книги из ГПНТБ / Станки с программным управлением

и

где 5 — контурная скорость перемещения инструмента, мм/мин (по­

8. 5 — скорость шпинделя в об/мин. Кодирование осуществ­ ляется двухразрядными числами, зависящими от кинематики станка и определяющими комбинации включения электромагнит­ ных муфт в АКС. В случае программирования команды 500 все муфты отключаются, при программировании команды 510 про­ исходит торможение выходного вала АКС. Для станков мод. 1П717ФЗ и 16Б16ФЗ кодирование скоростей шпинделя дается в табл. 8 и 9. Команда 5 может программироваться без вспомога­ тельных команд МОЗ, М04, Mil, М12. В этом случае направле­ ние и скорость вращения главного двигателя не изменяются.

9. М — вспомогательная команда, кодируется с двухразряд­ ным числом и имеет следующие значения:

М00 — останов программы для измерения, ручной смены ин­ струмента и т. д.

М01 — запланированный останов программы; действует толь­

«LF%» в начале программы.

108

Водной фразе можно записывать несколько команд с адресом

М.Например, с перемещением могут быть записаны направление вращения главного электродвигателя (МОЗ, М04), его скорость (МП, М12), смена инструмента (М06), включение или выключение

охлаждения (М07, М08 и М09) и т. д.

10. Т — инструмент. Кодируется трехразрядным числом, при­ чем в 1-м разряде записывается номер корректирующей пары пе­ реключателей или «0», если отсутствует необходимость корректи­ ровки инструмента. Во 2-м и 3-м разрядах кодируются позиции резцедержателей (табл. 10, 11).

При наличии в программе нескольких коррекций перед отра­ боткой очередной из них величина предыдущей коррекции гасится, т. е. отрабатывается со знаком, противоположным установленному

109

При программировании ускоренных и рабочих перемещений по координате X и шагов резьб, нарезаемых на торце, количество им­ пульсов условно рассчитывается исходя из дискретности попереч­ ного перемещения 0,01 мм.

В одном из устройств системы ЧПУ выходные импульсы удва­ иваются, чем компенсируется несоответствие программируемой и действительной дискретностей перемещений по оси X.

Величины перемещений по оси X, устанавливаемых на переклю­

При нарезании конических резьб с углом конуса 2а^53° мак­ симальный осевой шаг резьбы ^oc-max=10 мм. С увеличением угла конуса свыше указанного значения максимальный осевой шаг уменьшается и определяется по формуле

,5

§ 3. ПОДГОТОВКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ И НАСТРОЙКА СТАНКОВ

С ЧПУ НА ОБРАБОТКУ ДЕТАЛЕЙ

Для расчета и записи управляющей программы обработки кон­ кретной детали необходимы следующие исходные данные:

1) чертежи детали и заготовки с указанием допусков на все размеры в раскрытом виде;

i l l

2) технологическая карта обработки детали с назначенными режимами резания на все переходы (скорость резания в м/мин, подача в мм/об и глубина резания в мм), числом проходов по каждому из применяемых режущих инструментов, их количест­ вом и типом, необходимостью включения охлаждения;

■ .3) чертеж наладки на обработку детали, содержащий изобра­ женную в масштабе рабочую зону станка с настроечными разме­ рами резцой в резцедержателе; зажимное устройство детали, рас­ стояние от торца фланца шпинделя до поверхности для базирова­

ния обрабатываемой детали на зажимном устройстве, величину сдвига нуля по каждой координате (если на станке имеется

0-точка), контуры обрабатываемой части детали с НаЛбЖёпййМ контура заготовки и траектории движения всех инструментов с постановкой размеров от осей координат. Начало координат со­ вмещается с осью вращения детали и с поверхностью для бази­ рования детали по оси. На траекториях движения инструмента необходимо пометить точки для коррекции инструмента и техно­ логических остановов;

4) тип и характеристика системы ЧПУ и система кодирования информации;

5) тип, характеристика и технологические возможности станка (таблица чисел оборотов шпинделя, дискретность перемещения суппорта, мощность главного привода, количество инструмента в резцовой головке, координаты 0-точкп станка и др.).

Подготовка и запись управляющей программы включают за­ несение координат всех точек траекторий в специальную табли­ цу, расчет чисел оборотов шпинделя в минуту, приращений коор­ динат, выходной частоты или числа подачи, кодирование всей необходимой для обработки детали информации в принятой си­ стеме, запись программы и ее контроль на устройстве для конт­ роля, проверка перфоленты на станке на холостом ходу или на координатографе.

Выбор режимов резания и инструмента. При обработке на стан­ ках с ЧПУ режимы резания назначаются в зависимости от мощ­ ности привода главного движения, материала заготовки, геомет­ рии инструмента, требований к чистоте и точности обрабатывае­ мой поверхности и жесткости системы СПИД, т. е. сохраняются основные принципы выбора режимов резания для универсальных станков. Однако, учитывая трудность активного вмешательства оператора в процесс обработки детали по ряду причин (много­ станочное обслуживание, трудность визуального наблюдения за процессом резания, быстродействие отработки движений исполни­ тельных элементов станка в автоматическом цикле, ограниченные возможности корректировки режимов резания в применяемых си­ стемах ЧПУ и др.), необходимо проверить режимы резания на достаточность запаса мощности привода главного движения и приводов подач при колебаниях размеров и твердости заготовки, износе инструмента и неравномерности припуска.

И2

При обработке больших партий деталей особое внимание должно быть уделено повышению стойкости инструмента, по­ скольку каждая его смена сопровождается изменением обрабаты­ ваемых размеров, корректировкой и значительной потерей време­ ни. В связи с этим при выборе инструмента следует предпочитать инструмент с механическим креплением режущих пластинок и по­ вышенной точностью базировки пластинок в державке, исклю­ чающий снятие резцовых блоков со станка при смене режущей пластинки и корректировке его размеров при обработке с невы­ сокой точностью (грубее 3-го класса).

Если точность размеров обрабатываемой детали находится в пределах 2—3-го класса, при смене режущей пластинки на при­ способлении для установки резцов необходимо замерить факти­ ческое положение вершины резца и задать соответствующую кор­ рекцию на переключателях пульта ЧПУ.

Настройка инструмента и точность обработки. Различают два способа обработки на станках с ЧПУ —■одним инструментом и несколькими. Первый способ относится к простейшим деталям, которые нецелесообразно обрабатывать на дорогостоящих стан­ ках с ЧПУ. К установке резца в данном случае не предъявляет­ ся особых требований. Получение требуемых размеров обрабаты­ ваемой детали обеспечивается правильным выбором исходной точ­ ки суппорта в начале обработки (например, методом пробных проточек) и смещением ее в нужном направлении по мере износа инструмента.

Широко распространена на станках с ЧПУ многоинструмен­ тальная обработка. Она позволяет получать детали сложной формы путем использования нескольких инструментов, траекто­ рии и последовательность движения которых в процессе обработ­ ки определены управляющей программой. В связи с этим при многоинструментальной обработке для получения детали точных размеров, соответствующих чертежным, необходимо строгое взаим­ ное расположение всех инструментов согласно карте наладки, яв­ ляющейся одним из исходных документов при составлении про­ граммы. Отклонения размеров обрабатываемой детали зависят от ряда следующих основных факторов:

погрешности отработки заданных перемещений электрогид­ равлическими шаговыми приводами подач бп;

кинематической погрешности ходовых винтов и передач от гидроусилителя к винтам бк на заданной величине перемещения; величины мертвых ходов исполнительного органа (суппорта)

бм, зависящей от жесткости приводов и от усилий резания; нестабильности выхода суппорта на размер бр, обусловливае­

мой качеством изготовления трущихся частей, смазкой и ско­ ростью перемещения;

нестабильности фиксации резцовой головки бф; нестабильности зажима резцового блока на резцовой головке

б3, зависящей от точности изготовления базирующих поверхно­ стей и усилия зажима;

погрешности аттестации резцовой головки ба; погрешности установки инструмента в приспособлении би-

Величина бц составляет 2/з импульса, т. е. равна 0,0035 мм ■для поперечных перемещений и 0,007 мм для продольных. Ввиду незначительности кинематической погрешности бк и постоянства этой величины в заданном перемещении в большинстве случаев ею можно пренебречь или исключить ее смещением исходной точки начала программы. Величины мертвых ходов при измене­ нии направления перемещения составляют на новых станках 0,02—0,04 мм. По мере износа станка они могут увеличиваться, но легко измеряются и исключаются или программированием или выходом исполнительного органа на обработку всех ответст­ венных размеров с одной выбранной стороны.

Практика показывает, что остальные погрешности, влияющие на точность получаемых размеров, можно определить величинами 6р = 0,005—0,010 мм, бф = 0,005 мм, б3= 0,005 мм; öa = 0,01 мм, бц=0,01 мм.

При работе на станках с системами ЧПУ, позволяющими коррек­ тировать инструмент, сумму погрешностей с постоянными величинами Е 8 = 83 + 8а + 8„ при обработке партии деталей без переналадки ин­ струментов можно легко скомпенсировать введением соответствующих коррекций после обработки первой детали. Непосредственное влияние на отклонение размеров в этом случае оказывает сумма 8П+ 8Р + 8Ф= 1=0,0135—0,022 мм (меньшее значение для поперечных перемещений).

Таким образом, максимальная точность обработки диаметраль­ ных и линейных размеров соответственно равна 0,027 и 0,022 мм.

Практически точность обработки может быть несколько ниже из-за влияния колебания припусков на обработку, твердости заго­ товок и др.

Наиболее трудно получить размеры высокой точности при многоинструментальной обработке сложных деталей на станках с ■системами ЧПУ без коррекции инструмента. С помощью одного из инструментов можно получить такие размеры за счет смещения

исходной точки.

Однако точность обработки остальными инструментами при этом снижается на величину суммы погрешностей Е8=83+8а + 8„= 0,025 мм и будет соответственно равна величинам 0,027+2-0,025=0,08 мм для диаметральных размеров и 0,022+0,025 = 0,05 мм для линейных.

При обработке ряда различных деталей многие инструменты используются неоднократно. Поэтому для упрощения подготовки программы и наладки станков наиболее часто применяемые ин­ струменты целесообразно нормализовать, т. е. свести в специаль­ ную картотеку с указанием геометрии, настроечных размеров и шифра. В дальнейшем на чертеже наладки указывается только шифр инструмента.

Базирование деталей в зажимном устройстве и требования к заготовкам. Большое влияние на точность и стабильность полу­

114

Рис. 45. Базирование детали:

а —от торца патрона; б —от кулачков.

станка с ЧПУ. В зависимости от способа установки и зажима из­ делия на станке существуют следующие виды базирования дета­ лей в продольном направлении.

1. Об р а б о т к а в патроне. Базирование при этом может осуществляться на торец корпуса патрона непосредственно, через промежуточные элементы или на торец кулачков.

В данном случае начало координат совмещается с этими по­ верхностями и в чертеже наладки дается точное расстояние А от торца фланца шпинделя до базовой поверхности.

Если заготовку невозможно сбазировать на какую-то реаль­ ную поверхность (например, при обработке с прутка), применяют­

торца патрона). При программировании в этом случае учитывают­

иметь значительные колебания ввиду посадки оправки в конусное отверстие шпинделя. Поэтому перед установкой на переключате­ лях величины сдвига нуля необходимо откорректировать послед­ нюю в соответствии с отклонениями размера А. Начало координат

размер А от торца фланца шпинделя до торца обрабатываемой детали, влияющий на ее окончательные размеры, зависит не только от вылета центра Б, но и от глубины центрового отверстия заготовки В.

Если передний центр плавающий (рис. 46, в), то базой явля­ ется опорный-торец корпуса центра, и отклонения размера А та­ кие же, как и при цанговой оправке.

ших перемещений инструмента вхолостую на рабочих подачах к размерам заготовок деталей,

связано с дополнительными по­ терями времени. Особенно ве­ лики они при обработке боль­ ших партий деталей со значи­

допуск на длину готовой дета­ ли. Для исключения перенастройки исходной точки программы пе­ ред началом обработки каждой детали партии необходимо, чтобы ал­ гебраическая разность отклонений длины заготовки и глубины базового центрового отверстия не превышала допуск на длину первой обрабатываемой шейки со стороны задней бабки. Напри­

могут возникнуть следующие варианты.

1. Исходная точка настроена по детали, имеющей нижнее от­ клонение по длине и верхнее — по глубине центрового отверстия.

1-16

В этом случае отклонение длины первой шейки последующих де­ талей может достигнуть величины (+1) — (—0,5) = + 1,5 мм, так как относительно первой детали отклонения длины последующих деталей будут в сторону увеличения, а глубины центровых отвер­ стий — в сторону уменьшения.

2. Первая деталь имеет верхнее отклонение по длине и ниж­ нее — по глубине центрового отверстия. Отклонения длины пер­ вой шейки могут достигнуть величины (—1)— (+0,5)= —1,5 мм. Следовательно, при обработке таких деталей необходимо поднастраивать исходную точку перед обработкой каждой детали.

Составление траектории движения инструмента. Траектория движения вершины инструмента повторяет форму и размеры об­ разующей обрабатываемой поверхности. Она строится исходя из чертежей детали и заготовки, количества и длины проходов, глубины резания, допуска на колебания размеров заготовки и детали, а также с учетом необходимости отвода резца от обрабо­ танной поверхности на достаточное расстояние при холостых ходах.

Начальной точкой траектории является положение вершины первого резца в исходной точке программы. Последующие точки определяют моменты изменения направления, скорости переме­ щения или изменения того и другого вместе. Положение вершины первого резца в конце программы должно совпадать с начальной точкой. Траектории строятся в системе координат с началом в точке пересечения оси вращения детали с базовой поверхностью при простановке размеров от осей координат до всех точек тра­ ектории (рис. 47, а, б).

В случае обработки криволинейных поверхностей резцами с определенным радиусом при вершине строится траектория дви­ жения центра закругления вершины резца (эквидистанта к обра­ зующей обрабатываемой поверхности) (рис. 47, б).

Координаты точек можно сводить в таблицы, а на траектории указываются только номера точек.

Рис. 47. Траектория движения инструмента:

а — при обработке прямолинейных поверхностей; б — при обработке криволинейных поверхностей.

117