Файл: Б.И. Коган Технологическая подготовка обработки деталей на станках с ЧПУ.pdf

10

1.Заготовки для обработки в центрах должны иметь центровые отверстия и хотя бы один обработанный торец

2.Предварительные операции для заготовок могут включать не только обработку торцов и центрование, но и другие операции, выполняемые на концах вала: сверление отверстий, нарезание в них резьбы, глубокое сверление, растачивание центрального отверстия и т.п.

3.Предварительные операции создают условия для последующей токарной обработки вала за один установ. Для некоторых поверхностей эти операции являются окончательными и это повышает требования к точности их выполнения.

4.Жесткие заготовки обрабатывать за один-два установа. При обработке используют правые и левые резцы.

5.Термоулучшение заготовки проводить перед обработкой на токарном станке с ЧПУ.

При токарной обработке втулок и фланцев можно отметить следующие особенности:

1.Чем меньше врезаний резца в необработанную поверхность, тем выше надежность его работы. Поэтому рекомендуется произвести сначала один рабочий ход резцом по торцевой поверхности в направлении оси заготовки и один рабочий ход по цилиндрической поверхности, параллельно этой оси. Дальнейшая траектория перемещения резца выбирается исходя из условия минимального числа рабочих ходов.

2.При обработке отверстий вместо зенкерования и развертывания применять растачивание, которое более производительно и обеспечивает более качественную поверхность. Применение зенкеров и разверток целесообразно при обработке больших партий заготовок или отверстий малого диаметра

3.В ряде случаев для заготовок необходима предварительная обработка для создания надежных технологических баз.

Обработка корпусных заготовок на многооперационных станках имеет также ряд особенностей:

1.В первую очередь фрезеруются торцовой или концевой фрезой наружные плоские поверхности, затем уступы, пазы, выступы. Затем фрезеруют внутренние плоские поверхности и пазы, расположенные на некотором расстоянии от наружных плоских поверхностей детали.

2.Последовательность переходов фрезерования плоскостей, расположенных на различных сторонах детали, зависит от точности их относительного расположения и затрат времени на смену инструмента,

11

поворот стола и перемещение узлов станка.

При чистовой обработке плоскостей следует максимально приближать друг к другу чистовые переходы, стремясь уменьшить число изменений положения инструмента и детали, влияющих на точность обработки.

3.При выполнении сверлильно-расточных переходов сначала осуществляют черновые переходы обработки основных отверстий и отверстий диаметром более 30 мм в сплошном металле, затем аналогичные переходы обработки отверстий детали, полученных в заготовке. Далее обрабатывают торцовые поверхности, канавки, фаски и другие поверхности, точность которых ниже точности станка. После осуществления указанных выше переходов должна быть выполнена получистовая и чистовая обработка основных отверстий, а также торцов, канавок, точность которых соизмерима с точностью станка

4.Перед выполнением чистовых переходов рекомендуется удалить из внутренних полостей заготовки стружку, аккумулирующую значительное количество теплоты, чтобы уменьшить температурные деформации заготовки.

Заключительными переходами обработки корпусов являются переходы обработки вспомогательных отверстий. Последовательность этих переходов возможна по трем вариантам.

1.Обработка каждого отверстия осуществляется полностью по всем требуемым переходам. Все переходы выполняются при одном положении детали относительно шпинделя станка. После выполнения всех переходов для одного отверстия деталь перемещают для обработки следующего. После обработки всех отверстий с одной стороны детали производят ее поворот для обработки отверстий с другой стороны.

Данный вариант применяется при обработке основных отверстий сложной формы с высокой точностью.

2.Одним инструментом последовательно обрабатывают одинаковые отверстия, расположенные с одной стороны детали, после чего меняют инструмент и выполняется следующий переход для этих отверстий. После обработки отверстий, расположенных с одной стороны детали ее поворачивают для аналогичной обработки с другой стороны.

Данный вариант применяется при небольшом числе переходов, необходимых для обработки одного отверстия, а число одинаковых отверстий велико.

3.Одним инструментом осуществляется первый переход обработ-

12

ки одинаковых отверстий, расположенных с одной стороны детали, а затем последовательно со всех сторон детали. После завершения первого перехода обработки одинаковых отверстий со всех сторон детали происходит смена инструмента, и цикл повторяется для второго и последующего переходов.

Данный вариант применяется при большом числе одинаковых отверстий с различных сторон детали или в тех случаях, когда время, затрачиваемое на смену инструмента, значительно превышает время поворота стола

Проектирование технологических переходов кроме определения их состава и последовательности включает построение траектории движения инструмента на каждом переходе. Построение рациональной траектории движения инструмента на рабочих и вспомогательных ходах является одной из основных задач разработки технологического процесса

Перемещение инструмента при рабочих ходах на чистовых переходах осуществляется по эквидистанте. Характер эквидистанты отражает форму детали и режущей части инструмента Эквидистанта формируется из геометрических элементов, которые соединяются пересечением или касанием.

Точки перехода одного геометрического элемента к другому называют опорными. В управляющей программе эквидистанту задают в виде координат опорных точек. Эти координаты определяют по чертежным размерам детали с использованием формул геометрии.

При проектировании вспомогательных перемещений инструмента следует учитывать следующее:

•подвод инструмента к обрабатываемой поверхности и отвод осуществляется по специальным траекториям вспомогательных перемещений, обеспечивающим врезание по касательным со своевременным переходом с вспомогательного хода на рабочий;

•остановка или резкое изменение подачи фрезы при резании недопустимы, так как это приводит к повреждениям поверхности или инструмента;

•длина вспомогательных ходов должна быть минимальной;

•для устранения влияния на точность обработки зазоров станка предусматривать дополнительные петлеобразные переходы при реверсе;

•траектория инструмента не должна пересекаться с элементами

13

приспособления.

6.3. Выбор режущего и вспомогательного инструмента

Режущие инструменты для станков с ЧПУ должны отвечать следующим требованиям:

•высокая режущая способность;

•благоприятные условия стружкоотвода;

•высокая стойкость;

•возможность настройки на размер вне станка;

•технологичность в изготовлении;

•повышенная точность и жесткость;

•быстросменность;

•надежность.

На станках с ЧПУ оправдано применение более дорогостоящего и допускающего более высокие режимы резания инструмента.

Режущий инструмент для станков с ЧПУ может быть как стандартным, так и специальной конструкции. Специальные конструкции делятся на комбинированные и модульные.

Комбинированный инструмент применяется при относительно большой серийности обработки. Его применение позволяет сокращать штучное время за счет уменьшения времени резания и вспомогательного времени. К комбинированному инструменту относят: ступенчатые сверла и зенкеры, комбинированный расточной инструмент, двузубые расточные регулируемые головки, наборы фрез, закрепленные на консольной оправке и т.п.

В модульных конструкциях режущего инструмента применяются многогранные неперетачиваемые твердосплавные пластины с механическим креплением. Применение пластин обеспечивает стабильность процесса резания.

Режущий инструмент, применяемый на станках с ЧПУ, принято подразделять на мерный, немерный и промежуточный. Такая классификация вызвана необходимостью компенсации износа инструмента с помощью системы ЧПУ. К мерным инструментам относят зенкеры, развертки, метчики. К немерным относят резцы, у которых вершина режущей кромки не имеет точных расстояний от трех базовых поверхностей. К промежуточным относят стандартные сверла, которые в диаметральном направлении являются мерными, а в осевом занимают пе-

14

ременное положение в зависимости от числа переточек.

Конструкция вспомогательного инструмента для станков с ЧПУ определяется двумя основными элементами: присоединительными поверхностями для крепления его на станке и крепления режущего инструмента на нем. При автоматической смене и закреплении режущего инструмента конструкция хвостовика вспомогательного инструмента зависит от конструкции устройства, осуществляющего смену инструмента.

В соответствии с действующими стандартами хвостовики вспомогательного инструмента изготавливают с одним фланцем (для станков с ЧПУ с ручной сменой инструмента) или с двумя фланцами (для станков с ЧПУ с автоматической сменой).

Для исключения пробных рабочих ходов конструкция вспомогательного инструмента должна обеспечивать регулирование положения режущих кромок. Это вызывает необходимость применять разнообразные переходники, у которых хвостовик сконструирован для конкретного станка, а передняя зажимная часть – для режущего инструмента со стандартными присоединительными поверхностями.

К вспомогательному инструменту, применяемому на станках с ЧПУ, предъявляют следующие требования: -

• номенклатура и стоимость инструмента должна быть минималь-

ной;

•крепление режущего инструмента должно обеспечивать требуемую точность, жесткость и виброустойчивость;

•обеспечивал» при необходимости возможность регулирования положения режущих кромок инструмента;

•удобство в обслуживании;

•быстросменность;

•технологичность в изготовлении.

6.4.Назначение режимов обработки

Выбор режимов обработки является комплексной техникоэкономической задачей, решение которой заключается в определении режимов, обеспечивающих минимальные затраты на обработку при заданных технических ограничениях. Эффективность использования станков с ЧПУ в определенной мере определяется выбором рациональных режимов, обеспечивающих увеличение надежности и производи-

15

тельности. Повышение надежности обработки при работе на предельных значениях глубины резания и подачи может быть достигнуто за счет устранения технологических перегрузок, возникающих в момент врезания и выхода инструмента.

Системы ЧПУ позволяют автоматически уменьшать подачу в момент врезания инструмента в материал заготовки, а после начала резания увеличивать до рабочей.

Расчет режимов резания при программировании затруднен по следующим причинам:

•в деталях сложной конфигурации при рабочих ходах изменяется глубина резания и ширина фрезерования;

•необходимо учитывать влияние ряда случайных факторов: колебание величины припусков и твердости заготовок, качество поверхностного слоя, его структуру и др.;

•невозможность учесть все изменения в технологической системе при обработке под воздействием сил резания, а также возможность возникновения вибраций.

При обработке заготовок на универсальных станках рабочий при необходимости может изменить режимы резания на приемлемые. На станках с ЧПУ оператор в большинстве случаев непосредственно не управляет станком, а режимы резания определяются квалифицированными технологами.

При назначении режимов резания для обработки на станках с ЧПУ

сревольверной головкой или инструментальным магазином главное состоит в том, чтобы назначить наиболее рациональное сочетание элементов режимов резания для всех участвующих в работе инструментов. Это необходимо для того, чтобы смену всех инструментов производить одновременно и простои станков из-за смены инструментов свести к минимуму.

В связи с высокой стоимостью станков с ЧПУ, применением инструментов с предварительной настройкой на размер, быстросменной оснасткой, возможностью автоматической смены чисел оборотов в соответствии с заданной программой периоды стойкости инструментов выбирают более низкими, чем рекомендуется, а режимы обработки более высокими.

Для выбора режимов резания на станках с ЧПУ используются специальные нормативы.