Металлообработка
Маршрут обработки детали на станке с ЧПУ
Выбор последовательности обработки детали по зонам
Выбор последовательности обработки детали является одной из наиболее важных задач, решаемых при проектировании технологического процесса. Последовательность обработки, указанная с комплексом оснастки и режущего инструмента, полностью определяет маршрут обработки детали на станке с ЧПУ. Прежде всего должен быть решен вопрос о количестве установов (положений) детали на столе станка. Первый установ, как правило, выбирают из условия наиболее удобного базирования заготовки на черные или заранее подготовленные чистые поверхности. Последующие установы (если они требуются) производятся на обработанные чистые базы. Конечной задачей является поиск схемы, обеспечивающей наиболее полную обработку детали со всех сторон с наименьшим количеством установов.
Одновременно производится эскизное проектирование приспособлений для базирования и зажима заготовки во всех положениях.
Для каждого установа детали определяется:
- последовательность обработки по зонам, связанная с конструктивными особенностями детали (зона наружных и внутренних контуров, зона торцов ребер, плоскости и т.д.);
- последовательность обработки по ее видам (черновая, чистая) в каждой из зон.
Рассмотрим последовательность обработки детали на станке с ЧПУ по зонам.
Токарная обработка
Так как обработка деталей на токарных станках с ЧПУ может выполняться в центрах или в патронах, то приводятся две типовые последовательности обработки зон.
Токарная обработка в центрах:
- 1) черновая обработка основных зон, из числа которых первыми обрабатываются поверхности, требующие рабочих перемещений режущего инструмента по направлению к передней бабке;
- 2) черновая и чистовая обработка дополнительных зон, кроме канавок для выхода шлифовального круга, резьбы и мелких выточек;
- 3) чистовая обработка основных зон, причем первой выполняется подрезка торца, далее — обработка наружных поверхностей;
- 4) обработка дополнительных зон, не требующих черновых переходов.
Токарная обработка в патронах:
- 1) центрование (выполняется при сверлении отверстий диаметром менее 20 мм);
- 2) сверление (при сверлении ступенчатых отверстий сначала выполняется сверление сверлом большего диаметра до 20 мм, а потом меньшего);
- 3) черновая обработка основных зон (сначала подрезка внешнего торца предварительно и окончательно, затем обработка наружных поверхностей и далее — внутренних поверхностей);
- 4) черновая и чистовая обработка дополнительных зон, кроме канавок для выхода шлифовального круга, резьбы и мелких выточек);
- 5) чистовая обработка основных зон, кроме внешнего торца (сначала внутренние поверхности, затем наружные);
- 6) обработка дополнительных зон, не требующих черновой обработки (сначала в отверстиях или на торце, затем на наружных поверхностях).
Последовательность обработки заготовок в трехкулачковом патроне показана на рис 7.1.
Фрезерная обработка
Для фрезерной обработки детали на станке с ЧПУ при определении последовательности обработки по зонам необходимо соблюдать условие получения максимальной жесткости детали на каждом участке обработки. Так, при наличии ребер в детали наиболее целесообразно вначале, до обработки контуров детали, обработать торцы ребер, так как ребра при этом будут более жесткими. Затем желательно обработать внутренние контуры детали и заключенные в них плоскости. При обработке внутренних контуров можно вырезать окна или технологические отверстия, через которые с помощью накладных прижимов осуществляется крепление детали для последующей операции — обработки наружного контура.
В качестве типовой последовательности обработки по зонам корпусной симметричной детали, изготовленной из поковки (см. рис. 6.1, б), может быть принята следующая последовательность:
- 1) обработка зон верхней области симметрии детали: черновое фрезерование открытых основных зон — торцовой плоскости 4, наружного контура 2, ребер 6; выборка основного массива металла в основных закрытых и полуоткрытых зонах — внутреннем контуре 5, контуре 1; черновое фрезерование основных и дополнительных полуоткрытых и закрытых зон — внутреннего контура 5 с сопряжением 9, плоскости 7, контура паза 1, сопряжения 3;
- 2) обработка зон нижней области симметрии детали: черновое и чистовое фрезерование открытых основных зон — торцовой плоскости 14, ребер 11; выборка основного массива металла в основных закрытых и полуоткрытых зонах — внутреннем контуре 12, контуре 1; черновое и чистовое фрезерование основных и дополнительных полуоткрытых и закрытых зон — внутреннего контура 12 с сопряжением 13, плоскости 10, контура паза 1, сопряжения 15;
- 3) обработка зон верхней симметрии детали: чистовое фрезерование открытых основных зон — торцовой плоскости 4, наружного контура 2, ребер 6; чистовое фрезерование основных и дополнительных полуоткрытых и закрытых зон — внутреннего контура 5 с сопряжением 9, плоскости 7, контура паза 1, сопряжения 3.
Выбор режущих инструментов и расчет их параметров
Процесс выбора инструментов для станков с ЧПУ может быть условно разбит на четыре этапа:
- первый этап — назначение совокупности видов инструмента, определяющего маршрут обработки данной детали;
- второй этап — выбор технологических параметров каждого вида инструмента (материала режущей части, углов заточки режущей кромки, количества зубьев), который производится по машиностроительным нормам;
- третий этап — расчет геометрических параметров выбранного инструмента, отражающих специфику обработки на станке с ЧПУ и определяющих содержание операции;
- четвертый этап — определение конструктивных особенностей специальных режущих инструментов.
Укрупненная блок-схема выбора режущего инструмента показана на рис. 7.2.
Выбор приспособления
Выбор приспособления — одна из задач, которую выполняет технолог при создании маршрута обработки детали на станке с ЧПУ. Для правильного выбора приспособления необходимо знать основные требования, предъявляемые к приспособлениям.
- 1. Необходимость точного базирования приспособления на столе с ЧПУ.
- 2. Рациональное размещение приспособления с деталью, обеспечивающее равномерный износ передачи ходовой винт — гайка.
- 3. Обеспечение максимальной жесткости системы «деталь — приспособление — стол».
- 4. Обеспечение безопасного расположения прижимных элементов приспособления и исходной точки УП.
- 5. Необходимость точной ориентации приспособления с закрепленной на нем заготовкой в системе координат станка и размерной увязки контура обрабатываемой детали с точкой начала обработки (исходной точкой программы) Ps.
Система координат детали. Назначение нулевой точки детали
Система координат детали — система, в которой определяются все размеры детали, назначается положение исходной точки программы Ps и формируются траектории перемещения режущего инструмента. Три направления осей системы координат детали Хд, Yд, Zд будут определять три возможные плоскости обработки: XOY, XOZ, YOZ. Для удобства программирования контура детали полагают, что инструмент движется относительно неподвижной заготовки и положительные направления осей Хд, Yд, Zд могут не совпадать с положительными направлениями движения осей станка Хс, Yс, Zс.
Нулевая точка детали W — точка детали, относительно которой заданы ее размеры, т.е. точка начала системы координат детали. Ее положение задается свободно, но обычно стремятся к совмещению точки W с началом отсчета размеров на чертеже (рис. 7.14). В этом случае при задании программируемого контура детали можно использовать размерные данные непосредственно с чертежа.
Задание исходной точки программы (Рs)
В системе координат детали необходимо назначить точку начала обработки заготовки Рs, ее также называют исходной точкой программы. Перед началом обработки настроечная точка инструмента Р должна быть совмещена с точкой Рs. Таким образом, исходная точка программы Рs будет являться первой точкой движения инструмента по УП. Ее положение назначают исходя из удобства доступа оператора к детали, установленной в приспособлении в рабочей зоне станке (удобство настройки станка). Например, для вертикальных фрезерных станков точку Рs назначают в верхнем левом углу системы координат детали Хд, Yд, Zд (рис. 7.17). Минимальное расстояние L между зажимными элементами приспособления и исходной точкой программы рекомендуется назначать по табл. 7.2.
При назначении точки Рs также стремятся избежать лишних холостых ходов рабочих органов станка. Положение исходной точки программы Рs в системе координат детали W определяется по каждой из трех осей координат детали и обозначается как XWРs, YWРs, ZWРs.
Таблица 7.2. Расстояние между зажимными элементами приспособления и точкой Ps
|
Диаметр зажимного винта d |
М6 | М8 | М10 | М12 | М16 |
|
L, мм |
120 | 130 | 155 | 155 | 190 |
Определение положения нулевой точки детали W, исходной точки инструмента Е, исходной точки программы Ps в системе координат станка
При разработке маршрутной технологии определяется положение системы координат выбранного инструмента Xи, Yи, Zи и системы координат программируемой детали Xд, Yд, Zд в системе координат станка Xс, Yс, Zс. Такая связь систем координат детали, инструмента и станка позволяет выдерживать заданную точность при переустановках заготовки и учитывать диапазон перемещений рабочих органов станка при расчете траектории инструмента в УП. Все три координатные системы на станке с ЧПУ взаимосвязаны.
Рис. 7.1. Последовательность обработки заготовки в трехкулачковом патроне: а — зубчатое колесо; б — втулка; 1–6 — последовательность обработки
Рис. 7.2. Укрупненная блок-схема выбора режущего инструмента для станков с ЧПУ
Рис. 7.14. Задание нулевой точки детали: а — для фрезерной обработки; б — для токарной обработки
Рис. 7.17. Положение исходной точки программы Ps в системе координат детали W
Если Вы хотите заказать наши услуги, звоните нам по телефону: +7 951 895 82 77 или пишите на эл. почту: sale@inmet16.ru, и наши менеджеры свяжутся с вами.
