2.2.1. Особенности проектирования операций для станков чпу

Станки с числовым программным управлением представляют собой быстро программируемые технологические системы, которые особенно эффективны для автоматизации мелко и среднесерийного производства. Основной особенностью станков с ЧПУ является их технологическая гибкость, благодаря которой осуществляется быстрый переход на изготовление новых деталей. Технологическая гибкость станков с ЧПУ определяется следующими факторами.

1. Н епосредственное задание размеров изготовляемых деталей как исходной геометрической информации в виде массива цифровых данных или геометрической модели.

2. Цифровое задание необходимой технологической информации, определяющей на каждом из переходов частоту вращения шпинделя, скорость рабочей и ускоренной подачи, глубину резания и др.

3. Автоматическое управление всеми вспомогательными переходами и командами по автоматической замене инструмента, включение и выключение СОЖ, замена и закрепление заготовок и др.

4. Выполнение предусматриваемой коррекции размерной настройки режущих инструментов и режимов резания.

Эти основные принципы числового управления имеют различную реализацию в соответствии с типом станочного оборудования, требованиями к точности и уровню автоматизации. В соответствии с решаемыми технологическими задачами и видом привода различают системы позиционного, контурного и комбинированного управления.

Числовое программное управление металлорежущими станками обеспечивает гибкую автоматизацию процесса обработки заготовки на станке в соответствии с заданной управляющей программой, составленной в алфавитно–цифровом коде. В качестве программоносителя используют перфоленту, кассету магнитной ленты, дискету. Для записи управляющей программы на восьмидорожковую перфоленту в системах ЧПУ применяют единый метод кодирования информации, основанный на применении международного семиразрядного кода ISO-7bit. Управляющая программа содержит информацию о геометрических параметрах изготовляемой детали и технологических командах, определяющих процесс изготовления детали на станке.

Управляющая программа состоит из последовательно записанных кадров, каждый из которых включает определённое число программных слов, записанных в фиксированном порядке. Каждое слово в свою очередь состоит из адресной буквы, определяющей код соответствующей команды, и последующей группы цифр.

Исходными данными для разработки УП и необходимой наладки станка являются чертежи детали и заготовки, разработанная технология на деталь, и технологические данные применяемого оборудования и оснастки.

2.2.2. Фрезерная обработка на станках с чпу

Для управления движением формообразования необходимо ориентировать изготовляемую деталь в координатной системе станка.

На рис. 2.1 показана корпусная деталь, предназначенная для обработки на станке с ЧПУ.

Рис. 2.1. Эскиз корпусной детали, предназначенной для обработки

на обрабатывающем центре

На первой операции обрабатывают основание детали (поверхность А), которое в дальнейшем является технологической базой для обработки других поверхностей.

В соответствии с такой схемой базирования производят установку заготовки на многоцелевом станке с ЧПУ, см. рис. 2.2.

Рис. 2.2. Установка заготовки на спутнике при обработке

на многоцелевом станке 6904ВМФ1

1 – спутник, 2. подкладная плита, 3 – заготовка, 4 – шпиндель,

5 – опорные элементы и приспособления.

I, II – позиции для последовательной обработки заготовки со стороны I и II.

Заготовка 3 базируется на плоскость А, устанавливается на подкладную плиту 2 (адаптер), которая закрепляется на спутнике 1. Такая схема установки позволяет обрабатывать заготовку со всех 4-х сторон.

На основе чертежа разрабатывают геометрический план обработки и определяют последовательность выполнения технологических переходов. Для этого обозначают обрабатываемые стороны I и II (их можно назвать позициями), каждому отверстию присваивается порядковый номер (см. рис. 2.3).

Рисунок 2.3. Пересчет размеров для обработки

а) – со стороны II – (длинной)

б) – со стороны I – (короткой)

В соответствии с принятой схемой базирования для каждой установки детали выбирают систему начала отсчета (ноль детали). Например, для стороны I – это координатная система XOY, для стороны II – координатная система YOZ. Относительно этих координатных систем производят пересчет всех размеров, определяющих положение обрабатываемых поверхностей заготовки, как показано на рис. 5.

На рабочем чертеже детали размеры с соответствующими допусками могут быть заданы как в абсолютных значениях (координатный метод простановки размеров), так и в приращениях (цепной метод). Но при составлении управляющей программы необходимо задавать средние размеры. Это объясняется тем, что отклонения размеров, возникающие в процессе разработки на станках с ЧПУ, с равной вероятностью могут, как увеличивать, так и уменьшать выполняемый размер. Величина среднего размера должна рассчитываться с учетом расположения поля допуска относительно номинального размера.

При симметричном расположении допусков относительно номиналов, средние значения соответствуют номинальным величинам. При несимметричном расположении допусков средние значения размеров необходимо рассчитывать по следующим формулам.

Среднее значение координатного размера , образуемое несколькими цепными звеньями , находятся как

(1)

где — номинальные размеры цепных звеньев, — верхнее и нижнее отклонение размеров цепных звеньев, — число цепных звеньев.

Средние значения цепного звена , образованное двумя координатными размерами , находятся как

(2)

где — номинальные размеры двух координатных звеньев; — предельные отклонения двух координатных звеньев.

Составляется операционная карта (ОК) механической обработки, в которой указывается последовательность выполнения технологических переходов на каждой стороне детали, состав применяемого инструмента и технологической оснастки, назначаются режимы резания и рассчитываются нормативы времени.

На основе ОК для каждой операции составляется расчетно-технологическая карта. На ней показывают положение нулевой плоскости, расположение припуска на обрабатываемых поверхностях, начальные и конечные положения инструмента с учетом врезания и перебега, координаты опорных точек перемещения инструмента относительно детали.

Для составления управляющей программы разработанный техпроцесс кодируется с помощью международного кода ISO-7bit в соответствии с инструкцией программирования для конкретной системы ЧПУ. Кодирование процесса обработки отражается в технологической программной карте (бланк-программе).

С технологической программной карты кодированную информацию переносят на программоноситель (перфолента, магнитная кассета и др.) для передачи в память ЭВМ станка с ЧПУ. В новейших системах ЧПУ управляющая программа может быть составлена и отредактирована непосредственно у станка.