕ Одной из приоритетных задач на современном этапе развития машиностроения является комплексная механизация и автоматизация технологических процессов механической обработки. В условиях мелкосерийного и серийного производства, на которые приходится около 75 % продукции машиностроения, эта задача решается путем внедрения станков и станочных комплексов с числовым программным управлением (ЧПУ). Оборудование с ЧПУ совмещает гибкость универсального и высокую производительность специального автоматического оборудования, что существенно меняет характер производства, делает его мобильным, удовлетворяющим требованиям по непрерывному усовершенствованию и обновлению продукции машиностроения. Однако такое оборудование является достаточно сложным, а его приобретение связано с большими финансовыми затратами, поэтому проблема эффективного использования станков с ЧПУ является приоритетной для большинства предприятий машиностроения и неразрывно связана с необходимостью подготовки инженерных кадров в области внедрения и эксплуатации такого технологического оборудования. В предлагаемом учебно-методическом пособии, предназначенном для студентов машиностроительных специальностей вузов, приведены необходимые сведения по разработке, редактированию и отладке управляющих программ для станков с ЧПУ. Описаны структура и функциональные возможности комплекса «Станок с ЧПУ». Представлена необходимая информация о связи систем координат станка, детали и инструмента, привязке и коррекции режущего инструмента. Рассмотрены особенности проектирования технологических операций механической обработки на станках с ЧПУ. Изложена методика программирования и наладки станков с ЧПУ различных технологических групп. 3

    5 4 1. СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЛЕКСА «СТАНОК С ЧПУ» 1.1. Геометрическая задача ЧПУ В общем виде структуру комплекса «Станок с ЧПУ» можно представить состоящей из трех компонент, каждая из которых выполняет свою задачу: управляющая программа (УП), устройство ЧПУ и собственно станок. Управляющая программа содержит укрупненное кодированное описание всех стадий формообразования изделия (детали). Главное в этом описании то, что оно не допускает двусмысленных толкований. В устройстве ЧПУ управляющая информация транслируется, а затем используется в вычислительном цикле, результатом которого является формирование оперативных команд управления в реальном времени. Станок является основным потребителем управляющей информации (объектом управления), а в конструктивном отношении несущей конструкцией, на которой смонтированы механизмы с автоматическим управлением, приспособленные к приему оперативных команд от устройства ЧПУ. К числу таких механизмов прежде всего относятся те, которые непосредственно участвуют в геометрическом формообразовании детали. Это механизмы главного движения (вращения шпинделя) и механизмы координатных подач, направления которых различны. В зависимости от числа координат движения, задаваемых механизмами подачи, складывается та или иная система координат: плоская двумерная, пространственная трехмерная, пространственная многомерная. Из всех механизмов механизмы подач требуют в процессе управления наибольшего объема переработки информации и вычисления, поэтому от числа управляемых координат, от сложности геометрической координатной задачи формообразования во многом зависят сложность устройства ЧПУ в целом и используемая методика программирования. Геометрическая задача ЧПУ связана с решением частных задач управления. Для каждой из них разработаны математическая модель и алгоритм решения. Включение программного модуля, реализующего соответствующий алгоритм управления, осуществляется путем задания в кадре УП определенной подготовительной функции под адресом G. Среди программных модулей, разработанных в рамках

    6 геометрической задачи, следует выделить следующие: интерполяции, расчета эквидистанты, формирования перемещений в абсолютных координатах или приращениях, коррекции положения настроечной точки инструмента и др Системы координат станка, детали и инструмента В процессе подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ наиболее трудоемким этапом является расчет траектории инструмента. Траектория строится относительно контура детали, и при отработке программы по ней осуществляется перемещение соответствующих рабочих органов станка. При этом большое значение имеют правильный выбор и взаимная увязка систем координат детали, станка и инструмента. В системе координат станка (СКС) определяются начальные и текущие положения рабочих органов станка, их предельные перемещения. Для обеспечения общности методов подготовки управляющих программ выбор СКС должен соответствовать рекомендациям комитета ИСО. Выбранную систему координат при этом принято считать стандартной. По ГОСТ стандартная система координат представляет собой правую прямоугольную декартову систему координат XYZ. Ее начало, как правило, совмещается с базовой точкой узла станка, несущего заготовку и зафиксированного в положении, при котором все перемещения рабочих органов станка могли бы описываться положительными координатами. Такими базовыми точками являются, например, для шпиндельного узла точка пересечения базового торца шпинделя с осью его вращения, для крестового стола точка пересечения его диагоналей на зеркале стола или специальная настроечная точка, определяемая конструкцией приспособления, для поворотного стола точка пересечения зеркала стола с осью его вращения. Выбор направления осей стандартной СКС связывают с положением оси вращения инструмента или заготовки. У сверлильных, расточных, фрезерных и токарных станков с осью вращения инструмента (заготовки) совпадает положение оси Z. Причем при положительном направлении оси Z сверло должно выдвигаться из заготовки. Для станков, на которых сверление невозможно, ось Z перпендикулярна плос- 5

    7 кости установки заготовки. Ось X перпендикулярна оси Z и параллельна плоскости установки заготовки. При наличии двух осей, перпендикулярных оси Z, за ось X принимают ту, вдоль которой возможно большее перемещение исполнительного органа. Если известны направления осей X и Z, направление оси Y определяется из условия расположения осей правой прямоугольной системы координат. Стандартной системой координат токарного станка является двухкоординатная система XсZ с с началом в базовой точке, лежащей на пересечении базового торца шпинделя с осью его вращения. При этом положительные направления осей системы координат зависят от расположения инструмента на станке. Направление осей координат при размещении инструмента над или за осью вращения шпинделя показано на рис. 1.1, а, под или перед осью на рис. 1.1, б. а б Рис Системы координат токарных станков Стандартной системой координат для станков сверлильной, расточной и фрезерной групп служит трехкоординатная система X с YZ c c. За ее начало принимают базовую точку стола в одном из его крайних положений, а направление координатных осей зависит от компоновки станка. Направление осей для станков с вертикальным и горизонтальным расположением шпинделя показано соответственно на рис. 1.2, а и б. 6

    8 а б Рис Системы координат станков сверлильно-фрезерно-расточной группы Если у станка имеется несколько рабочих органов, несущих инструмент, для задания их перемещений используются различные системы координат. Оси, обозначенные буквами X, Y, Z, относятся к первому рабочему органу. Оси второго рабочего органа обозначают буквами U, V, W, третьего P, Q, R. Координатные оси рабочих органов, несущих заготовку, направлены противоположно соответствующим осям рабочих органов, несущих инструмент. Обозначают их теми же буквами со штрихами, например X, Y, Z. Круговое перемещение рабочего органа станка, несущего инструмент, вокруг осей X, Y, Z при программировании обозначается соответственно буквами ABC. поворот рабочего органа станка с заготовкой вокруг осей X, Y, Z буквами A, B, C. Вторичные угловые перемещения вокруг специальных осей обозначаются буквами D и E. Компоновки некоторых станков с ЧПУ с указанием обозначений и положительных направлений координатных осей рабочих органов приведены на рис Токарные станки с ЧПУ, составляющие самую значительную группу в парке станков с ЧПУ, предназначены для наружной и внутренней обработки сложных деталей типа тел вращения (рис. 1.3). По виду выполняемых работ они подразделяются на прутковые, центровые, патронные, патронно-центровые, карусельные. 7

    9 á àа б в â +Z +Z +Z +Õ +Õ +Õ 8 Рис Разновидности компоновок токарных и токарно-карусельных станков с ЧПУ: а, б токарного; в токарно-карусельного Центровые станки служат для обработки заготовок типа валов со сложными прямолинейными и криволинейными поверхностями. Патронные станки предназначены для обточки, сверления, зенкерования, развертывания, цекования, нарезания резьбы метчиками и резцами в деталях типа фланцев, зубчатых колес, крышек, шкивов и т. д. На патронно-центровых станках выполняется наружная и внутренняя обработка сложных заготовок типа тел вращения. Они обладают технологическими возможностями токарных центровых и патронных станков. Карусельные станки применяются для обработки деталей типа тел вращения, диаметр которых значительно превосходит их длину. Токарные станки чаще выпускают с вертикально или наклонно расположенными направляющими станины. Это обеспечивает надежное удаление стружки либо в поддон, либо на транспортер. Наиболее распространены токарные станки с двумя или тремя координатами управления. В последнем случае кроме перемещения суппорта по двум координатам предусмотрено угловое позиционирование шпинделя. Все современные станки имеют обратную связь между вращением шпинделя и перемещением суппорта для обработки винтовых поверхностей. На станках некоторых конструкций имеется возможность обработки винтовой поверхности с плавно изменяющимся шагом. Для автоматической смены инструмента в подавляющем большинстве случаев используют револьверные головки. Однако при размещении в головке длинных инструментов в связи с невозможностью

    10 их совместного размещения в зоне обработки возникают проблемы. Поэтому в некоторых моделях токарных станков помимо револьверных головок предусматривают магазины инструментов. В серийном и крупносерийном типах производства используют двухсуппортные (рис. 1.4, а, б, в) и многошпиндельные (рис. 1.4, г, д) станки. а б в Z O 1 X U X O 2 W O 1 Z W Z U X O 2 W U г ã Z X O1 1 W O 2 U д ä 1 Z O 1 X 2 O 2 W U Рис Разновидности компоновок двухсуппортных и многошпиндельных станков с ЧПУ Независимое управление суппортами обеспечивает возможность последовательной и параллельной многосторонней (см. рис. 1.4, а, б, в, д) или односторонней (см. рис. 1.4, г) обработки. В указанных компоновках заготовка 1 обрабатывается в центрах (см. рис. 1.4, а), в патроне (см. рис. 1.4, г), при установке прутка в цанге (см. рис. 1.4, д). 9

    11 В последнем случае заготовка 1, обработанная в левом шпинделе, захватывается правым шпинделем и из левой цанги выталкивается на необходимую длину. После отрезки осуществляется обработка левой стороны 2 заготовки. В такой компоновке число управляемых координат может достигать семи или восьми. Помимо независимых перемещений суппортов по двум координатам и углового позиционирования шпинделей предусматривается управление их осевым перемещением. Имеются конструкции станков с компоновками, представленными на рис. 1.4, б, д, у которых в отдельных позициях револьверной головки предусмотрена возможность использования вращающихся инструментов (сверл, зенкеров, разверток, метчиков, концевых фрез). На таких станках помимо токарных переходов можно выполнять обработку радиальных и неосевых торцевых отверстий, шпоночных пазов, лысок и других поверхностей. Фрезерные, сверлильно-фрезерные и расточные станки с ЧПУ обычно имеют вертикальную и реже горизонтальную или комбинированную компоновки (рис. 1.5). На таких станках можно фрезеровать наружные или внутренние поверхности, вырезать отверстия в плитах без предварительного сверления отверстия для ввода фрезы и обрабатывать методом обкатывания объемные криволинейные поверхности (например рабочую часть лопаток газовых турбин). Режущие инструменты чаще всего размещают либо в револьверных головках, либо в магазинах, что обеспечивает их автоматическую смену при выполнении операции. Многооперационные станки (МС), или «обрабатывающие центры», предназначены для комплексной обработки деталей инструментами различных видов по программе ЧПУ с автоматической сменой инструментов. Большинство этих станков используется для обработки с разных сторон сложных корпусных деталей, плит, кронштейнов и других деталей, имеющих большое число отверстий. Многооперационные станки в основном выпускают горизонтальной компоновки с четырьмя координатами управления (линейные перемещения по трем координатам и вращение стола вокруг оси ОY), рис. 1.6, а. 10

    12 г à бá +Z +Y +Z +Õ +Y +Õ в â гã +Y +R +Q +Z +Y +Z +V? +W +Õ +Õ +W Рис Разновидности компоновок фрезерных, сверлильно-фрезерных и расточных станков с ЧПУ: а вертикально-фрезерного с крестовым столом; б продольно-фрезерного с подвижным столом; в сверлильно-фрезерного портального; г горизонтально-расточного Реже применяют станки вертикальной компоновки с программированием трех линейных перемещений. Некоторые модели оснащают поворотными столами, что дополнительно обеспечивает программируемое вращение вокруг одной из осей: либо ОХ (рис. 6, б), либо OY. В серийном производстве используют двухшпиндельные станки с вертикальными и горизонтальными шпинделями (рис. 1.6, в), что обеспечивает как последовательную, так и параллельную многостороннюю обработку. В последнее время стали выпускать станки с 11

    13 вертикальным расположением стола, обеспечивающим надежное удаление стружки (рис. 1.6, г). а б в г Рис Разновидности компоновок сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ У некоторых моделей станков шпиндельная бабка в процессе выполнения операции может изменять угловое положение (от вертикального перемещения до горизонтального). В сочетании с поворотным столом это позволяет обработать все поверхности, кроме базовой. Из этих же соображений четырехкоординатные станки оснащают угловыми насадками, которые обеспечивают изменение направления оси вращения инструмента относительно оси вращения шпинделя. Отдельные станки имеют опрокидывающие столы со сквозными окнами, которые позволяют выполнить обработку со стороны базовой поверхности заготовки. 12

    14 Многооперационные станки с ЧПУ оснащают инструментальными магазинами, располагающими от 20 до 120 и более инструментами, которые автоматически могут заменяться в процессе выполнения операции. Технологические возможности станков с ЧПУ этого типа существенно расширяет использование плансуппортных головок (специального механизма, смонтированного в шпиндельной бабке, обеспечивающего радиальное перемещение каретки с резцом по программе). В зависимости от конструкции станка заданное положение инструмента и заготовки при ее обработке может быть получено перемещением инструмента относительно неподвижной заготовки, заготовки относительно неподвижного инструмента или перемещением инструмента и заготовки одновременно. Так как учесть эти особенности сложно, при подготовке УП исходят из того, что инструмент движется относительно неподвижной заготовки. Знаки его координатных перемещений, задаваемые в УП, соответствуют при этом направлениям осей координат детали. В устройстве числового программного управления информация о направлении координатных осей рабочих органов станка отображается так, что перемещение инструмента выполняется с заданным в УП знаком. Если перемещается заготовка, знак направления движения изменяется на противоположный. Программирование и наладка станка для работы по УП осуществляется с использованием характерных точек. В ГОСТ эти точки называются нулевой, исходной и фиксированной. За нулевую точку станка принято начало системы его координат. В УП относительно нулевой точки задаются абсолютные размеры перемещений рабочих органов станка. Исходная точка станка определяется относительно нулевой, с нее начинается работа по УП. Исходные точки выбирают из условий сокращения вспомогательных ходов, обеспечения безопасности смены инструмента и удобства закрепления заготовки на станке. Перед началом работы станка по УП с исходными точками совмещаются базовые точки его рабочих органов. Фиксированная точка станка определяется относительно нулевой и служит для нахождения положения его рабочего органа. Совмещение базовых точек рабочих органов с фиксированными точками станка производится с помощью датчиков положения. При изготовлении первой детали партии (после переналадки станка) фиксированные 13

    15 точки станка служат исходными. Для последующих деталей партии исходные точки выбирают по возможности ближе к заготовке. Система координат детали (СКД) предназначена для задания координат опорных точек обрабатываемой поверхности, а также координат опорных точек траектории инструмента (рис. 1.7). а б в М(x, y, z) М(q,, z) М(r,, ) r 14 Рис Системы координат детали При этом опорными считаются точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, которые составляют контур детали и влияют на траекторию инструмента на переходах обработки. В качестве СКД используются правая прямоугольная, цилиндрическая и сферическая системы координат. Наиболее часто применяется правая прямоугольная система (рис. 1.7, а). Координатами точки в ней являются расстояния x, y, z от точки до трех взаимно перпендикулярных координатных плоскостей (соответственно абсцисса, ордината и аппликата), взятые с определенным знаком. В цилиндрической системе координат (рис. 1.7, б) точка задается радиусом-вектором, центральным углом, определяющим положение проекции точки на основной плоскости, и аппликатой z. В сферической системе (рис. 1.4, в) координатами точки являются радиус-вектор r, долгота и полярный угол. Для упрощения разработки УП при выборе системы координат детали целесообразно: а) направления осей координат детали принимать такими же, как и направления осей координат станка;

    16 б) координатные плоскости совмещать с поверхностями технологических баз или располагать параллельно; в) начало системы координат выбирать таким, чтобы все или большая часть координатных опорных точек имели положительные значения; г) координатные оси совмещать с осями симметрии или с выносными линиями, относительно которых проставлено наибольшее число размеров. Система координат инструмента (СКИ) предназначена для задания перемещения его настроечной точки относительно державки или центра поворота инструментальной головки. Оси СКИ X и, Z и параллельны осям стандартной СКС и направлены в одну и ту же сторону. При выборе начала СКИ должны учитываться особенности установки инструмента на станке (чаще его совмещают с базовой точкой инструментального блока). Положение настроечной точки инструмента В задается координатами x 0, и В z (рис. 1.8). Инструмент рассматривают в сборе с державкой. 0и B Настройка, как правило, осуществляется вне станка с помощью специальных приборов. Рис Система координат инструмента 15

    17 Режущая часть инструмента характеризуется положением его вершины и режущих кромок. Вершина инструмента задается радиусом cкругления r и координатами x и z ее настроечной точки В 0и В 0и B (рис. 1.8), положение которой относительно начала системы координат инструмента обеспечивается наладкой инструментального блока вне станка. Положение режущей кромки резца задается главным и вспомогательным 1 углами в плане, а сверла углом 2 при вершине и диаметром D. Вершина вращающегося инструмента лежит на оси вращения, и поэтому для ее задания достаточно указать аппликату z 0. и B 1.3. Связь систем координат Наличие связи систем координат станка, детали и инструмента позволяет выдерживать заданную точность изготовления детали при ее переустановке, а при подготовке УП траекторию перемещения инструмента задавать в системе координат детали. Системы координат связаны через базовые точки рабочих органов станка, несущих заготовку и инструмент. На токарном станке (рис. 1.9) за начало системы координат X сz с принята базовая точка шпиндельного узла (точка пересечения торца шпинделя с осью его вращения). Настроечная точка B инструмента задается в системе координат XиZ и и переводится в систему координат станка через базовую точку K суппорта (координаты x0z 0). С точкой К совмещено начало системы координат инструмента. Текущая точка A траектории инструмента переводится из системы координат детали X дz д в систему координат станка через базовую точку Б крепежного приспособления, которая определяется в системе координат детали (координата z 0сБ z 0дБ ) и станка (координата ). Чаще точка Б совмещается с точкой 0 д, т. е. технологическая база совмещается с соответствующей опорной поверхностью приспособления. 16

    18 Z 0 Рис Связь систем координат детали, станка и инструмента при токарной обработке Начало системы координат XсYZ c c сверлильно-расточного станка (рис. 1.10) принято в базовой точке n при крайнем левом дальнем положении крестового поворотного стола (на стол следует смотреть со стороны шпиндельного узла). Настроечная точка B инструмента определена в системе координат X иz и при настройке его на размер и переводится в систему координат станка через базовую точку шпиндельного узла (с точкой O ш совмещено начало системы координат инструмента). Любая точка A траектории инструмента переводится из системы координат детали X дyz д д в систему координат станка через базовую точку Б приспособления. O ш 17

    19 18 Рис Связь систем координат детали, станка и инструмента при обработке на сверлильно-фрезерно-расточных станках 1.4. Позиционная и контурная обработка Программа обработки описывает поступательное перемещение инструмента относительно детали. Описание проводится для определенной точки инструмента: для концевой сферической фрезы это центр полусферы, для сверла точка пересечения оси с поперечной режущей кромкой, для резца его вершина или центр дуги окружности при вершине. В общем случае точка, движение которой программируется, называется центром инструмента. В процессе обработки по программе центр инструмента проходит путь, называемый траекторией инструмента. Если принять, что радиус инструмента во время формообразования контура детали остается постоянным, то при этом траектория центра инструмента эквидистантна к контуру детали. Эквидистанта это геометрическое место точек, равноудаленных от какой-либо линии и лежащих по одну сторону от нее. Характер эквидистанты отражает форму изготавливаемой детали и режущей части инструмента.

    20 Эквидистанта формируется из геометрических элементов, к которым относятся отрезки прямых, дуги окружностей, другие кривые второго и высших порядков. Отдельные геометрические элементы соединяются пересечением или касанием. Точки сопряжения участков, т. е. переходы от одного геометрического элемента к другому, называются опорными точками. Если участок одного геометрического элемента размещается в разных квадрантах системы координат, точка перехода из одного квадранта в другой должна выделяться как опорная (рис. 1.11). Рис Формообразование плоских контуров Кроме опорных точек рассмотренного вида на линии обрабатываемого контура определяются технологические опорные точки, в которых изменяются те или другие технологические параметры: скорость главного движения, скорость контурной подачи. Выбор способа соединения геометрических элементов эквидистанты зависит от угла, образованного соседними элементами контура (при обходе контура смотреть со стороны инструмента), рис Для пары отрезков угол измеряют непосредственно между ними. Если элементом контура является дуга окружности, то угол измеряют относительно касательной к этой дуге в точке сопряжения рассматриваемой пары геометрических элементов контура. При > 180º элементы эквидистанты соединяются сопрягающими дугами радиуса R и (рис. 1.12, а). Центры сопрягающих дуг находятся в общих точках элементов контура. Эквидистантой является линия ABB 1 2 C. 19

    21 а б в 20 Рис Сопряжение элементов эквидистанты: а > 180º; б 300º Перемещение центра инструмента вдоль сопрягающей эквидистанты при обходе угла контура сопровождается изменением силы резания, что в свою очередь приводит к «зарезам» вершины угла. Для предотвращения «зарезов» дуги сопрягающих окружностей часто заменяют отрезками прямых, продолжающих участки эквидистанты к элементам контура (линия ABB 1 3 B2 C ). При 300º, то во избежание значительных отклонений траектории инструмента от

    22 эквидистанты необходимо произвести дополнительные построения. Примером такого построения может быть перпендикуляр, проведенный из точки Д (рис. 1.12, в). В данном случае эквидистантой является линия ABB 1 2 C. Обход угла возможен также по линии ABC 3. Наиболее технологичная линия A ДEC. Опорные точки траектории инструмента определяют либо используя размеры, обозначенные непосредственно на чертеже, либо как приращение координат опорных точек контура детали. Последний вариант удобен при программировании многопроходной контурной обработки или обработки сложного профиля. Вычисление опорных точек эквидистанты сводится к трем типовым случаям сопряжения дугой окружности радиуса, равного радиусу инструмента R и участков эквидистанты, к парам несопряженных геометрических элементов контура детали «прямая прямая», «прямая окружность» и «окружность окружность». Формирование поверхностей при позиционной обработке (обработка отверстий на сверлильных и сверлильно-расточных станках, фрезерование прямоугольных контуров) осуществляется путем последовательного перемещения обрабатываемой заготовки (реже инструмента) из одного положения в другое. Каждое конечное положение инструмента относительно заготовки при этом называется позицией. Например, при обработке двух или нескольких отверстий в заготовке за позиции принимаются опорные точки, которые являются центрами этих отверстий. Вспомогательными точками позиционирования называются точки, определяющие положение инструмента в направлении его оси до начала подвода к заготовке, в момент включения подачи и в конце рабочего хода. Содержанием этапа программирования для позиционной обработки является нахождение значений координат опорных точек (точек позиционирования) в системе станка и занесение их на программоноситель. До расчета траектории инструментов при позиционной обработке определяют состав всех переходов, проектируют инструментальную наладку, уточняют переходы и общую их последовательность, строят схемы осевых перемещений инструментов относительно опорных точек, назначают режимы резания. 21

    23 1.5. Скорости движения рабочих органов станка В процессе обработки резанием на станках с ЧПУ заготовка и инструмент совершают определенные движения, которые делятся на основные и вспомогательные. Основные движения в свою очередь делятся на главное и движение подачи. Главное движение вращательное, обеспечивает необходимую скорость резания, сообщается рабочим органам станка, несущим инструмент (сверлильные и фрезерные станки) или обрабатываемую заготовку (токарные станки). Движение подачи дает возможность вести процесс резания по всему участку обрабатываемой поверхности. Подача обеспечивается движением рабочих органов станка, несущих инструмент или заготовку, либо тех и других одновременно. К вспомогательным движениям относятся ускоренный подвод и отвод, поиск и смена инструмента, а также другие движения. Скорость резания определяется частотой вращения шпинделя n. Зависимость между ними имеет вид n 1000 / ( d), где d диаметр вращающегося инструмента или диаметр обрабатываемой поверхности вращающейся заготовки. Регулирование частоты вращения шпинделя станков, оснащенных микропроцессорными системами с ЧПУ, осуществляется, как правило, бесступенчато. Для этого используются электродвигатели постоянного тока с тиристорным управлением. Для расширения диапазона частот вращения шпинделя на некоторых станках устанавливаются коробки скоростей, чаще двухступенчатые. Скорость подачи задается минутной подачей S или подачей на оборот S о. Для операций точения, растачивания, фрезерования, сверления, зенкерования и развертывания S м S o n, где n частота вращения заготовки или инструмента. м 22

    24 При фрезеровании S о SzZф, где S z подача на зуб фрезы; Z ф число зубьев фрезы. Скорость резания и подачу определяют по нормативным данным. Вспомогательные перемещения производятся в режиме быстрого хода со скоростью 20 м/мин или на максимально возможной рабочей скорости подачи. Осуществляется подача комплектными высокомоментными двигателями постоянного тока через передачу винт гайка качения. Характер движения рабочих органов станка при реализации заданной скорости подачи определяется конструктивными особенностями станка и системой с ЧПУ. Микропроцессорные системы с ЧПУ по принципу управления, как правило, относятся к универсальным, т. е. в них совмещается позиционное и непрерывное управление. При позиционном управлении участок траектории задается координатами начальной и конечной точек. Причем схемы и режимы позиционирования из начальной точки в конечную определяются требованиями к точности отработки координат. Когда требования к точности позиционирования невысокие, команда на останов рабочего органа выдается по сигналу датчика положения, который срабатывает в момент прохождения заданной координаты на скорости быстрого хода. «Разброс» пути при таком способе позиционирования велик. Для его уменьшения по сигналу дополнительного датчика положения перед остановом исполнительного органа осуществляется переход на доводочную «ползучую» скорость. Однако из-за относительно большого расстояния между точкой начала торможения и конечной точкой позиционирования (это расстояние определяется конструкцией датчиков и их расположением на станке) движение с этой скоростью характеризуется большой продолжительностью. Поэтому для сокращения времени на позиционирование вводится многоступенчатое торможение. При непрерывном управлении в УП задается контурная скорость подачи, которая раскладывается системой управления на составля- 23

    25 ющие по осям координат. Если рабочих органов несколько, для каждого из них задается своя контурная скорость. При реализации заданной в УП контурной скорости на каждом из участков траектории осуществляется разгон или торможение (разгон производится в начале участка, а торможение в конце). Их необходимость зависит от контурной скорости на следующем участке траектории. В любом случае тормозной путь определяется из условия возможности торможения до полного останова независимо от скорости подачи на следующем участке. Если длина участка контура меньше суммарного пути разгона и торможения, разгон производится только до скорости подачи, с которой возможно торможение на этом участке до полного останова. Несмотря на постоянство контурной скорости, торможение вводится при резком изменении направления движения инструмента, что связано с динамическими ошибками при отработке траектории. Например, при обходе прямых углов динамические ошибки могут возникнуть вследствие того, что один рабочий орган резко останавливается, а другой начинает движение. 24

    26 2. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ 2.1. Виды и характер работ по проектированию технологических процессов изготовления деталей на станках с ЧПУ 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 возрастают сложность технологических задач и трудоемкость проектирования технологического процесса. Для обработки на станках с ЧПУ необходим детально разработанный попереходный технологический процесс. Более того, при 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 также 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 обусловливают некоторую специфику решения таких традиционных задач технологической подготовки, как проектирование операционного технологического процесса, базирование детали, выбор инструмента и т. д. Проектирование технологических процессов для станков с ЧПУ делится на пять этапов: обеспечение технологичности конструкции деталей; управление процессом подготовки УП; разработка технологического процесса и выбор средств технологического оснащения деталей; программирование технологических операций; внедрение УП. На каждом из этапов проектирования выполняются определенные виды работ. 25

    27 На первом этапе производится выбор номенклатуры деталей на основе конъюнктурного (оценивается возможность перевода обработки детали на станки с ЧПУ по ее конструктивно-технологическим признакам и производственным условиям) и технико-экономического (рассчитывается снижение трудоемкости обработки и окупаемость затрат) анализа. Составляется перечень деталей, обрабатываемых на оборудовании с ЧПУ. Производится унификация их конструктивных элементов. Уточняются размеры на чертежах. Второй этап включает разработку плана-графика подготовки УП, осуществление контроля его выполнения. На третьем этапе обрабатываемые на станках с ЧПУ поверхности группируются по видам обработки. Подбирается оборудование с ЧПУ для их обработки, формируется маршрутная карта. Разрабатываются операционные карты, карты эскизов и карты наладки инструментов. Производится формирование карты заказа на разработку управляющей программы (УП), разрабатываются заказы на приспособления и инструмент, определяется траектория движения инструмента, назначаются режимы обработки, формируются исходные данные для программирования и оформления необходимой документации. Содержание работ на четвертом этапе зависит от метода подготовки УП. При ручной подготовке производится составление программы в коде ИСО-7 бит, запись УП на программоноситель, ее контроль и редактирование. При автоматизированном программировании описываются исходные данные о детали на входном языке системы автоматизированного программирования (САП). Осуществляется подготовка исходных данных на машинных носителях и их ввод в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Производится расчет траектории движения инструмента и ее преобразование с учетом конкретного технологического оборудования, вывод диагностических сообщений и промежуточной информации, вывод управляющей программы и сопроводительной технологической документации, анализ диагностических сообщений, обнаружение, локализация и исправление ошибок. Пятый этап включает отладку и корректировку УП на устройствах контроля, отладку УП на оборудовании с ЧПУ, корректировку технологической документации, оформление акта внедрения. 26

    28 2.2. Технологичность деталей, изготавливаемых на станках с ЧПУ Требования к технологичности деталей, изготовляемых на станках с ЧПУ, существенно отличаются от требований, предъявляемых при обработке на станках с ручным управлением. Это связано с выполнением задач программирования, решение которых требует упрощения геометрических образов и типизации повторяющихся геометрических элементов заготовки. Для удовлетворения требований обработки на станках с ЧПУ в общем случае технологичными следует считать заготовки, формы и размеры которых отвечают условиям выполнения обработки в непрерывном автоматическом цикле. При определении номенклатуры деталей, рекомендуемых для обработки на станках с ЧПУ, необходимо учитывать целый комплекс критериев технологичности, условно разделяемых на две группы. Первая группа определяет общие требования к детали. Во вторую входят критерии технологичности обрабатываемой поверхности. К общим требованиям относятся: 1) обоснованный выбор материала детали и требований к качеству ее поверхностного слоя; 2) обеспечение достаточной жесткости конструкции; 3) сокращение до минимума числа установов заготовки при ее обработке; 4) наличие элементов заготовки, обеспечивающих ее надежное закрепление в приспособлении; 5) возможность обработки максимального числа поверхностей с одного установа заготовки при консольном закреплении инструмента; 6) отсутствие или сведение к минимуму числа глухих отверстий и отверстий, расположенных под прямым углом к основным координатным осям детали; 7) максимально возможная унификация формы и размеров обрабатываемых элементов для обеспечения минимального числа обрабатывающих инструментов и использования типовых подпрограмм; 8) задание координат обрабатываемых элементов с учетом возможностей устройства ЧПУ; 9) форма детали, удобная для автоматического контроля размеров и обеспечения легкого удаления стружки; 27

    29 10) припуск на механическую обработку минимальный, но достаточный для получения заданных параметров точности и шероховатости; 11) колебания твердости поверхностного слоя заготовки в небольших пределах для сокращения времени подбора инструментов по стойкости и снижения его затрат на их замену; 12) наличие технологических баз, используемых при обработке и захвате заготовки промышленным роботом. Таким образом, при анализе технологичности деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, для обеспечения высокой надежности технологической системы необходимо учитывать следующие требования: обработки, контроля, захвата и транспортирования деталей при их изготовлении; надежного удаления стружки; максимального упрощения программирования; обеспечения благоприятных условий работы режущего инструмента. Для токарных станков с ЧПУ вполне технологичными являются сочетания цилиндрических, конических и криволинейных поверхностей. Здесь допустимы разные радиусы галтелей, ширина канавок и винтовые поверхности с переменным шагом. Для обработки на фрезерных и сверлильно-фрезерно-расточных станках допустимы сочетания криволинейных, плоских и объемных поверхностей. Возможна обработка канавок и резьбовых поверхностей в отверстиях корпусных деталей методами расфрезеровки или планетарного растачивания. Конструкция заготовки детали должна быть такой, чтобы для обработки требовалось минимальное количество инструментов. Этому способствует унификация элементарных поверхностей деталей. Для уменьшения объема работ по подготовке управляющих программ радиусы r скруглений внутренних контуров следует выполнять одинаковыми и согласованными с диаметром фрезы D ф (r D ф ). Технологичной является симметричная форма детали. Криволинейные поверхности целесообразно профилировать участками прямых линий и дуг окружностей, что облегчает подготовку управляющей программы, поскольку станки с ЧПУ оснащены линейно-круговыми интерполяторами. 28

    30 Радиусы фрезерования в карманах, окнах, занижениях следует, по возможности, увеличивать, что повышает жесткость режущего инструмента. При многопроходной обработке целесообразно вместо глухих отверстий и карманов предусматривать сквозные отверстия и окна, что способствует лучшему удалению стружки. Конструкция должна способствовать исключению или максимальному уменьшению последующей после обработки на станках с ЧПУ станочной или ручной доработки. Для этого нецелесообразно предусматривать резьбовые отверстия менее М6. Точность цилиндрических наружных поверхностей должна быть не выше IT6, а внутренних IT7, шероховатость не ниже Ra = 0,8 мкм. Целесообразно стремиться к упрощению геометрических форм и типизации основных повторяющихся геометрических элементов детали, например: карманов, колодцев, панелей и т. п. Это позволит сократить затраты на программирование. При конструировании деталей следует максимально использовать зеркально отображенные и симметричные элементы. Особое внимание следует уделять простановке размеров на чертеже детали. Координаты осей отверстий следует проставлять в декартовых, а не в полярных координатах. В противном случае при подготовке УП их приходится пересчитывать. В общем случае размеры проставляют от принятых технологических баз Построение маршрута изготовления деталей на станках с ЧПУ При построении маршрута изготовления 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 технологической системы (ТС), температурных 29

    31 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 погрешностей 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 установов. 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 установах либо подобрать станок с более емким магазином. 5. Соблюдать требование обеспечения максимальной жесткости заготовки на всех участках ее обработки. Согласно этому требованию, например, обработка конусной детали с ребрами должна начинаться с фрезерования торцов ребер, а обработка внутренних контуров заготовки производиться от центра к периферии. При точении заготовок типа тел вращения первоначально обрабатывается более жесткая часть (больший диаметр), а затем зона малой жесткости. 6. Назначать последовательность обработки заготовки с учетом влияния на точность ее обработки деформаций от внутренних напряжений, возникающих при снятии припуска. 30

    32 2.4. Проектирование технологических операций механической обработки на станках с ЧПУ Единичные циклы обработки элементов детали С применением проверенных на практике типовых технологических решений значительно уменьшается трудоемкость подготовки управляющих программ вручную, что является основой для создания САП. На основе типовых технологических решений строятся типовые и постоянные циклы обработки элементов детали (единичные циклы). Из таких циклов состоит общий цикл обработки детали. Последовательность выполнения рабочих и вспомогательных ходов в единичном цикле не зависит от особенностей конкретной детали. В типовых циклах отражаются имеющиеся рекомендации для возможных вариантов обработки. Постоянные (автоматические) циклы могут быть реализованы в виде небольшой программы, которая не подлежит изменению. Гибкие циклы широко используются на станках с микропроцессорными системами ЧПУ и реализованы как подпрограммы, которые легко меняются при программировании. Постоянные циклы и подпрограммы можно повторять в любом месте программы. Это дает возможность существенно упростить программирование обработки деталей, имеющих несколько одинаковых элементов Обработка контуров и поверхностей фрезерованием При обработке на фрезерных станках с ЧПУ кроме фрез различных типоразмеров широко используются инструменты для обработки отверстий: сверла, зенкеры, развертки и т. п. Операции фрезерования начинают с черновой обработки поверхностей большой протяженности, затем производят их чистовую обработку. Далее обрабатывают большие, а следом мелкие отверстия. При программировании технологических переходов фрезерования применяют типовые схемы обработки (контуров, плоских поверхностей, объемной обработки) и разработанные на их основе единичные циклы обработки элементов деталей. Схемы плоской обработки контуров. Обработку контуров ведут, как правило, концевыми фрезами. Траектория перемещения при 31

    33 этом состоит из участков подвода фрезы к обрабатываемой поверхности, ее прохода вдоль обрабатываемого контура и отвода от обработанной поверхности. Участок подвода фрезы к обрабатываемой поверхности включает участок врезания. При чистовой обработке детали участок врезания должен быть построен таким образом, чтобы значение силы резания нарастало и плавно приближалось к значению силы, действующей на рабочем участке обрабатываемого профиля. Для этого ввод инструмента в зону резания осуществляется по касательной к обрабатываемому контуру. При черновой обработке детали врезание чаще производят по нормали к контуру. Аналогично строят участки вывода фрезы из зоны резания. Типовые схемы плоской обработки контуров и примеры построения на их основе типовых единичных циклов приведены на рис. 2.1 и 2.2. а б в г Рис Схемы обработки контуров: а, в наружного; б, г внутреннего 32

    34 а б в г д е ж з Рис Типовые циклы контурного фрезерования: а д карманов и окон шпоночными и концевыми фрезами; е з уступов, бобышек концевыми фрезами При обходе контура детали траектория перемещения инструмента может иметь участки с резким изменением направления движе- 33

    35 ния. Таким участкам вследствие упругих деформаций инструмента и динамических погрешностей привода подач станка, как правило, могут соответствовать искажения контура. Исключения искажения контура или уменьшения его величины добиваются путем изменения припуска на обработку, предыскажения траектории инструмента, регулирования подачи. Часто применяются различные сочетания указанных приемов. Схемы обработки плоских поверхностей. Обработку плоских поверхностей (плоскостей) ведут преимущественно концевыми и торцевыми фрезами. В зависимости от расположения обрабатываемых плоскостей относительно граничащих с ними элементов детали различают открытые, полуоткрытые и закрытые плоскости. Граница открытой плоскости не является препятствием для ввода и вывода инструмента на всех ее участках. Полуоткрытая плоскость имеет границу, на одном из участков которой можно вводить и выводить инструмент на уровне плоскости. Закрытая плоскость ограничена со всех сторон стенками (инструмент вводят в зону резания либо сверху, либо врезанием). Обработка открытых плоскостей ведется по схеме «зигзаг» при черновом фрезеровании (рис. 2.3, а) и по схеме «петля» при чистовом фрезеровании (рис. 2.3, б). Для обработки полуоткрытых плоскостей применяется схема «лента» (рис. 2.3, в). Закрытые плоскости обрабатываются по схеме «виток» (рис. 2.3, г). Для обработки закрытой плоскости, ограниченной окружностью, лучшей траекторией, обеспечивающей равномерное снятие припуска, является архимедова спираль. Такая траектория может быть получена на станке с поворотным столом при обработке плоскости, ограниченной окружностью с центром, совпадающим с осью вращения стола (столу сообщается равномерное вращательное, а фрезе равномерное поступательное движение). Однако совмещение центра окружности с осью вращения стола всегда связано с дополнительными затратами времени, особенно при обработке деталей с большим количеством таких плоскостей. Поэтому на станках с линейно-круговой интерполяцией обработку закрытой плоскости, ограниченной окружностью, ведут по спирали, образованной сопряженными дугами окружностей. Такие спирали строят с двумя и четырьмя полюсами. 34

    36 а б в г Рис Типовые схемы обработки плоскостей Двухполюсная спираль (рис. 2.4, а) образуется из сопряженных дуг полуокружностей, центры которых поочередно находятся в полюсах А и В. 35

    37 а б Рис Схемы обработки закрытой плоскости, ограниченной окружностью Полюс А располагается в центре окружности R к, ограничивающей закрытую плоскость. Полюс В находится от полюса А на расстоянии, равном половине шага h спирали, который выбирают из условия ее сопряжения с окружностью R э, эквидистантной окружности радиуса R к (R э = R к D ф /2, где D ф диаметр фрезы). Значение h находят из выражения где а определяют из условия h = R к a/r э, R э /(0,6D ф ) а R э /(0,8D ф ) и меньшее его значение округляют до большего целого числа. 36

    Другие статьи:  Адвокат усова