Справочная информация

1. Автоматизацию механической обработки в различных отрас­лях машиностроения с единичным и мелкосерийным типом производ­ства осуществляют путем использования станков и другого технологи­ческого оборудования с ЧПУ. Внедрение дорогостоящего оборудова­ния с ЧПУ обычно оправдывается при применении группового техно­логического процесса (ГТП), под которым понимают процесс изготов­ления совокупности изделий необязательно с одинаковыми конструк­тивными, но обязательно с совпадающими по технологическим при­знакам показателями без переоснащения и при минимальной перена­ладке или без нее технологического оборудования.

Такую совокупность изделий называют технологической груп­пой, а к показателям, ее формирующим, относят:

- конфигурацию обрабатываемых поверхностей, их точность, качество поверхностного слоя;

- тип и технологические возможности требуемого оборудова­ния;

- схему базирования и закрепления заготовок при обработке;

- тип необходимой оснастки.

ГТП механической обработки проектируют на так называемую комплексную деталь (КД), в конструкцию которой входят все подле­жащие обработке поверхности, встречающиеся у деталей данной груп­пы. В качестве КД, которая является конструктивно-технологическим представителем данной группы, может быть одна из деталей группы, удовлетворяющая указанному требованию, или искусственно созда­ваемая условная деталь.

Групповой технологической операцией (ГТО) называют общую для всей группы заготовок операцию, выполняемую с разной комби­нацией технологических переходов по количеству и содержанию, но при неизменном технологическом оснащении оборудования. Необхо­димая комбинация технологических переходов для обработки любой заготовки, входящей в одну группу, на станке с ЧПУ обеспечивается чрезвычайно быстро путем ввода в оперативную память УЧПУ соот­ветствующей, заранее составленной УП.

В настоящей работе рассматриваются условия эффективного применения станка модели 16К20ФЗС32 при проектировании токар­ной ГТО.

Заданные детали (см. рис. 37) относятся к разным конструктив­ным типам - дискам, втулкам, валам, но имеют схожие технологиче­ские признаки. Так, все подлежащие обработке поверхности имеют

форму тела вращения и близкие по значению показатели точности; цилиндрическая поверхность и примыкающая к ней торцовая обрабо­таны заранее (отмечены знаком ٧) и могут для всех деталей использо­ваться в качестве чистовых баз.

В принципе пригодные для групповой обработки детали внача­ле проходят отбор по ряду показателей. В данной работе они предва­рительно отбираются:

- по относительному диапазону изменения диа­метра d обрабатываемых (Д< 5) и базовых (Д≤ 5) поверхностей;

- по форме поверхностей (для базовых она должна быть цилин­дрической и плоской торцовой, для обрабатываемых она может быть любой, образованной вращением прямой линии или дугой окружности относительно оси детали;

- по расположению всех поверхностей, включая обрабатывае­мые и базовые (они должны быть соосными);

- по относительной длине L/d детали, где L - длина детали, а d - диаметр базовой поверхности (при L/d< 5 достаточна одна, а при 5≤ L/d ≤5 необходимы две опоры);

- по пределам изменения квалитета точности обрабатываемых (допускается IT7...IT12) и базовых (допускается IT8...IT10) поверхно­стей;

- но наименьшему значению Rz обрабатываемых (8мкм) и ба­зовых (40 мкм) поверхностей.

Для последующего отбора деталей в технологические группы оставляются детали, отвечающие требованиям оценочных показателей и входящие в состав не менее двух деталей, для базирования и закреп­ления которых необходимы одинаковые приспособления.

2. Токарный станок модели 16К20ФЗС32 применяют в единич­ном, мелкосерийном и серийном производствах, обеспечивая точность обработки до IT6 и шероховатость цилиндрических и пологих кониче­ских поверхностей до Rz = 6...12 мкм. При обработке сложных по­верхностей и крутых конусов обеспечивается Rz = 20 мкм. В данной работе принимаем Rz = 5Ra.

Другие важные для групповой обработки показатели станка приведены в табл. 28,

К станку модели 15К20Ф3С32 придается трехкулачковый само­центрирующий патрон, сдвигающиеся кулачки которого надежно за­крепляют цилиндрические базовые поверхности заготовок при разно­сти их диаметров до 20 мм.

Таблица 2Ь

Параметры технической характеристики станка 16К20Ф3С32

№	Наименование		Значение, мм
1	Наибольший диаметр обра­батываемой заготовки	над станиной	400
		над суппортом	220
2	Наибольшая длина обрабатываемой заготовки		1000 |
3	Наибольшее перемещение суппорта	продольное	900
		поперечное	250
4	Наибольшее продольное перемещение суппорта при обработке заготовки над станиной		80

Модернизированные кулачки (рис. 38, а) патрона позволяют ис­пользовать его в качестве группового приспособления и при неизмен­ной наладке закреплять заготовки с разными диаметрами базовых по­верхностей в трех различных диапазонах благодаря ступеням I, II, III.

При установке заготовки ее базовый торец упирается в уступ соответствующей ступени кулачка. Во избежание аварии и порчи ку­лачков перемещение резцов до установочных торцов при обработке наружных поверхностей ограничено расстоянием I_б, которое принято за минимальную длину базовой поверхности заготовки.

Рис. 38. Параметры наладки приспособления (а) и взаимосвязанные размеры поверхностей конусного и бочкообразного профиля (б)

В расчете базовой длины может встретиться величина 1₀ (рис.38, б), определяемая косвенно. Для конусного профиля

для бочкообразного профиля

Шаг регулировки кулачков в радиальном направлении составля­ет 10 мм, а число различных наладок - 11 (табл. 29).

Детали, базовые поверхности которых по размерам не соответ­ствуют табличным, исключаются из числа отбираемых для групповой обработки.

Резцы штатного комплекта (рис. 39) используются при опреде­ленных условиях:

- резец №1 - упорный - для обработки любых гладких наруж­ных поверхностей, если они в направлении движения к патрону не уменьшаются по диаметру;

- резец №2 - контурный - для обработки таких же поверхно­стей, если среди них встречаются поверхности, которые при движении к патрону уменьшаются по диаметру;

- резец №3 - резьбовой - для обработки наружной метрической резьбы;

- резец №4 - прорезной - для обработки наружных канавок ши­риной а;

Таблица 29,

Размеры базовых поверхностей заготовок в зависимости от наладки кулачков патрона, мм

Размер базовой поверхности	Номер наладки	Номера ступеней
		1	II	III
По диаметру	1	40... 60	100...120	160... 180
	2	50...70	110...130	170... 190
	3	60...80	120... 140	180...200
	4	70... 90	130...150	190...210
	5	80...100	140... 160	200... 220
	6	90...110	150...170	210...230
	7	100... 120	160... 180	220... 240
	8	110... 130	170...190	230...250
	9	120...140	180...200	240...260
	10	130...150	190...210	250...270
	11	140... 160	200... 220	260...280
По длине l6	1...11	>65	>40	>20

Рис. 39. Комплект штатных резцов к станку модели 16К20Ф3С32

- резец №5 - угловой - для обработки наружных канавок шири­ной а на цилиндрической и высотой б на торцовой поверхностях;

- резец №6 - расточной упорный для обработки любых внут­ренних гладких поверхностей, если они при движении к патрону не увеличиваются по диаметру;

- резец №7 - расточной прорезной для обработки внутренних канавок шириной а.

Для применения резца №2 необходимо, чтобы его угол в плане превышал угол ψ (см. рис. 38, б). Для конической поверхно­сти , для бочкообразной -

Резцы №4 и №7 можно применять при а ≥3, а резец №5 - при а' = б' ≥2.

Поворотный резцедержатель станка имеет 6 позиций (m= 6) с прямоугольными гнездами для установки в каждой одного резца, предназначенного для обработки наружной поверхности. Инструмент для обработки внутренней поверхности вначале помещается в приспо­собление, которое требует для своего размещения два гнезда.

В число деталей, отбираемых для групповой обработки, следует включить только те, которые могут быть обработаны штатными рез­цами при перечисленных условиях.

Из деталей x типоразмеров, прошедших отбор в соответствии с возможностями оборудования и оснастки, должны формироваться технологические группы, причем в разных вариантах.