Значения эталонных замеров

№дет	7982	7982	7272	7272
	d1	d2	d3	d4
1 2 3 4	18,00 17,98 17,99 18,05	20,04 19,98 20,08 20,06	18,01 17,93 17,95 17,96	16,61 16,45 16,52 16,47
5 6 7 8	18,09 18,03 18,03 18,04	20,07 20,06 19,96 20,07	18,01 18,05 18,00 17,95	16,47 16,57 16,49 16,60
9 10 11 12	18,02 18,02 18,03	20,03 20,04 20,12	18,13 18,03 18,03	16,58 16,55 16,56
13 14 15 16	18,01 18,03 18,02 18,02	20,05 19,99 20,01 20,05	18,04 18,06 18,02 18,02	16,56 16,55 16,54 16,53
17 18 19 20	18,02 17,99 18,07 18,02	20,05 20,09 19,99 20,01	18,03 18,02 18,05 18,03	16,54 16,58 16,56 16,57
21 22 23 24	18,03 18,02 18,02 18,02	20,00 19,99 20,02 20,03	18,04 18,04 18,05 18,07	16,55 16,54 16,54 16,54
25	18,02	20,03	18,06	16,59
26
27 28	18,04 18,04	19,97 19,99	18,09 18,06	16,55 16,55
29 30 31 32	18,03 18,02 18,04 18,03	19,96 19,95 20,00 20,06	18,06 18,06 18,06 18,08	16,57 16,57 16,58 16,58
33 34 35 36	18,04 18,04 18,03 18,04	20,01 20,03 20,06 20,07	18,09 18,05 18,07 18,07	16,56 16,60 16,58 16,57
37 38 39 40	18,08 18,03 18,04 18,04	20,02 19,97 20,02 20,10	18,06 18,08 18,02 18,04	16,58 16,57 16,57 16,55
41 42 43 44	18,04 18,02 18,06 18,05	20,02 19,99 20,09 20,12	18,02 18,02 18,03 18,02	16,57 16,56 16,57 16,56
45 46 47 48	18,05 18,04 18,03 18,04	20,05 20,10 20,05 20,02	18,02 18,02 18,02 18,03	16,57 16,56 16,56 16,58
49 50 51 52	18,06 18,04 18,05 18,06	20,14 20,07 20,00 20,02	18,02 18,04 18,04 18,03	16,56 16,59 16,56 16,57
53 54 55 56	18,05 18,06 18,06 18,05	20,11 20,07 20,01 19,92	18,05 18,05 18,04 18,04	16,56 16,57 16,56 16,57
57 58 59 60	18,04 18,04 18,06 18,05	20,11 20,07 20,08 20,15	18,05 18,04 18,03 18,03	16,57 16,57 16,57 16,56
61 62 63 64	18,05 18,03 18,07 18,05	20,05 20,08 20,04 20,11	18,06 18,04 18,04 17,98	16,57 16,56 16,55 16,46
65 66 67 68	18,04 18,08 18,03 18,04	20,16 20,09 20,10 20,07	17,90 17,93 17,93 17,94	16,45 16,47 16,46 16,48
69 70	18,04 18,04	20,05 20,16	17,94 17,92	16,49 16,50

№ дет	815200	5492389	5492389	5492389
	1	2	3	4
1 2 3 4	50,15 50,15 50,20 50,15	30,45 30,60 30,90 30,60	30,40 30,35 30,20 30,40	40,25 40,40 40,65 40,35
5 6 7 8	49,95 49,95 50,10 49,95	30,60 30,40 31,05 30,30	30,15 30,40 30,55 30,25	40,30 40,20 40,45 40,15
9 10 11 12	49,75 50,05 49,95	30,10 30,60 30,15	30,00 30,20 30,05	39,70 40,20 40,05
13 14 15 16	49,95 49,95 50,05 50,05	30,60 30,50 30,40 30,55	30,15 30,25 30,15 30,20	40,25 40,15 40,05 40,25
17 18 19 20	50,05 50,05 49,90 50,10	30,30 30,65 30,40 30,65	30,30 30,65 30,40 30,65	40,00 40,00 40,20 40,45
21 22 23 24	50,00 50,10 49,95 50,05	30,80 30,30 30,40 30,65	30,80 30,30 30,40 30,65	40,30 40,15 39,95 40,20
25	50,00	30,50	30,50	40,20
26
27 28	49,95 50,05	30,45 30,45	30,45 30,45	40,10 40,15
29 30 31 32	49,95 49,95 50,00 50,30	30,30 30,45 30,30 30,90	30,30 30,45 30,30 30,90	40,10 40,45 40,25 40,50
33 34 35 36	49,95 49,95 49,80 49,95	30,45 30,50 30,50 30,20	30,45 30,50 30,50 30,15	40,15 40,25 40,10 40,10
37 38 39 40	50,00 50,05 49,95 50,10	30,25 30,30 30,35 30,70	30,30 30,15 30,10 30,45	39,90 39,95 40,10 40,30
41 42 43 44	50,10 50,10 50,05 49,85	30,50 30,55 30,15 30,25	30,20 30,45 30,35 30,15	40,30 40,20 40,25 39,95
45 46 47 48	50,15 49,85 50,20 50,10	30,30 30,25 30,65 30,70	30,45 30,00 30,55 30,40	40,05 40,00 40,40 40,25
49 50 51 52	50,05 49,95 49,95 50,15	30,60 30,60 30,45 30,40	30,30 30,15 30,25 30,35	40,10 40,20 40,20 40,25
53 54 55 56	50,05 50,15 50,00 50,00	30,50 30,60 30,45 30,45	30,20 30,35 30,35 30,20	40,25 40,35 40,10 40,30
57 58 59 60	50,05 50,05 50,05 50,10	30,85 30,50 30,75 30,55	30,45 30,25 30,30 30,45	40,40 40,35 40,25 40,25
61 62 63 64	50,15 50,15 50,20 49,95	30,35 30,70 30,65 30,45	30,35 30,45 30,45 30,25	40,15 40,30 40,35 40,00
65 66 67 68	50,10 50,00 50,10 50,20	30,50 30,30 30,50 30,75	30,35 30,10 30,25 30,35	40,15 40,20 40,25 40,25
69 70	49,90 50,10	30,50 30,80	30,10 30,25	39,95 40,35

Лабораторная работа №16

Технологическая подготовка и

анализ эффективности обработки

на токарном станке с ЧПУ.

1. Теоретические положения.

В условиях серийного и мелкосерийного производств доля машинного времени на традиционных станках составляет 20…30 %. На станках с программным управлением она увеличивается до 50…60 %, а на обрабатывающих центрах в составе ГПС может достигать 80…90 %.

Токарные станки с ЧПУ позволяют:

- достигать точности диаметральных размеров деталей по 6…7-му квалитету, а линейных размеров – с отклонениями 0,03…0,05 мм;

- достигать шероховатости цилиндрических поверхностей и конусов с малыми углами Ra 2,5 мкм, сложных фасонных поверхностей и конусов с большими углами Ra 6,3 мкм;

- нарезать резьбу 6…8 –ой степеней точности;

- совмещать различные стадии обработки при наличии комплекса поверхностей.

Партия запуска считается оптимальной при 30….80 деталях.

Условия перевода деталей на обработку на станке с ЧПУ можно охарактеризовать следующими требованиями:

• Детали должны иметь сложную форму с многоступенчатыми цилиндрическими, коническими или криволинейными поверхностями, требующие дорогостоящего оборудования большой номенклатуры, сложнофасонного режущего инструмента и трудоемкой разметки.

• Форма и размеры деталей должны отвечать условиям выполнения обработки в непрерывном автоматическом цикле.

• Из условия обеспечения жесткости валы должны иметь отношение длины к диаметру равной или не более 12.

• Формы и размеры канавок, радиусов скруглений и галтелей должны соответствовать типовым значениям режущей геометрии инструмента.

• Фаски необходимо выполнять с углом наклона 45⁰ .

• Припуск у заготовок деталей должен быть минимальным с допуском не более ± 0,5 мм. Это обеспечивает стабильность условий резания, а следовательно и стабильность точности обработанных элементов поверхностей.

• Разброс твердости обрабатываемых поверхностей должен быть небольшим для удобства регулирования времени смены инструментов исходя из их стойкости.

• Доля машинного времени должна составлять не менее 60 % от штучного времени.

1.1. Определение траектории движения режущего инструмента.

Одной из главных задач проектирования операции обработки на станке с ЧПУ является определение траектории движения инструмента и определение координат характерных (опорных) точек в системе координат станка. Закон перемещения инструмента определяется последовательностью перемещения по всем заданным опорным точкам с требуемой точностью.

Построение траектории перемещения инструмента начинается с задания системы координат детали («0» детали) и выбора начальной точки программируемого перемещения («0» и.т.).

На токарном станке за положительное направление оси «£» принимается ось вращения шпинделя в направлении удаления инструмента и заготовки друг от друга. Положительное направление оси «X» - в плоскости упорной базы заготовки (левого торца).

Исходная точка начала программируемого перемещения «0» и.т. выбирается из условия: обеспечения минимального холостого хода, но не ближе 25…40мм от обрабатываемого контура; инструмент, установленный в эту точку, не должен мешать просмотру всей зоны обработки; инструмент после окончания обработки должен вернуться в начальную точку.

Точность задания координат «0» и.т. составляет: при черновой обработке - ± (0,1…0,2) мм, при чистовой - ± (0,02…0,05) мм.

При обработке заготовки на токарных станках с ЧПУ наибольшее распространение получили две следующие традиционные схемы установки: в центрах (для заготовок типа валов) и в патроне (в основном, для заготовок типа дисков, втулок и коротких валиков).

Для токарных станков с ЧПУ используются быстропереналаживаемые клиновые патроны типа ПБК с диаметрами 200, 250, 315, 400 мм с пневматическими, гидравлическими и электромеханическими приводами.

Для заготовок, устанавливаемых в центрах, применяются двух- или трёхкулачковые поводковые патроны с плавающим центром и эксцентриковыми сменными кулачками автоматического действия.

Поверхности, окончательная обработка которых может производиться проходными или расточным контурным резцом, отнесены к основным, остальные – к дополнительным. К основным относятся: торцовая, цилиндрические и конические, а также поверхности с криволинейной образующей и неглубокие канавки и выточки, которые можно выполнить резцом со вспомогательным углом в плане .

1.2. Схема базирования инструментов.

Программируется перемещение одной из характерных (отсчетных) точек, принадлежащих рабочему органу станка.

На токарных станках с поворотной инструментальной головкой отсчетная точка О, совмещается с проекцией оси поворота головки на координатную плоскость x и z.

В расточных, фрезерных, сверлильных и многооперационных отсчётная точка О₁ находится на оси шпинделя у его переднего конца (рис.2).

Вершина режущего инструмента отстоит от отсчетной точки на величину

W= ,

где W_x и W_z – определяются на основе оптимальных вылетов режущих инструментов. Используя каталоги поверхностей – программист рассчитывает траекторию перемещения отсчётной точки О₂ в виде кривой, равноотстоящей от программируемой точки на размер W (см. рис. 1).

На схеме размещения инструментов отмечают координаты положения инструментов по осям Z и X и порядок расположения инструментов резцовой головке (револьверной головке или инструментальном магазине).

1.3. Проектирование схемы движения

Для проектирования схемы движения режущих инструментов необходимо построить траекторию рабочих и вспомогательных перемещений инструментов при обработке основных и дополнительных поверхностей.

Траектория движения инструмента определяется координатами точек начала и окончания элементарных участков, составляющих полный цикл движения из суммы вспомогательных и технологических переходов. При этом возможны два варианта расчета опорных точек (основных- определяемых из существующей геометрии и технологических – назначаемых из технологических требований оптимизации закона перемещения инструмента): расчет на контуру и расчет по эквидистанте.

Резец имеет при вершине скругление радиусом r и т.М (точка пересечения двух граней –теоретическая), см.рис.5.

Резец всегда имеет при вершине скругление радиусом r и точку теоретического профиля "М". Если при программировании пренебречь наличием скругления, то т.М пройдет по отрезку 2-3, а режущая кромка пройдет рядом с линией 2-3 на расстоянии "а", т.е. в связи с фактическим отсутствием т.М положение образующей конуса сдвигается в сторону резца на величину "а". При углах α=90° (отрезок 4-5) и α=0° (1-2) а=0; при α=45° а_мах≈0,41.

В общем случае погрешность смещения

, (1)

где r – радиус при вершине резца.

Для исключения погрешности необходимо смещение влево вдоль оси z траектории перемещения т.М на величину Р

В этом случае т. «М» пройдёт по отрезку m-n , а режущая кромка – по обрабатываемому контуру детали 2-3.

Программирование по контуру возможно в случаях когда можно пренебречь радиусом скругления резца, когда нет наклонных участков, при черновой обработке.

При обработке конических или фасонных поверхностей, когда нельзя пренебречь вызванным наличием скругления при вершине резца искажением обрабатываемого контура, надо программировать траекторию центра скругляющей дуги – эквидистанту.

Zo=

Z₁

1

2

3

4

5

6

6'

5'

4'

3'

2'

1'

Z₂

Z₃

Z₄

Cz

+X

+Z

Wz=

r

r

α

Рис.6 Схема инструментальной настройки по эквидистанте для патронных станков.

Рис.6.Схема инструментальной настройки по эквидистанте для центровых станков

Эквидистанта 1’-2’-3’-4’-5’-6’ удалена от контура на величину r.

Координаты опорных т. Эквидистанты отличаются от координат соответствующих точек контура на величину r и C_z. Поправка по оси Z рассчитывается:

, (3)

где r – радиус скругления вершины резца.

Значение угла конуса определяетя:

(4)

+Z

+X

Контур

детали

₁₃

₁₄

₁₅

Контур

заготовки

₉

₁₀

₁₆

₁₇

₂

_{5 (12)}

₆

₇

_{1 (8)}

₁₁

₁₈

₁₉

₃

₄

₂₀

О_И.Т.

Рис.7 Вариант построения траектории движения.

На рис. 7 представлена схема построения траектории обработки заготовки из прутка. Резец перемещается из исходной точки О в точку 1, из которой осуществляется технологический переход 1-2, затем отход от контура детали в точку 3, откуда осуществляется холостой ход возврата на исходную позицию по траектории 3-4-5. Отрезок 5-6 – рабочий ход. Траектория 6-7-8-9 – возврат в исходную позицию. Отрезок 9-10 – рабочий ход, завершающий выборку объема металла с целью выравнивания припуска. Заштрихованная часть контура заготовки – равномерный припуск, снимаемый при движении режущей кромки по траектории 13-14-15-16-17-18-19ю После чего осуществляется отвод по траектории 20-0. В зависимости от соотношения диаметров шеек траектория может измениться.

2. Цель выполнения работы.

Освоить методику технологической подготовки обработки детали на токарном станке с ЧПУ.

3. Технологическое оснащение

1. Токарный станок.

2. Заготовка – пруток г/к

3. Штанген-циркуль

4. Микрометр

5. Резец проходной

4. Содержание работы.

1. Необходимо получить задание у преподавателя в виде рабочего чертежа детали. (приложение к работе).

2. Оценить возможность обработки на станке с ЧПУ.

3. Провести анализ возможности программирования по контуру или по эквидистанте.

4. Обосновать необходимость поправки при программировании по контуру и рассчитать значение поправки Р по формуле (2). Предварительно измерить значение радиуса скругления вершины резца r на инструментальном микроскопе или радиусомером (шаблоном), или из нормативов на режущий инструмент.

5. В случае программирования по эквидистанте рассчитать поправку Сz по формуле (3) и (4).

6. Выполнить схему инструментальной наладки для обработки заданного контура выбранным способом. На схеме указать:

- способ крепления, контуры обрабатываемых поверхностей; базовой и зажимной;

- номенклатуру используемых инструментов и их обозначение;

- сведения для каждой поверхностей, каким инструментом (блоком инструментов) она должна быть обработана. При этом опорные точки указываются цифрой с индексом обозначения инструмента, например, траектория движения инструмента №3 - 1³ – 2³ - 4³ - 5³ и т.д.

7. Заполнить таблицу «координаты опорных точек» траектории при обработке каждым резцом в следующем виде :

№ опоры точек	Х	Z
Оп.т. 1. 2. . .

8. Выбрать режущий инструмент и назначить режимы обработки, руководствуясь данными работы №6.

9. Выполнить программирование, используя типовую программу или, воспользовавшись разработанной программой.

10. Произвести обработку заготовки, используя данные таблицы «координаты опорных точек».

11. Осуществить контроль точности обработанной геометрии.

12. Сделать выводы.

5. Контрольные вопросы.

1. Правила выбора Ои.т. (исходной точки начала обработки).

2. Условия подбора деталей.

3. В чем различие программирования по контуру и эквидистанте?

6. Рекомендуемая литература.

1. А.А. Маталин Технология машиностроения. М: Машиностроение. 1985, с 512.

2. А.Н. Ковшов Технология машиностроения. М: Машиностроение. 1987, с 319.

П риложение

Таблица 2.

Варианты исходных данных

№ варианта	Значения размеров
	d1, мм.	d2, мм
1	15	25
2	20	30
3	25	30
4	30	35
5	35	40
6	40	45
7	45	50
8	50	55
9	55	60
10	60	65