Новая папка / Тема 13

*1 Возможны модификации МС с верхним переделом частоты вращения шпинделя 10 000 - 25 000 мин-'.

На этапе разработки операционной тех­нологии определяют содержание операций: последовательность обработки всех поверхно­стей, номенклатуру технологических переходов обработки каждой поверхности, выбор режу­щего и вспомогательного инструмента для каждого перехода, режимы резания, межпереходные припуски, траектории перемещения всех инструментов и координаты опорных точек, а также требуемые технологические команды.

Операционная технология строится как сочетание фрезерных, расточных, сверлильных и резьбонарезных переходов. Сначала, как правило, выполняют фрезерование плоско­стей, уступов, пазов, внутренних и наружных контуров, затем обработку основных отвер­стий, в том числе растачивание и развертыва­ние, и, наконец, обработку крепежных и дру­гих вспомогательных отверстий малых диамет­ров.

Последовательность технологических пе­реходов внутри операции и перемещения от одной обрабатываемой поверхности к другой назначают исходя из условий обеспечения требуемой точности и минимизации времени обработки.

Обработку основных отверстий и других поверхностей, точность размеров и относи­тельного положения которых заданы жесткими допусками, выполняют при минимальных изменениях относительного положения инст­румента и детали последовательной автомати­ческой сменой инструментов, что обеспечивает большую точность. Обработку группы .одина­ковых резьбовых отверстий осуществляют, как правило, последовательным обходом всех от­верстий одним инструментом, а затем сле­дующим, что обеспечивает минимальное вре­мя. Обработку всех точных базовых поверхно­стей осуществляют за один установ детали. С целью уменьшения влияния деформации дета­ли от условий резания на точность чистовую обработку точных поверхностей проводят в конце операции. В некоторых случаях перед началом чистовой обработки предусматривают технологический останов и перезажим заго­товки для снятия напряжений.

Базой построения операционной техно­логии является типизация основных техноло­гических решений, основой которых явля­ется конструктивно-технологическая класси­фикация элементов деталей, приведенная в табл. 13.24. Технологическая операция на МС формируется как последовательный набор типовых технологических переходов обработки элементарных поверхностей.

Для обеспечения надежности технологи­ческого процесса рекомендуется соблюдать однозначное соответствие между формой, раз­мерами и технологическими требованиями к элементам деталей, с одной стороны, и техно­логическими решениями для обработки этих элементов, с другой. Для обработки каждого из элементов используют типовые технологи­ческие переходы (так называемые простые технологические циклы) и технологические схе­мы, определяющие последовательность этих переходов (комбинированные технологические циклы). Технологический процесс обработки определяется сочетанием простых, групповых, комбинированных и сложных технологических циклов.

Простой технологический цикл - это ти­повой технологический переход обработки одного конструктивного элемента детали с заданными техническими требованиями к геометрии, точности и параметрам шерохова­тости поверхности одним инструментом с помощью определенных технологических приемов. Примерами простых технологиче­ских циклов могут служить: сверление одного отверстия одним сверлом, одно- или много­проходное фрезерование (черновое, или полу­чистовое, или чистовое, или финишное) одной поверхности (например, одной плоскости) одной фрезой с неизменными режимами реза­ния, нарезание резьбы в одном уже просвер­ленном отверстии и т.д. В простом цикле в зависимости от вида обрабатываемого элемен­та, его размерных и точностных параметров, а также материала заготовки однозначно регла­ментируются тип и размер инструмента, ре­жимы резания, траектория относительного перемещения инструмента и заготовки, все необходимые команды для устройства управ­ления станка.

Групповой технологический цикл - пред­ставляет собой определенную совокупность нескольких однотипных простых технологиче­ских циклов, необходимых для обработки группы однотипных конструктивно-технологи­ческих элементов детали последовательно од­ним и тем же инструментом; например, груп­повой технологический цикл сверления группы однотипных отверстий или фрезерования нескольких однотипных шпоночных пазов одной фрезой и т.п. В групповых циклах кро­ме многократных повторений однотипных простых циклов решаются вопросы выхода на исходные координаты для обработки каждого элемента и оптимизации траектории переме­щения.

Комбинированный технологический цикл - это технологически однозначное сочетание нескольких разнотипных простых технологи­ческих циклов для обработки одного и того же элемента детали последовательными техноло­гическими переходами, как правило, с различ­ными инструментами и режимами резания; например, сверление, зенкерование и растачи­вание одного отверстия. В комбинированных циклах решаются задачи последовательного воспроизведения нескольких разнотипных простых циклов, организации автоматической смены инструментов, выбора корректоров, выхода на исходные точки для обработки од­ной и той же поверхности различными инст­рументами, распределения межпереходных припусков и др.

Сложный технологический цикл представ­ляет собой определенную совокупность ком­бинированных циклов для обработки несколь­ких однотипных элементов детали последова­тельными технологическими переходами груп­повым методом. Примером сложного цикла может служить обработка нескольких одно­типных резьбовых отверстий последователь­ным обходом каждым из необходимых инст­рументов всех отверстий (сначала центрование всех отверстий, затем их сверление и нареза­ние резьбы).

С помощью сочетания разнообразных технологических циклов может быть сформи­рована операционная технология, ориентиро­ванная на обработку типовых элементов детали в соответствии с конструктивно- технологической классификацией и принятой типизацией технологических приемов. Благо­даря программно-математической реализации на ЭВМ различных видов и типов циклов и их логического сочетания автоматизируется про­цесс разработки операционной технологии.

Концентрация на МС технологических переходов и операций механической обработ­ки и разработка типовых технологических приемов изготовления элементов деталей при­вели к созданию унифицированного комплек­та вспомогательного и режущего инструмента, применяемого на этих станках. На МС приме­няют сборный вспомогательный инструмент, имеющий, как правило, хвостовик с конусно­стью 7 : 24 для посадки в шпиндель и один фланец с V-образной канавкой на наружном диаметре для захвата автоматическим манипу­лятором при автоматической смене.

Хвостовики вспомогательного инстру­мента согласованы с концами шпинделей МС и выполняются в соответствии с ГОСТ 25827- 93 и ГОСТ 30064-93. Наиболее распростра­ненным является инструмент с конусом 7 : 24 № 50. Исполнение конца шпинделя и хвосто­вик оправки для МС с конусом 7 : 24 № 50 представлены на рис. 13.8.

Комплект вспомогательного инструмента для МС состоит из основного (базового) ком­плекта с конусом 7 : 24 для крепления в шпинделе станка и переходного (вспомога­тельного) комплекта с цилиндрическим отвер­стием или конусом Морзе для крепления ре­жущего инструмента. Система вспомогатель­ного инструмента, принятая в отечественном станкостроении, регламентирована PTM2-III0- 2-84 и представлена на рис. 13.9. Инстру­менты 1.1 - 1.15 являются основными и кре­пятся в шпинделе станка. Сюда входят оправ­ки для крепления насадного инструмента, цанговые патроны для крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком, нерегулируемые оправки с конусом Морзе для крепления переходных втулок, расточные оправки для черновых и чистовых работ одно- и двухрезцовые, а также державка для закрепления пере­ходного инструмента.

Рис. 13.8. Хвостовик оправки (а) и конец шпинделя (й) для многоцелевых станков

Рис. 13.9. Система вспомогательного инструмента для многоцелевых станков

В цилиндрическое или коническое отверстие державок (позиция 1.7, 1.8 и 1.9) может крепиться любой переходный инструмент 1.16 - 1.29, предназначенный для закрепления режущего инструмента: цанговый патрон, переходная втулка с конусом Морзе, оправка для крепления мелкого насадного инструмента, патроны для крепления метчи­ков, расточные оправки, расточные головки, перовые сверла и др. Предусмотрена возмож­ность применения и закрепления различных удлинителей и переходников, в том числе и специального инструмента.

Рекомендуемое допустимое биение ре­жущих кромок режущего инструмента в сборе со вспомогательным после их установки на многоцелевом станке: 0,01 - 0,02 мм фрезы; 0,055 - 0,06 мм сверла; 0,06 - 0,07 мм зенкеры и развертки; расточные оправки: 0,025 - 0,030 мм - для получистовой обработки отвер­стий; 0,005 - 0,010 мм - для чистовой.

Допустимая податливость (в мкм/Н) вспомогательного инструмента: 0,1 - 0,2 - оп­равки для концевых и торцовых фрез; 0,02 - 0,3 - патроны и втулки для сверл; 0,5 - 0,7 - патроны для зенкеров и разверток; расточные оправки: 0,1 - 0,15 - для получистовой обра­ботки отверстий; 0,07 - 0,10 - для чистовой.

С целью обеспечения указанных значе­ний биения и податливости конуса 7 : 24 кон­цов оправок базового комплекта вспомога­тельного инструмента следует изготовлять со степенью точности не ниже АТ4-АТ5 по ГОСТ 19860-74, а цилиндрические переходного ин­струмента - не ниже IT4-IT5.

Наиболее употребителен для МС режу­щий инструмент следующих размеров (табл. 13.7)

Таблица 13.7

Для обработки плос­костей и уступов	Фрезы торцовые диаметром 100 2S0 мм и фрезы концевые диамет­ром 32, 40 мм
Для обработки пазов	Фрезы концевые и шпоночные диа­метром 5-18 мм; фрезы дисковые и прорезные диамет­ром от 50 х 4 до диа­метра 125 х 12 мм
Для обработки от­верстий под резьбу и со свободными раз­мерами	Сверла спиральные диаметром 5-50 мм; сверла перовые диа­метром 20 - 50 мм; сверла корончатые диаметром 40 - 100 мм
Для предварительной обработки классных отверстий	Зенкеры диаметром 10 - 20 мм; головки расточные двухлезвийные 80 - 250 мм и оправки однолезвийные диаметром 30 - 180 мм; фрезы концевые диамет­ром 40 мм
Для окончательной обработки классных отверстий	Оправки расточные с микрорегулиров­кой диаметром 45 - 350 мм; развертки диаметром 6 - 50 мм
Для обработки резь­бовых отверстий	Метчики Мб - М24

Режимы резания и схемы перемещения инструментов целесообразно назначать в соот­ветствии с рекомендациями, разработанными специально для МС и приведенными в работе и справочнике. Подробные сведения по режущему и вспомогательному инструменту приведены в справочнике .

МС предназначены в основном для усло­вий серийного производства, для которого характерна частая смена номенклатуры изго­товления деталей. Количество закрепляемых за станком операций составляет 5 - 40. Для за­крепления заголовок требуется значительное количество разнообразных по конструкции приспособлений. Применение специальных приспособлений, как правило, экономически не оправдано. Комплект оснастки для много­целевых станков должен быть универсальным широкого назначения, позволяющим много­кратно из одних и тех же элементов оснастки компоновать приспособления для закрепления разнообразной номенклатуры заготовок.

К конструкциям приспособлений, ис­пользуемым на МС, могут быть даны следую­щие рекомендации:

- на каждую операцию обрабатываемой партии деталей собирают, как правило,

два и более идентичных приспособлений; приспо­собления должны быть взаимозаменяемыми и обеспечивать одинаковое базирование и за­крепление заготовок по точности и жесткости;

- приспособления должны обеспечить возможность обработки с одной установки

трех-четырех сторон заготовки различными по назначению инструментами в условиях пере­менных по величине и направлению сил реза­ния: жесткость элементов и узлов приспособ­лений, воспринимающих силы резания, долж­на быть достаточной (не менее); для уменьше­ния влияния стыков на податливость приспо­соблений конструкция узлов, зажимов, упоров должна строиться из минимального количества скрепляемых элементов оснастки;

- точность элементов оснастки должна быть, как правило, не ниже 7-го квалитета;

приспособления, предназначенные для опера­ций по подготовке баз, должны иметь элемен­ты, обеспечивающие контроль установки по­ложения обрабатываемой заготовки относи­тельно баз плиты-спутника или стола станка;

- оснастка должна обеспечить возмож­ность сборки приспособлений с различными

схемами базирования: на плоскость и два от­верстия, по трем взаимно перпендикулярным плоскостям, на плоскость, отверстие и упор­ную плоскость, а также и заготовок с неподго­товленными базами (например, отливок); при этом должна быть обеспечена возможность установки обрабатываемых заготовок в задан­ное положение по трем координатам; в том числе с выверкой и регулировкой установоч­ных элементов;

- элементы оснастки должны иметь воз­можность многократно использоваться

при­способлениях для закрепления различных по конструкции и габаритам заготовок; элементы и узлы оснастки должны быть взаимозаменяе­мы, износоустойчивы и долговечны в эксплуа­тации.

Для базирования и закрепления загото­вок мелких и средних размеров в условиях единичного и мелкосерийного производства применяют универсально-сборные ручные и механизированные приспособления (УСП и УСИМ). В условиях многономенклатурного производства мелкими и средними партиями применяют универсально-наладочные приспо­собления (УНП), для обработки крупными партиями - специализированные наладочные приспособления (СНП).

Наиболее распространены для МС ком­поновки УСП, в которых элементы оснастки взаимно базируются системой шпонка-паз и закрепляются с помощью сухарей в Т- об- разных пазах. Такая оснастка весьма универ­сальна, но имеет ограниченную жесткость из- за зазоров в соединениях шпонка-паз. Другим вариантом является базирование элементов оснастки по цилиндрическим отверстиях с помощью шариков, штифтов или разрезных двусторонних конических втулок и с закреп­лением с помощью болтов в резьбовых отвер­стиях (вариант УСПО). Комплект такой осна­стки обеспечивает более высокую жесткость, но значительно сложнее в изготовлении и дороже.

Перспективной является универсальная оснастка типа УСПО-V, которая обеспечивает беззазорное соединение элементов с помощью пазов V-образной формы и цилиндрических шпонок или шариков. Основные виды, соеди­нений элементов системы УСПО представлены на рис. 13.10.

Система УНП обеспечивает закрепление заготовок с помощью сменных наладок,

устанавливаемых на постоянную базовую часть приспособления. Сменной наладкой является элементарная сборочная единица, обеспечи­вающая установку заготовки в базовой части приспособления. Последняя представляет со­бой законченный механизм, предназначенный для многократного использования в различных компоновках.

Система СНП обеспечивает базирование и закрепление типовых по конфигурации заго­товок различных размеров. Компоновка CHI1 состоит из постоянной базовой части и специ­альных сменных наладок. Базовая часть, как и в системе УНГ1, многократно используется, а сменные части являются специальными эле­ментами, обеспечивающими оптимальное ба­зирование и закрепление каждого типоразмера обрабатываемых заготовок. Конкретные сведе­ния по системам оснастки приведены в .

Рис. 13.10. Схемы базирования элементов оснастки с помощью соединений:

а - призматическими шпонками в Т-образных пазах; б - коническими штырями и разрезными втулками в цилиндрических отверстиях; в - разрезными штырями в конических отверстиях; г - разрезными шариками в конических отверстиях; д - цилиндрическими шпонками в V-образных пазах