Особенности проектирования операций обработки на станках с ЧПУ

Тема лекции: ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ЧПУ Дисциплина «Технологическая подготовка производства для оборудования с числовым программным управлением» Проектирование операций на станках с ЧПУ Необходимо стремиться к максимальной концентрации технологических переходов. Ограничения:  величина погрешностей обработки (от перераспределения напряжений);  технологические возможности станков (число координат, кинематика перемещения, количество устанавливаемого РИ). Последовательность проектирования операции: уточнение схемы установки (должна обеспечивать максимальный доступ РИ к заготовке) Рис. 1. Передние центры специальной конструкции: а – центр, расположенный эксцентрично оси вращения; б – поводковый центр со сферической базой Проектирование операций на станках с ЧПУ  уточнение содержания и последовательности выполнения переходов (с учетом заложенных в устройство ЧПУ станка автоматических и типовых циклов обработки) Рис.2. Схема к выбору последовательности выполнения переходов: а – черновая токарная обработка ступенчатого вала (1-10 - номера переходов); б – обработка двух одинаковых отверстий (1, 4 – сверление; 2, 5 – зенкерование; 3, 6 развертывание); в – сверление ступенчатого отверстия (1-3 - номера переходов). Проектирование операций на станках с ЧПУ  выбор РИ и определение его количества Проектирование операций на станках с ЧПУ   выбор РИ и определение его количества выбор исходной точки (привязка СКД и СКИ к СКС) Проектирование операций на станках с ЧПУ Координаты исходной точки при обработке заготовки в центрах на токарном станке: Координаты исходной точки при обработке заготовки на сверлильнофрезерно-расточном станке: Проектирование операций на станках с ЧПУ  определение траектории перемещения РИ и опорных точек Рис. 4. Траектория перемещения РИ при токарной обработке: а – схема обработки; б – траектория перемещения чернового резца; в – траектория перемещения чистового резца (цифрами показана последовательность выполнения переходов) Проектирование операций на станках с ЧПУ  определение траектории перемещения РИ и опорных точек Рис. 4. Траектория перемещения РИ при обработке на С-Ф-Р станке: а – схема обработки; б, в – траектория перемещения РИ Проектирование операций на станках с ЧПУ  определение траектории перемещения РИ и опорных точек Рис. 5. К расчету координат опорных точек при токарной обработке (7-9 номера опорных точек центра радиуса при вершине резца) Написание простой управляющей программы СКД Координаты ОП Исходные данные Управляющая программа Технологические рекомендации по выбору параметров и стратегии обработки  Выбор параметров инструмента (при фрезеровании определяется шириной и условиями обработки, мощностью оборудования) Технологические рекомендации по выбору параметров и стратегии обработки  Выбор параметров инструмента (при фрезеровании определяется шириной и условиями обработки, мощностью оборудования) Технологические рекомендации по выбору параметров и стратегии обработки  Выбор параметров инструмента (при фрезеровании определяется шириной обработки, условиями обработки и мощностью оборудования) Траектория перемещения РИ и опорные точки для токарной операции с ЧПУ Особенности проектирования ТП Проектирование ТП связано с решением трех специфических задач: 1. Разработка наиболее экономичной последовательности изготовления элементов детали и подготовка УП (методы моделирования и расчетно-аналитический) 2. Размерная увязка траектории движения инструмента с системой координат станка и положением заготовки. 3. Рациональная ориентация заготовки в рабочей зоне оборудования. В общем случае проектирование ТП для станков с ЧПУ можно разделить на три стадии: - разработку маршрута изготовления детали; - разработку операционного технологического процесса (ТП); - подготовку управляющей программы (УП). Выбор оборудования для обработки различных групп деталей Детали типа тел вращения разбивают на две группы: 1) детали, подлежащие обработке на патронных токарных станках (зубчатые колеса, фланцы, кольца, сепараторы, втулки и т.д.); 2) детали, подлежащие обработке на центровых станках (ступенчатые валы, шпиндели, ходовые винты и т.д.). Детали, требующие фрезерной обработки, прежде всего группируют по числу требуемых координат и габаритным размерам: 1) Плоскостные детали (планки, косынки, крышки, плиты, плоские кулачки и др.) обрабатываются на многоинструментальных фрезерных станках. 2) Детали среднего литья (рычаги, вилки, кронштейны, средние корпусные детали) следует обрабатывать с максимальной концентрацией операций на станке - базовая плоскость и базовые отверстия обрабатывались с одного установа. 3) Обработку деталей, имеющих отверстия в пяти плоскостях, целесообразно разделить на две операции: 1) подготовку базы на вертикально-расточных или фрезерных станках; 2) обработку отверстий (в том числе крепежных) и плоскостей с четырех сторон на многоцелевых станках. Выбор оборудования для обработки различных групп деталей 4) Корпусные деталей коробчатой формы (обработка по пяти-шести плоскостям). - черновая обработка - на горизонтальных станках с ручной сменой инструмента; - получистовая обработка (подготовки базовой плоскости и двух базовых отверстий, сверления всех крепежных отверстий) - вертикально-фрезерные с револьверной головкой; - чистовая обработка (обработки трех плоскостей) - многоцелевые станки. 5) Корпусные детали, у которых длина и ширина значительно превышает высоту (салазки, каретки и др.), рекомендуется обрабатывать на продольнофрезерных станках с ЧПУ. Структура операционного технологического процесса для станка с ЧПУ Назначение режимов резания при обработке на станках с ЧПУ При обработке на станках с ЧПУ в основном сохраняется методика, разработанная для обычных станков, но вместе с тем существуют некоторые особенности: подачу при первом черновом проходе заготовок, имеющих биение по торцу, наружному диаметру или отверстию, на участке входа резца обычно снижают на 20-30 %,чтобы предотвратить сколы режущих кромок; при выборе подачи кроме обычных поправок вводят поправку на вероятность выкрашивания пластины: S = SнKs, где SН - номинальное (табличное) значение подачи; KS - коэффициент вероятности в зависимости от уровня технологического обеспечения (при высоком уровне технологического обеспечения KS = 1,1 - 1,4, при его снижении KS  1). экономическая стойкость инструмента ТЭI при работе на станках с ЧПУ: ТЭI = ТЭ KТ, где КТ - общий коэффициент уровня технологического обеспечения для станков с ЧПУ. При высоком уровне обеспечения КТ = 0,25 - 0,3, а ТЭ = 15 -20 мин. Проектирование фрезерной операции, выполняемой на станках с ЧПУ 1. Выбор схемы базирования и закрепления заготовки Базирование по разметке или искусственным ТБ Базирование в координатный угол Способы закрепления заготовок Проектирование фрезерной операции, выполняемой на станках с ЧПУ 2. Выбор исходной точки: - подход к заготовке из этой точки и выход после обработки РИ в эту точку должен производится по min расстоянию; - врезание РИ в заготовку из этой точки должно происходить по касательной или близко к ней, особенно для чистовых переходов, чтобы исключить зарезы; - в исходной точке оператор должен хорошо просматривать заготовку; - исходная точка должна быть жестко связна жесткими размерами с ТБ. Проектирование фрезерной операции, выполняемой на станках с ЧПУ 3. Проектирование переходов Траектории рабочих ходов РИ: 1 - архимедова спираль с эквидистантными проходами; 2 - ленточная спираль с эквидистантными проходами. Траектории рабочих ходов РИ: 3 - типа «строка» (ленточная спираль с неэквидистантными проходами): Траектория вспомогательных ходов РИ Проектирование токарной операции, выполняемой на станках с ЧПУ 1. Требования к заготовкам - твердость заготовок должна находится в определенном диапазоне (±5 ед); -заготовки, обрабатываемые на токарных станках для будущих деталей, должны иметь сложную форму; - базовые поверхности (торец или шейка вала) должны быть при базировании гладкими, ровными; - число станков с ЧПУ должно быть меньше по сравнению с обработкой детали на универсальном оборудовании. 2. Выбор схемы установки заготовок Проектирование токарной операции, выполняемой на станках с ЧПУ 3. Выбор РИ Требования к РИ, по сравнению с обычными станками более жесткие, в частности, по качеству заточки РИ, а также стружколоманию. 4. Проектирование переходов