Токарная обработка на станках с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ делятся на универсальные (с горизонтальными направляющими) и специализированные (как правило, с вертикальными или наклонными направляющими).

Токарный станок с ЧПУ предназначен для формообразования поверхностей заготовок точением, которое осуществляется двумя движениями: вращательным движением заготовки (главное движение резания) и поступательным движением резца (движение подачи).

По виду выполняемых работ токарные станки с ЧПУ классифицируют на центровые, патронные, патронно-центровые и карусельные.

• Центровые токарные станки с ЧПУ предназначены для наружной обработки валов, включая нарезание резьбы резцом с наибольшим диаметром обрабатываемой детали 250—380 мм. 
• Патронные токарные станки с ЧПУ предназначены для наружной и внутренней обработки деталей типа втулки и фланца. Кроме обтачивания, растачивания и подрезания торца на станках можно производить сверление, зенкерование, развертывание, цекование, нарезание резьбы метчиками в осевых отверстиях. Возможно также нарезание наружной и внутренней резьбы резцом.
• Патронно-центровые токарные станки с ЧПУ обладают технологическими возможностями первых двух групп. Их применяют для патронной и центровой обработки деталей с пределами наибольших диаметров 160—630 мм.

Токарная обработка на станках с ЧПУ включает в себя комплекс задач, которые приходится решать с учетом особенностей работы станков с ЧПУ.

К числу традиционных задач относятся:

• выбор схемы базирования и конструкции зажимного приспособления,
• установление последовательности обработки поверхностей,
• определение числа переходов,
• выбор модели станка и типоразмеров режущих инструментов,
• расчет припусков на обработку, режимов резания и норм времени.

К числу новых задач, специфических для применения станков с ЧПУ, относится:

• создание управляющей программы работы станка с ЧПУ, для чего необходимо построить траектории движения режущих инструментов и рассчитать координаты опорных точек траектории. Всю полученную информацию следует занести в операционную расчетно-технологическую карту и затем определенным образом записать в карту программирования геометрические и технологические параметры, а также необходимые команды по управлению рабочим циклом станка. На заключительном этапе полученные данные в установленном коде записываются на программоноситель с помощью специальных устройств. Изготовленную таким образом управляющую программу перед использованием в производственных условиях проверяют и при необходимости корректируют.

Токарная обработка на станках с ЧПУ выполняется по двум следующим традиционным схемам установки: в центрах (для заготовок типа валов) и в на троне (для заготовок типа дисков и втулок). Эти схемы по подготовке базовых поверхностей отвечают требованиям, предъявляемым к установке заготовок на станках с ЧПУ.

Число и последовательность технологических переходов определяют с учетом принятого вида исходной заготовки, взаимного расположения обрабатываемых поверхностей и требований к точности готовой детали с учетом номенклатуры режущих инструментов и условий удаления стружки.

С целью единого подхода к составлению попереходной технологии все заготовки, обрабатываемые на токарных станках с ЧПУ, можно разделить на четыре основные группы:

• 1) не имеющие дополнительных форм поверхностей;
• 2) имеющие дополнительные формы поверхностей и требующие только чистовую обработку;
• 3) имеющие дополнительные формы поверхностей и требующие черновую и чистовую обработку;
• 4) имеющие дополнительные формы поверхностей, требующие черновую и чистовую обработку, а также дополнительные формы поверхностей, требующие только чистовую обработку.

Токарная обработка на станках с ЧПУ, несмотря на разнообразие форм обрабатываемых поверхностей, может выполнятся по общей схеме обработки заготовок:

• 1) центрование (если сверло меньше 20 мм);
• 2) сверление;
• 3) подрезание торца;
• 4) черновая обработка основных форм поверхностей;
• 5) черновая обработка дополнительных форм поверхностей;
• 6) чистовая обработка этих же дополнительных форм поверхностей (так как она может выполняться, как правило, тем же инструментом, что и черновая обработка);
• 7) чистовая обработка дополнительных форм поверхностей, не требующих черновой обработки;
• 8) чистовая обработка основных форм поверхностей.

При обработке заготовки, установленной в центрах, первые три операции следует исключить. В случае обработки заготовки, установленной в патроне, необходимо соблюдать следующий порядок при работе со сверлом: а) перед сверлением сверлом диаметром меньше 20 мм ввиду малой жесткости сверла и возможности его увода отверстие центрируется центровкой или сверлом большего диаметра; б) сначала производится сверление сверлом большего, а затем меньшего диаметра; в) ведется обработка сверлом диаметром больше 20 мм.

Токарная обработка на станках с ЧПУ предусматривает и частные случаи, которые зависят не только от наличия тех или иных форм поверхностей, но и от количества режущих инструментов, которое можно разместить в револьверной головке или магазине станка с ЧПУ.

Параллельно с разработкой схемы последовательности обработки производится выбор режущего инструмента. Особое внимание при выборе режущего инструмента обращается на его тип, характер обработки, наименьший диаметр и наибольшую длину обработки, материал режущей части инструмента и материал заготовки. Целесообразно на основных переходах использовать инструмент прогрессивной конструкции с многогранными неперетачиваемыми пластинками твердого сплава, которыми главным образом оснащены штатные резцы, поставляемые со станками с ЧПУ. Можно использовать нормализованный или стандартизированный режущий инструмент в соответствии с размерами установочных мест резцедержавок.

Выбор режимов резания является комплексной технико-экономической задачей, решение которой заключается в определении комбинации режимов резания, обеспечивающих минимум затрат на обработку при заданных технических ограничениях. Определение оптимальных режимов, обеспечивающих минимальную себестоимость обработки, зависит от ряда факторов, в частности от принятого критерия оптимальности, стойкостной зависимости, особенностей станка с ЧПУ, числа оптимизируемых параметров и представляет собой сложную проблему.

Рациональные режимы резания для токарной обработки на станках с ЧПУ выбирают в зависимости от вида обработки и формы обрабатываемой поверхности с учетом технических ограничений.

Скорость резания рассчитывают по формулам теории резания с учетом экономической стойкости режущего инструмента. Рекомендуемые периоды стойкости резцов на черновых операциях, выполняемых на станках с ЧПУ, составляют 35—45 мин для сборных резцов с неперетачиваемыми пластинками твердого сплава, 30 мин для резцов из быстрорежущей стали, 20—35 мин для расточных и проходных резцов с напаянными пластинками твердого сплава.

Запись технологической и геометрической информации, необходимой для разработки управляющей программы, а также данных, используемых для настройки станка с ЧПУ, производится в специальных формах технической документации. Основной формой технологической документации согласно ГОСТ 3.1418—74 считается операционная расчетно-технологическая карта (РТК), предназначенная для ручного способа подготовки программ механической обработки изделий на станках с ЧПУ. Данным ГОСТом допускается использование операционной карты механической обработки по ГОСТ 3.1404—74. В РТК Для токарной операции указываются: номер цеха, в котором выполняется операция; номер участка; номер операций по маршрутной карте; наименование операции; модель станка; тип системы; номер программы; номер базовой или опорной точки; направление перемещения; координаты базовой или опорной точки либо приращения и импульсы; подача; частота вращения; направление вращения шпинделя; номер корректора с указанием оси перемещения; технологические команды.

Кроме рассмотренных форм, официально установленных ГОСТом, для наладки станка с ЧПУ в производственных условиях используют карту наладки произвольной формы, а при составлении РТК для обработки заготовок повышенной сложности, как правило, вычерчивают схему движения режущего инструмента.

Карты наладки для различных токарных станков с ЧПУ могут отличаться как по форме, так и по содержанию. Вид карты зависит от конструктивных особенностей и технологических возможностей станка с ЧПУ. Однако   основные   положения  относительно оформления карты наладки, рассмотренные выше, являются общими и приемлемыми для различных типов станков.

Необходимые данные для токарной обработки на станке с ЧПУ с разработанной технологической документации переносятся технологом-программистом в зашифрованном виде в карту программирования. По карте программирования оператор изготавливает управляющую программу работой станка, которая проверяется в производственных условиях и при необходимости корректируется.

Проверку программы производят последовательно в несколько этапов. Вначале программа отрабатывается на станке без установки инструмента, оснастки и заготовки. Затем производится пробная обработка заготовки с применением оснастки и инструмента. На заключительном этапе окончательно обрабатывается контрольная заготовка.

При пробной обработке заготовки проверяется правильность взаимного расположения инструмента, оснастки и заготовки.

Обработка контрольной заготовки на заключительной стадии проверки производится для установления правильности применения технологических приемов, выбора режимов резания, получения всех размеров заготовки и шероховатости поверхностей в соответствии с чертежом, технологическим процессом и РТК. Наладка станка производится по карте наладки, а управление работой станка осуществляется по управляющей программе, откорректированной после предшествующих этапов проверки.

В процессе контрольной обработки могут быть обнаружены недопустимые отклонения размеров, формы и шероховатости поверхностей заготовки, обусловленные как ошибками, возникающими на различных этапах подготовки программы, так и погрешностями механической обработки и управления станком, численные значения которых невозможно определить на этапе разработки программы. Если отклонения небольшие, то программа не перерабатывается, а возникшие неточности разработки программы или погрешности управления и механической обработки компенсируются путем введения соответствующих коррекций от пульта ЧПУ.

При больших отклонениях необходимо тщательно проверить все расчеты и принятые технологические решения, чтобы убедиться, что ошибки при разработке программы исключены. Затем путем анализа или эксперимента определить причины возникающих погрешностей и устранить их технологическими или техническими средствами.

Наша компания принимает заказы на токарную обработку, чтобы сделать заказ или получить информацию по интересующим вопросам, свяжитесь с менеджерами нашей компании по телефону +7 951 895 82 77, по электронной почте info@inmet16.ru или отправьте сообщение через форму обратной связи.