5.2 Определение номенклатуры деталей для обработки на станках с чпу
На начальном этапе ТПП выявляют номенклатуру деталей, для которых обработка на станках с ЧПУ целесообразна. Определение номенклатуры производится с учетом конструктивно-технологических параметров: габаритных размеров; формы поверхностей, подлежащих обработке, количества инструментов, требуемого для полной обработки и т.д.
На многооперационных станках эффективна обработка корпусных деталей, обрабатываемые поверхности которых имеют сложную геометрическую форму и требуют различных видов обработки: фрезерной, сверлильной, расточной, резьбонарезной. На многооперационных станках обработка таких деталей осуществляется различными инструментами с одной установки, благодаря чему существенно сокращается вспомогательное время, повышается производительность и точность обработки.
На токарных станках наиболее целесообразна обработка сложных многоступенчатых деталей, которая, благодаря применению набора резцов и автоматической коррекции положения инструментов может быть выполнена с одной установки.
Обеспечение эффективности обработки деталей на станках с ЧПУ немыслимо без типизации технологических процессов и применения групповой обработки. Типизация технологических процессов представляет собой способ унификации производства, при котором для однородных по конструктивно-технологическим признакам групп деталей устанавливаются однотипные методы обработки с использованием быстропереналживаемых оборудования и технологической оснастки.
При построении групповых процессов мехобработки за базовую берут комплексную деталь, под которой понимается реальная или условная деталь, содержащая в своей конструкции основные элементы, характерные для изделий данной группы.
5.3 Требования к технологичности деталей, обрабатываемых на станках с чпу
В связи со специфическими особенностями обработки на станках с ЧПУ к технологичности конструкции деталей предъявляются ряд требований, отличных от общепринятых в механообработке.
При обработке деталей на станках с ручным управлением наблюдается тенденция к дифференцации операций. Вся обработка разбивается на элементарные, простые операции и переходы. В процессе конструирования деталей стремятся избегать сложных и неудобных для обработки поверхностей.
Использование станков с ЧПУ обеспечивает возможность обработки поверхностей любой формы. Поэтому сложность геометрических форм обрабатываемых деталей не является отрицательным фактором при оценке их технологичности, и в конечном итоге дает возможность конструкторам улучшить технико-экономические характеристики изделий. Кроме этого станки с ЧПУ позволяют интегрировать операции.
Опыт ряда предприятий показал, что отработка на технологичность деталей, подлежащих обработке на станках с ЧПУ, является наиболее эффективной, если она проводится на этапе конструирования изделий.
Оценка технологичности конструкции детали, подлежащей обработке на станках с ЧПУ, должна производится с учетом требований мехобработки и задач программирования. Последнее требование является новым и существенным. Для упрощения задач программирования следует упрощать геометрические образы и типизировать основные повторяющиеся геометрические элементы детали. Желательно, чтобы обрабатываемые поверхности детали представляли собой плоскость или криволинейную поверхность, контур которой образован сочетанием прямых линий с дугами окружности.
В общем случае надо стремиться к созданию таких поверхностей, для обработки которых можно подготовить УП для контурной системы ЧПУ с линейно-круговым интерполятором, не прибегая дополнительно к методам интерполяции или приближенного математического описания поверхности. Программирование сокращается для поверхностей, обработка которых ведется по одной или двум координатам.
Для удовлетворения требований мехобработки на станках с ЧПУ технологичными следует считать детали, форма и размеры которых отвечают условиям выполнения обработки в непрерывном автоматическом цикле.
Если конструкция детали отвечает общим требованиям механической обработки и программирования, то повышение технологичности должно быть направлено на сокращение типоразмеров режущего инструмента, необходимого для полной обработки детали.
На основе передового опыта можно сформулировать основные предложения по повышению технологичности наиболее распространенных деталей по видам обработки.
Так при обработке на фрезерных станках с ЧПУ с целью сокращения типоразмеров и количества смен инструментов следует унифицировать радиусы сопряжений наружных и внутренних контуров - Rтип и стенок с полками - rтип (рис. 5.2). При этом следует избегать равенства R = r, требующего применения сферических фрез.
Рис. 5.2. Унификация радиусов сопряжений конструкций
Для сокращения затрат на программирование должны быть максимально использованы зеркально отображенные и симметричные элементы деталей (рис. 5.3). Следует по возможности избегать наклонных стенок.
Рис. 5.3. Использование симметричных конструкций
На токарных станках с контурными системами ЧПУ сложная по конфигурации деталь может быть легко изготовлена с одной установки, т.е. отпадает необходимость в дроблении такой детали на несколько простых. Исходя из этих же соображений, целесообразно переходить к расчетным формам деталей, характеризуемым плавными переходами и радиусами.
Высокая точность токарных станков с ЧПУ и применение резцов из эльбора во многих случаях позволяет заменить шлифование шеек точением (рис. 5.4).
При обработке канавок и выточек под уплотнения для сокращения типоразмеров инструмента необходимо унифицировать размеры канавок (рис. 5.5).
Рис. 5.4. Возможности замены шлифования стенок точением |
Рис. 5.5. Возможности унификации размеров канавок |
При обработке канавок для выхода шлифовального круга или зарезьбовых канавок вместо специального резца могут использоваться стандартные подрезные резцы. Форма канавки должна быть при этом изменена с прямоугольной на пологую с углом наклона 60о со стороны обрабатываемой ступени.
Обработка деталей на сверлильных и расточных станках с позиционными системами ЧПУ предполагает ограничение применяемых в одной операции видов и размеров инструментов. Поэтому технологически выгодно, чтобы все крепежные отверстия имели один и тот же диаметр, глубину. То же самое относится и к растачиваемым отверстиям. Неприемлемыми являются соосные отверстия, у которых диаметр увеличивается по мере удаления в тело детали.
Требования к технологичности деталей, подлежащих фрезерной и сверлильно-расточной обработке, распространяются и на детали, обрабатываемые на многоцелевых станках. Однако, повышаются требования к установочным базам. Большое внимание уделяется свойствам конструкции, обеспечивающим свободный доступ стандартного, жесткого инструмента к максимальному числу поверхностей, повышению степени унификации конструктивных элементов детали и базовых поверхностей, повышению относительной жесткости детали, обеспечению минимальной деформации детали в процессе обработки, рациональной простановке размеров.
Наиболее технологичной для многоцелевых станков является жесткая прямоугольная конструкция детали, которая приближенно вписывается в куб. Предпочтительным является базирование заготовки на плоскость и два максимально удаленные цилиндрические отверстия, оси которых перпендикулярны базовой плоскости.
Длина растачиваемых на многоцелевых станках отверстий не должна превышать 5-6 диаметров оправки, несущей расточной резец. Максимальный диаметр отверстия не должен превышать диаметр выдвижного шпинделя более чем в 2,5 раза. Минимальный диаметр обрабатываемых отверстий составляет 4-5мм.
Повышению технологичности детали способствует также ряд более конкретных мероприятий, например: расположение обрабатываемых отверстий на одном уровне; обеспечение перпендикулярности отверстий к основной обрабатываемой поверхности и т.д. (рис. 5.6).
а)
б)
Рис. 5.6. Повышение технологичности деталей при обработке отверстий |
|