73837

Особенности проектирования технологических процессов для станков с ЧПУ и ГПС

Лекция

Производство и промышленные технологии

Особенности проектирования технологических процессов для станков с ЧПУ и ГПС При проектировании технологических операций для станков с ЧПУ необходимо учитывать ряд особенностей обработки. Порядок обработки поверхностей заготовок для деталей типа валов следующий. Черновая и чистовая обработка дополнительных форм поверхности если имеются дополнительные формы требующие черновой обработки. Обработка дополнительных форм поверхности не требующих черновой обработки.

Русский

2014-12-21

58 KB

10 чел.

М  Лекция №20  Страница 9

Лекция№20

Тема №8. Особенности  проектирования технологических процессов для станков с ЧПУ и ГПС

При проектировании технологических операций для станков с ЧПУ необходимо учитывать ряд особенностей обработки. Снижение затрат на проектирование технологии и изготовление изделий на станках с ЧПУ достигается за счет использования типизированных технологических решений.

При анализе операционной технологии для получения деталей типа тел вращения все многообразие обрабатываемых поверхностей может быть представлено в виде «основных» и «дополнительных» форм поверхностей. В качестве основной формы поверхности принимается поверхность, которая может быть получена резцами с углами φ = 95°, φ1 = 30°, проходными при обработке наружных и торцовых поверхностей и расточным при обработке внутренних поверхностей. Основные формы поверхностей: цилиндрические и конические, поверхности с радиусными и криволинейными образующими, поверхности не глубоких (до 1,5 мм) канавок и другие, которые могут быть обработаны указанными резцами.

Поверхности, которые требуют для их образования другого инструмента, отнесены к дополнительным формам поверхности.

Обработка валов отличается некоторыми особенностями.

Заготовки для центровых работ, поступающие на станки с ЧПУ, должны иметь центровые отверстия и хотя бы один обработанный торец.

заготовки, деформация которых при снятии больших припусков не выходит за пределы, предусмотренные техническими требованиями к операции, необходимо обрабатывать за один-два установа. При обработке за один установ используются правые и левые резцы.

Термоулучшение заготовки желательно проводить перед обработкой на токарном станке с ЧПУ, если это не сказывается на точности и работоспособности изделий.

При выполнении черновых переходов для повышения жесткости инструмента необходимо использовать резцы для контурного точения с углами φ = 95°, φ1 = 5°.

Порядок обработки поверхностей заготовок для деталей типа валов следующий.

1. Черновая обработка основных форм наружной поверхности. В первую очередь выполняется обработка, требующая перемещения в направлении к передней бабке.

2. Черновая и чистовая обработка дополнительных форм поверхности (если имеются дополнительные формы, требующие черновой обработки). Обрабатываются все дополнительны поверхности, кроме канавок для выхода резьбообразующего инструмента и шлифовального круга, а также мелких выточек.

3. Чистовая обработка основных форм поверхности: подрезка торца (только на первом установе); чистовая обработка основных форм наружной поверхности.

4. Обработка дополнительных форм поверхности, не требующих черновой обработки.

Надежность работы инструмента снижается при врезании его режущей кромки в необработанную поверхность заготовки. Чем меньше врезаний резца в такие поверхности, тем выше надежность его работы. В связи с этим рекомендуется произвести сначала один рабочий ход резцом по торцевой поверхности в направлении к оси вращения заготовки и один рабочий ход по цилиндрической поверхности, параллельной этой оси. Дальнейшее направление перемещения резца вырабатывают исходя из условия минимального числа рабочих ходов

Количество операций и установов определяется в соответствии с принципами технологии в зависимости от заданной точности обработки поверхностей и их взаимного расположения.

С целью повышения надежности работы режущего инструмента как при обработке валов, так и других деталей на станках с ЧПУ в ряде случаев программируется снижение подачи в момент врезания инструмента в материал заготовки на 30.,.50 % от рабочей, а после начала резания увеличение до рабочей.

При токарной обработке на станках с ЧПУ может быть обеспечена точность наружного диаметра и отверстия по 7-му квалитету, а при использовании систем автоматической подналадки — по 6-му квалитету точности; параметр шероховатости поверхности Ra1,6 мкм, допуск соосности отверстия и наружной поверхности в пределах 8...9-го квалитетов.

Проектирование технологической операции на станке с ЧПУ включает построение траектории рабочих и вспомогательных перемещений режущего инструмента. Перемещения каждого инструмента начинаются и заканчиваются в исходной точке или в точке его смены и включают подвод, отвод и вспомогательные движения, осуществляемые на быстром ходу; врезание, перебег и рабочее движение, которые осуществляется на рабочих подачах. Вспомогательные и рабочие участки траектории ограничиваются особыми точками, в которых изменяется какое-либо условие работы инструмента (направление перемещения, скорость, частота вращения, включение и выключение охлаждения, изменение координат инструмента и т. п.). Эти точки получили название опорных точек. Различают опорные точки, связанные с геометрией перемещения, технологией обработки и контроля.

Количество рабочих ходов при обработке поверхностей зависит от заданной точности. При этом необходимо помнить, что современные системы управления станками с ЧПУ имеют развитое программное обеспечение, включающее постоянные технологические циклы обработки различных поверхностей, что значительно упрощает программирование обработки.

Обработка заготовок корпусных деталей и других деталей сложной формы в серийном производстве производится на многооперационных станках (сверлильно-фрезерно-расточных многоинструментальных станках с ЧПУ).

Маршрутный технологический процесс для обработки этих заготовок разрабатывается с учетом особенностей обработки на станках с ЧПУ, технологических возможностей этих станков (в том числе точности и производительности обработки) и их стоимости. Операции, выполняемые на станках с ЧПУ, могут охватить весь технологический процесс изготовления детали или только его часть (в сочетании с операциями, выполняемыми на других станках).

В маршрутном технологическом процессе обработки заготовок корпусных деталей и им подобных при необходимости искусственного старения или наличии точных отверстий и плоскостей следует дифференцировать операции на черновые и чистовые. В таких случаях заготовки, имеющие пять-шесть обрабатываемых сторон, обрабатывают, как правило, за одну-две черновые и две чистовые операции (установа).

Для заготовок, не проходящих старение и (или) не имеющих точных отверстий и плоскостей, предусматривают одну или две операции обработки на многоинструментальном станке в зависимости от числа обрабатываемых сторон и заданной точности.

Плоскости и отверстия, точность относительного положения которых задана с жесткими допусками, необходимо обрабатывать в размер за одну операцию при неизменной установке заготовки.

При небольшой трудоемкости черновой обработки в технологическом процессе предусматривается одна черновая операция. Когда выделение черновой обработки в отдельную операцию на многоинструментальном станке неэффективно, операция выполняется на станках другого типа или объединяется с операций чистовой обработки на станке с ЧПУ.

Черновая обработка выделяется в отдельную операцию, когда трудоемкость обработки на станке с ЧПУ велика или когда эта операция необходима для создания технологических баз для последующей обработки.

Количество переходов при проектировании операций на многоинструментальном станке для каждой поверхности назначается в соответствии с типовыми схемами обработки в зависимости от заданной точности. Кроме того, учитываются типовые циклы обработки отдельных поверхностей и схемы перемещения инструмента при этом.

Последовательность выполнения переходов на многоинструментальных станках следующая.

Операция, как правило, начинается с выполнения фрезерных переходов (фрезерование плоскостей, уступов, пазов и т. п.). Сначала фрезеруются внешние плоскости заготовки, затем уступы, пазы, выступы, различные контуры на внешних плоскостях заготовки, затем другие подобные элементы, расположенные на некотором расстоянии от внешних плоскостей. Если время, затрачиваемое на смену инструмента, превышает время, затрачиваемое на поворот стола, сначала осуществляются все переходы, выполняемые данным инструментом, затем сменяются инструменты. Если соотношение указанных времен иное, то сначала выполняют все переходы, необходимые для обработки заготовки при одном положении поворотного стола, затем программируют поворот стола и продолжают обработку.

Далее производится обработка отверстий. Сначала обработка основных отверстий и отверстий большого (более 30 мм) диаметра в сплошном металле, затем переходы обработки предварительно полученных отверстий. Далее обрабатываются торцы, канавки, фаски и другие элементы, точность обработки которых ниже точностных возможностей станка.

Следующими являются переходы получистовой и чистовой обработки основных отверстий, торцов, канавок, точность размеров и расположения которых соизмерима с точностными возможностями станка. Обработка различного рода канавок, выемок, расположенных несимметрично относительно точных поверхностей основного отверстия, выполняется после чистовой обработки основных отверстий, что позволяет избежать искажения формы.

Последовательность черновых переходов определяют, исходя из условия уменьшения времени на вспомогательные перемещения, последовательность получистовых и чистовых переходов — исходя из уменьшения числа изменений положения инструмента и детали в плоскости, перпендикулярной к оси обработки.

Заключительными переходами операции обработки заготовок на многоинструментальных станках являются, как правило, переходы обработки вспомогательных отверстий.

Гибкое автоматизированное производство наиболее эффективно в условиях мелко- и среднесерийного производства при достаточно частой переналадке на обработку очередной партии заготовок из заданной номенклатуры. Одним из принципов, на которых базируется ГПС, является технология групповой обработки. В связи с этим заданную деталь для проектирования автоматизированного технологического процесса ее получения следует рассматривать как деталь — представитель средней сложности со средней трудоемкостью из группы деталей, подобных по конструктивно-технологическим признакам и общности оборудования, на котором производится обработка

Автоматизированная обработка заготовок ужесточает требования к методу получения исходных заготовок и его точности. Наличие уклонов, коробления, заусенцев, дефектов поверхностей заготовок, нестабильность геометрических размеров и механических свойств материала приводят к невозможности обеспечения точности захвата и установки заготовок, к заклиниванию или перекосу в автоматических транспортных и подающих устройствах, снижению надежности операций механической обработки.

Поверхности исходной заготовки должны иметь уменьшенные (1 ...2°) уклоны, их коробление должно быть минимальным для метода получения заготовки, смещение по линии разъема для штампованных поковок и отливок должно быть минимальным, не допускается наличие заусенцев, раковин, окалины. Для уменьшения объема механической обработки наилучшим является такой метод получения заготовок, когда все свободные поверхности, не требующие обработки резанием, будут выполняться при получении заготовки.

Необходимо стремиться к обработке заготовок с разных сторон на одном станке, в том числе и для заготовок типа тел вращения, совмещать черновую и чистовую обработку, шире использовать концентрацию различных методов обработки на одном станке. При этом необходимо помнить, что такая концентрация должна обеспечить заданное качество детали.

На сегодняшний день ряд операций механической обработки не может быть выполнен на оборудовании с ЧПУ, поэтому в состав автоматизированной линии или участка включаются отдельно функционирующие единицы технологического оборудования с меньшей степенью автоматизации.

Заготовка, для обработки которой проектируется автоматизированный технологический процесс, является представителем группы заготовок, сходных по конструктивно-технологическим параметрам. С этих позиций следует подходить и к анализу приспособлений для закрепления заготовок по заданному технологическому процессу и выбору приспособлений для проектируемого технологического процесса.

При обработке заготовок на ГПС используются приспособления-спутники (палеты), стационарные приспособления со сменными или переналаживаемыми элементами, стационарные автоматически переналаживаемые приспособления. Палеты с установленными для обработки заготовками сменяются специальными устройствами либо промышленными роботами.

Установка заготовок в стационарные приспособления и снятие их чаще всего производятся промышленными роботами.

Особое внимание должно быть уделено методам обеспечения точности установки заготовок. Приводятся схемы выбранной оснастки и схемы базирования и установки заготовок на каждой из операций технологического процесса с указанием поверхностей для ее захвата и транспортирования средствами автоматического манипулирования (транспортных баз) и перечень мероприятий, обеспечивающих точность автоматической установки. При использовании приспособлений-спутников выбирается способ их базирования и закрепления на станке. В зависимости от конструктивных особенностей обрабатываемых заготовок, схем их установки для обработки, вида оснастки выбираются устройства загрузки оборудования: устройства автоматической смены палет, модели промышленных роботов, автооператоры и т. п. (с обоснованием выбора).

При изготовлении заготовок в условиях гибкого производства изменяется структура выражения для определения штучного времени. Из него исключается время, необходимое на отдых, время организационного обслуживания. Время на техническое обслуживание рабочего места, необходимое на замену инструмента вследствие его износа, регулировку и подналадку станков, как правило, перекрывается основным временем, так как эти элементы операции выполняются автоматически. В.расчет станкоемкости входит основное время обработки заготовок, время автоматической установки и снятия заготовок, вспомогательное время, связанное с переходом, затрачиваемое на операции автоматического контроля геометрических параметров поверхностей заготовок, смену инструмента (поворот револьверной головки, установка из магазина инструментов и обратно), холостые перемещения рабочих органов станка до начала резания.

В автоматизированном производстве работы, на выполнение которых в обычном производстве необходимо подготовительно-заключительное время, как правило, автоматизированы и перекрываются основным временем.  

Выбираются и обосновываются методы транспортирования заготовок от станка к станку, методы подачи заготовок на участок и с участка на склад. Крупногабаритные и тяжелые изделия перемещаются транспортной системой поштучно. Более мелкие изделия транспортируются в специальных контейнерах или таре.

Для сохранения требуемой производительности между станками могут предусматриваться буферные накопители, функции которых выполняют контейнеры с партиями заготовок или специальные участки поштучного транспортирования.

От станка к станку изделия передаются с помощью промышленных роботов, с помощью дополнительных передающих устройств как контейнерного, так и поштучного транспортирования.

В ряде случаев при обработке заготовок на соседних операциях технологического процесса их необходимо развернуть или перекантовать. Эту операцию возможно выполнить с помощью промышленного робота либо с помощью специальных устройств. В пояснительной записке приводится описание выбранного метода транспортирования заготовок, схемы транспортных путей, эскизы контейнеров с порядком расположения в них заготовок, эскизы выбранных устройств для изменения положения заготовок между операциями.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

67775. Преобразования Фурье 101.5 KB
  ДПФ определяет спектр дискретной периодичной функции x(t). ДПФ – обратимая операция отображения временных рядов в область частот. Свойства ДПФ аналогичны свойствам интегрального преобразования Фурье. ДПФ определяет линейчатый спектр периодичной дискретизации функции времени, а обратное дискретное...
67777. Изучение счетчика Гейгера-Мюллера 168.01 KB
  На рабочей точке рассчитать истинное количество частиц попавших в счетчик с учетом мертвого времени исходя из τ=104 сек. Каковы основные характеристики счетчиков числа частиц В чем отличие счетчиков Гейгера-Мюллера от других счетчиков Что называют счетной характеристикой счетчика...
67778. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 47.02 KB
  Цель работы: Ознакомиться со статистическим характером явлений, рассматриваемых в ядерной физике; изучить законы, которым подчиняется распределение случайных величин; классификацию случайных и систематических ошибок; конкретное приложения изученных закономерностей для оценки ошибок измерения.
67779. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ИСТОЧНИКОВ БЕТТА-ИЗЛУЧЕНИЯ 194.6 KB
  Вычислить по формуле 2 поправку ω учитывающую взаимное расположение счётчика и источника β частиц. Вычислить по формуле 4 поправку f учитывающую поглощение β частиц. Найти поправку q на отражение β частиц от подложки по графику рис. Взаимодействие β частиц с веществом.
67781. Определение энергии α – частиц по пробегу в воздухе 376.37 KB
  Вычислить энергию выделяемую при α распаде изотопа в основное положение если кинетическая энергия α частицы равна 6. Оценить отношение импульсов α частицы и электрона двигающихся с кинетической энергией 1МэВ. α частицы гелион ядра атомов гелия. Если обозначить массу материнского ядра...
67782. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ γ-ЛУЧЕЙ МЕТОДОМ ПОГЛОЩЕНИЯ 216.05 KB
  Вычислить погрешность определения энергии Еγ γлучей по формуле: σ = 1 Результат измерений запишется в виде: x=xсрσ. Верхняя граница энергии γкванта при αраспаде составляет Еγ 0. Гаммалучи имеют весьма различные энергии известны случаи когда они составляют лишь несколько килоэлектронвольт.