Если припуск невелик – черновая обработка может отсутствовать.

Для поверхности, шероховатость которой меньше Rz = 20 мкм, а также для диаметральных размеров, требования которых соответствуют допуску 0,3 мм и меньше, необходима чистовая обработка. Глубина резания для чистовых проходов принимается 0,5…1,5 мм. Схемы траектории движения вершины резца (циклограммы) для черновой и чистовой обработок вала показаны на рис. 2.2.

2.4.ВЫБОР ЗАГОТОВКИ

Вцелях типизации операционной технологии обрабатываемую поверхность заготовокпредставляютсостоящейизосновныхидополнительныхповерхностей.

Косновным поверхностям относятся такие, которые могут быть обработаны

резцом с главным углом в плане ϕ = 93°, вспомогательные – с углом в плане ϕ1 = 32°. Это – цилиндрические и конические поверхности, поверхности с радиусными и криволинейными образующими и поверхности неглубоких канавок (например, для выхода шлифовального круга); примеры показаны на рис. 2.3 жирными линиями.

Поверхности, для образования которых необходим другой инструмент, называют дополнительными. К ним относятся торцовые и угловые канавки для выхода шлифовального круга, канавки на наружной, в том числе торцовой и внутренней поверхностях, резьбовые поверхности, желоба под ремни т.д. Примеры таких поверхностей показаны на рис. 2.3 тонкими линиями.

При образовании основных поверхностей заготовок диаметром 50…400 мм удаляют 85…90% припуска, остальной припуск снимают при обработке дополнительных поверхностей.

На станках с ЧПУ обрабатывают в основном заготовки из проката, поковок, штамповок.

Одну заготовку проката можно использовать для изготовления нескольких деталей, если диаметр обрабатываемых в патроне заготовок не превышает 50 мм, и для одной детали, если диаметр больше 50 мм.

Заготовки проката, обрабатываемые в центрах, должны иметь обработанные торцы и центровые отверстия с двух сторон. Отклонения длины заготовки не должны превышать +0,6 мм. Заданную длину деталь принимает по окончании чистовой обработки на станке с ЧПУ после подрезания торца проходным контурным резцом. Заготовки из проката, устанавливаемые в патроне, используют без дополнительной обработки. Однако отверстие большого диаметра желательно подготавливать в заготовке предварительно.

Рис. 2.3. Основные и дополнительные поверхности заготовки

11

Поковки, выполненные способом свободной ковки, без применения или с применением подкладных форм для образования отдельных поверхностей вначале, как правило, обрабатывают на станках с ручным управлением (РУ) с целью подготовки баз для последующего закрепления их на станках с ЧПУ. Более грубые поковки с большим колебанием величины и формы припуска подвергают предварительной обдирке по всему контуру.

Поковки, изготовленные способом горячего объёмного штампования (штамповки), отличаются стабильной формой и размерами, небольшими припусками. Штамповки, предназначенные для обработки в патроне, в большинстве случаев включают сквозное или с небольшой перемычкой отверстие, торцовые выемки и др. В первом установе они могут без предварительной обработки закрепляться с помощью специальных зажимных кулачков на станке с ЧПУ. Зажимные кулачки в этом установе выполняют с учётом уклона поверхности штамповок.

2.5. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ

Номенклатуру инструмента для станков с ЧПУ составляют на базе статистического анализа форм и размеров изготавливаемых деталей и технологических возможностей станка. Для обработки отверстий используют свёрла и расточные резцы ограниченной номенклатуры. Зенкеры и развёртки в большинстве случаев не применяют: второй и третий классы точности достигают растачиванием (употребление развёрток целесообразно только в случае обработки больших партий деталей).

Наружные основные поверхности с образованием прямых уступов формируют проходным подрезным резцом с углами ϕ = 95° и ϕ1 = 5° для черновой обработки и контурными резцами с углами ϕ = 93° и ϕ1 = 32° для чистовой обработки.

При обработке внутренних поверхностей используют центровочные и спиральные свёрла, а также расточные проходные резцы с углами ϕ = 95°, ϕ1 = 5° для черновой обработки и расточные контурные резцы с углами ϕ = 93°, ϕ1 = 32° для чистовой обработки. Размеры расточного инструмента устанавливают соответственно размерам обрабатываемых отверстий: диаметру и длине.

Статистика показывает, что для обработки отверстий с часто встречающимся в производственной практике диаметром нужны свёрла диаметром 20; 22,5; 25; 27,5; 30; 40; 45; 50 мм. Для обработки отверстий с диаметром менее 20 мм необходимы свёрла диаметром 10,1; 12,5; 13,8; 15,3; 17,3 мм. Дробные значения диаметров свёрл до 20 мм определяются диаметрами отверстий под нарезание резьбы.

Вместо спиральных сверл целесообразно применять пластинчатые (перовые) свёрла диаметром 25, 30, 35, 40, 45 и 50 мм. Для обработки глухих отверстий используют перовые или спиральные донные свёрла диаметром 25, 30, 35, 40, 45 и 50 мм. Для наружных и внутренних дополнительных поверхностей необходимы прорезные резцы, резцы для угловых канавок, резьбовые резцы с углом ϕ = 60°, 55° (для метрических и дюймовых резьб). В конкретных условиях производства деталей ограниченной номенклатуры может потребоваться соответственно инструмент меньшей номенклатуры.

12

Конструкция инструмента и резцедержателей должна обеспечивать возможность предварительной настройки инструмента на размер вне станка, быструю и точную установку инструмента в рабочую позицию на суппорте или револьверной головке, формирование и отвод в условиях автоматической работы станка с ЧПУ.

2.6. ОСНАСТКА

Токарные станки с ЧПУ оснащают для крепления заготовок, как правило, автоматическими патронами (пневматическими, гидравлическими, электромеханическими и т.д.). Кулачки в таких патронах имеют относительно небольшой ход. Для изготовления деталей различных размеров и форм на одном станке требуется комплект кулачков, центров и поводков. Состав комплекта определяется спецификой производства и номенклатурой выпускаемых деталей.

При закреплении заготовки в патроне за необработанную (черновую) поверхность применяют термически обработанные «твёрдые» (HRC 60) кулачки с рифлениями на поверхности крепления, а при закреплении за окончательно проточенные поверхности – «мягкие» (HRC 30) кулачки с гладкой поверхностью крепления. Применение «мягких» кулачков позволяет в случае необходимости растачивать их для лучшего центрирования заготовки.

2.7. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИОННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ

2.7.1. Общая последовательность работ

Общая последовательность работ при проектировании операционных технологических процессов и отработке УП для станков с ЧПУ:

1.Составление операционного эскиза, схемы установки заготовки, общего плана операции.

2.Выявление обрабатываемых элементов и зон обработки, расчёт межпереходных размеров.

3.Выбор типовых технологических переходов и соответствующих им режущих инструментов из номенклатуры инструментов, закреплённых за станком.

4.Анализ выбранного инструмента; выбор инструмента, технологически необходимого для выполнения операций с учётом снижения времени обработки из числа инструментов за пределами номенклатуры, закреплённой за станком.

5.Определение последовательности обработки поверхностей в операции с установлением очерёдности работы инструментов по типовым схемам.

6.Назначение режимов работы каждого инструмента в соответствии с рекомендациями.

7.Уточнение режимов резания инструментов наладки (чтобы суммарное время обработки партии было минимальным) с учётом смены, подналадки и наладки инструмента.

8.Подготовка УП.

9.Отладка программы при обработке первой детали.

13

3. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ТОКАРНОГО СТАНКА С ЧПУ (станок мод. 16К20Ф3, УЧПУ Н22-1М)

3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАНКЕ МД. 16К20Ф3 И УЧПУ Н22-1М

Токарный станок с числовым программным управлением 16К20Ф3 предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей со ступенчатыми и криволинейными участками (включая канавки, конусы, фасонные поверхности, резьбы).

Устройство ЧПУ Н22-1М обеспечивает продольное перемещение каретки суппорта и поперечное перемещение поперечных салазок суппорта, автоматическое переключение девяти ступеней частот вращения шпинделя, индексацию шестипозиционной инструментальной головки с автоматическим поиском требуемой позиции, а также выполнение ряда вспомогательных команд.

Цена импульса (дискретность) для продольного перемещения суппорта (по оси Z) составляет 0,01 мм, а для поперечного перемещения суппорта (по оси Х) – 0,005 мм.

Поворотная револьверная инструментальная головка станка с горизонтальной осью вращения устанавливается на поперечных салазках суппорта. В резцедержке инструментальной головки закрепляется шесть резцов-вставок или три инструментальных блока для стержневых инструментов (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Инструментальная головка станка 16К20Ф3С5:

1 – 6 – номера позиций головки

14