
- •Введение.
- •Гигиена труда, производственная санитария и профилактика травматизма.
- •Мероприятия по охране труда
- •Промышленно санитарное законодательство
- •Физиолого-гигиенические основы трудового процесса.
- •Производственная санитария, ее задачи.
- •Оказание первой медицинской помощи.
- •Сведения из технической механики. Сборочные работы.
- •Сведения о механизмах, машинах и деталях машин.
- •Передачи между валами и осями.
- •Передаточное отношение. Передаточное число.
- •Механизмы, преобразующие движение.
- •Детали и сборочные единицы.
- •Элементы режима резания.
- •Процесс образования стружки.
- •Теплообразование при резании.
- •Смазочно-охлаждающие жидкости.
- •Износ и стойкость режущего инструмента.
- •Геометрические параметры резца.
- •Токарные станки и работы выполняемые на них.
- •Классификация и основные марки токарных станков.
- •Основные узлы и механизмы токарных станков.
- •Кинематическая схема.
- •Принадлежности токарного станка.
- •Обработка наружных цилиндрических поверхностей.
- •Резцы со сменными пластинами. Схема кодирования по iso.
- •Обработка торцовых поверхностей.
- •Обработка канавок и отрезка.
- •Обработка отверстий.
- •Обработка конических поверхностей.
- •Обработка резьб.
- •Фрезерные станки и работы выполняемые на них.
- •Классификация и основные марки фрезерных станков.
- •Основные узлы и механизмы фрезерных станков.
- •Фрезы их классификация.
- •Форма и элементы зубьев.
- •Элементы режимов резания при фрезеровании.
- •Силы резания и мощность при фрезеровании.
- •Приспособления и оснастка для фрезерных станков.
- •Основы наладки станков.
- •Понятие о базах и их выборе.
- •Фрезерование плоских поверхностей.
- •Фрезерование выступов, пазов. Отрезание и разрезание заготовок.
- •Делительные головки. Фрезерные работы, выполняемые с их применением.
- •Сверлильные станки и работы выполняемые на них.
- •Назначение и классификация сверлильных станков.
- •Конструктивные особенности вертикально-сверлильных станков.
- •Конструктивные особенности радиально-сверлильных станков (ррс).
- •Режущий инструмент для обработки на сверлильных станках.
- •Технологическая оснастка для закрепления режущего инструмента и заготовок.
- •Работы, выполняемые на сверлильных станках.
- •Дефекты обработки и их предупреждение.
- •Расточные станки и работы выполняемые на них.
- •Назначение и классификация станков расточной группы.
- •Горизонтально-расточные станки.
- •Координатно-расточные станки.
- •Режущий инструмент для расточных работ.
- •Принадлежности для расточных работ.
- •Технологическая оснастка для станков с чпу.
- •Контроль расточных работ.
- •Технология работы на расточных станках.
- •Шлифовальные станки и работы выполняемые на них.
- •Понятие о шлифовании.
- •Виды и способы шлифования.
- •Режимы обработки при шлифовании.
- •Абразивные материалы.
- •Зернистость абразивных материалов.
- •Структура шлифовального круга.
- •Твердость абразивного инструмента.
- •Применение и выбор шлифовальных кругов.
- •Алмазные круги.
- •Круги из кубического нитрида бора.
- •Образование стружки при шлифовании.
- •Теплота, образующаяся при шлифовании.
- •Выбор режимов резания при шлифовании.
- •Использование сож при шлифовании.
- •Виды, причины и признаки износа и засаливания шлифовальных кругов.
- •Правка шлифовальных кругов.
- •Классификация шлифовальных станков.
- •Основные узлы и механизмы шлифовальных станков.
- •Сведения о сопротивлении материалов.
- •Основные понятия.
- •Основные допущения и гипотезы о свойствах материалов.
- •Понятие об упругих и пластических деформациях.
- •Внешние и внутренние силы. Метод сечений.
- •Напряжения.
- •Деформации при осевом растяжении и сжатии.
- •Сдвиг и смятие.
- •Деформация и напряжения при кручении. Крутящий момент.
- •Допускаемые напряжения для материалов. Коэффициент запаса прочности.
- •Изгиб прямого бруса.
- •Прочность режущего инструмента.
- •Жесткость динамической системы станка.
- •Станки с программным управлением.
- •Основные понятия.
- •Классификация станков с чпу.
- •Классификация и виды промышленных роботов.
- •Классификация систем чпу.
- •Система координат станков с чпу.
- •Система координат детали и инструмента.
- •Конструктивные элементы станков с чпу.
- •Показатели работы станков с чпу.
- •Технологическая оснастка для станков с чпу. Особенности.
- •Классификация приспособлений для станков с чпу.
- •Особенности режущего инструмента для станков с чпу.
- •Точность обработки на станках с чпу.
- •Наладка станков с чпу.
Особенности режущего инструмента для станков с чпу.
Режущий инструмент является составной частью комплексной автоматизированной системы станка с ЧПУ, обеспечивающей его эффективную эксплуатацию. От выбора и подготовки инструмента зависит производительность станка и точность обработки. Для обеспечения автоматического цикла работы требуется высокая надежность инструмента.
Режущий инструмент должен удовлетворять следующим требованиям:
обладать стабильными режущими свойствами;
удовлетворительно формировать и отводить стружку;
обеспечивать заданную точность обработки;
обладать универсальностью, чтобы его можно было применять для обработки типовых поверхностей различных деталей на разных моделях станков;
быть быстросменным при переналадке на другую обрабатываемую деталь или замене затупившегося инструмента;
обеспечивать возможность предварительной наладки на размер вне станка (совместно с применяемым вспомогательным инструментом).
Указанным требованиям отвечает режущий инструмент с СМП (сменными многогранными пластинами). Ведущим производителем такого инструмента является фирма “Sandvik” Швеция. Также указанный инструмент выпускается фирмами “Iscar” Израиль, “Mitsubisi” Япония. Российские производители отстают в данном компоненте однако в последнее время на рынке появился инструмент с СМП отечественного производства. Соответствующие шаги в данном направлении предпринимают «Томский инструментальный завод», «Ковровский электромеханический завод». Большинство производителей данного инструмента выпускают свои фирменные каталоги, в которых содержится полная информация о производимом ими инструменте.
В настоящее время производители инструмента предлагаю комплектное обеспечение оборудования инструментом. В такие комплекты входит не только сам инструмент, но и вспомогательный инструмент, имеющий соответствующие базовые элементы под инструмент и под посадочные поверхности суппорта или револьверной головки станка.
Перспективным является применение инструмента на модульной основе. Модуль – инструментальный блок, состоящий из рабочей части (СМП) и корпуса, рассчитанного на закрепление в оправке, установленной на рабочей позиции станка. В одной оправке можно монтировать разнообразные модули, что придает инструментальной системе гибкость. Модули, входящие в набор для станка, имеют одинаковые хвостовики, соответствующие гнезду в станке или гнезду переходных оправок. Модульная конструкция позволяет экономить значительные временные затраты на переналадку станка.
Точность обработки на станках с чпу.
Работая в автоматическом или полуавтоматическом режиме станок с ЧПУ прежде всего должен обеспечить точность изготовляемых деталей, которая зависит от суммарной погрешности. Суммарная погрешность в свою очередь складывается из ряда факторов:
- точность станка;
- точность системы управления;
- погрешности установки заготовки;
- погрешности наладки инструментов на размер;
- погрешности наладки станка на размер;
- погрешности изготовления инструмента;
- размерный износ режущего инструмента;
- жесткость системы СПИД.
Под точностью станка понимают, прежде всего, его геометрическую точность, т.е. точность в ненагруженном состоянии. Различают станки четырех классов точности: Н (нормальной), П (повышенной), В (высокой), А (особо высокой). При проверке станков на соответствие нормам точности выявляют точность геометрических форм и положения базовых поверхностей, точность движений по направляющим, точность расположения осей вращения, точность обработанных поверхностей, шероховатость обработанных поверхностей.
Точность станков с ЧПУ характеризуют дополнительно следующие специфические проявления: точность линейного позиционирования рабочих органов, величина зоны нечувствительности, т.е. отставание при смене направления движения, точность возврата, стабильность выхода в заданную точку, точность в режиме круговой интерполяции, стабильность положения инструмента после автоматической смены.
Следует отметить, что для станков с ЧПУ стабильность выхода рабочих органов в заданную точку часто важнее чем сама точность станка. Для сохранения точности станка в течении длительного времени эксплуатации нормы геометрической точности при изготовлении станка по сравнению с нормативными ужесточают на 40%, резервируя тем самым запас на изнашивание.
Точность системы управления. Точность системы управления, прежде всего, связывают с работой в режиме интерполяции – режим при котором система осуществляется управления одновременно несколькими осями. Отклонения, связанные с работой интерполятора не превышают цены дискреты. Для современных станков с ценой единичных импульсов 0,001-0,002 мм погрешность является незначительной, но проявляется в виде отклонений микрогеометрии, т.е. шероховатости.
Весьма существенными могут оказаться погрешности, не зависящие от работы интерполятора, но проявляющиеся в режиме интерполяции. Их причиной является систематическая ошибка в передаче движения приводами подач. Эти ошибки возникают в кинематической цепи двигатель привода подач – редуктор – ходовой винт – датчик. При движении по одной оси такие ошибки проявляются виде неравномерности движения рабочих органов и практически не влияют на результат обработки. Однако при движении по нескольким осям неравномерность движения даже по одной оси приводит к погрешности обработки виде волнистости обработанной поверхности.
Погрешности установки заготовок. Погрешность установки определяется суммой погрешностей базирования и закрепления. Погрешность базирования возникает вследствие несовмещения установочной базы с измерительной. На станках с ЧПУ имеется возможность достижения более высоких точностей, когда за один установ обрабатывают измерительные базы и все поверхности, размеры которых отсчитаны от этих баз.
При закреплении заготовок возможны ее смещения под действием зажимных сил. Смещение заготовки из положения определяемого установочными элементами приспособления, происходит вследствие деформаций отдельных звеньев цепи: заготовки, установочных элементов, корпуса приспособления. В связи с неоднородностью качества поверхностей и нестабильностью удельных нагрузок компенсировать возникающие деформации при помощи коррекции инструмента невозможно.
Погрешности наладки инструментов на размер. При наладке инструмента на размер вне станка независимо от точности используемого прибора возникают погрешности. Эти отклонения определяются погрешностью самого прибора и погрешностью закрепления налаженного на размер инструмента. Такую погрешность компенсируют после пробного прохода.
Погрешности наладки станка на размер. Наладка станка на размер заключается в согласованной установке налаженного на размер режущего инструмента, рабочих элементов станка и базирующих элементов приспособления в положение, которое с учетом явлений происходящих в процессе обработки, обеспечивает получение требуемого размера. Погрешность наладки станка возникает вследствие того, что невозможно расположить рабочие элементы станка и инструменты точно в расчетное положение. Для обеспечения требуемой точности изготовления наладчик использует пробные ходы. Под регулировкой установочного размера понимают восстановление установочного размера, изменившегося вследствие размерного изнашивания инструментов или температурной деформации системы. Для того чтобы сократить количество подналадок на протяжении обработки партии деталей необходимо правильно выбрать установочный размер. Рекомендуется установочный размер выбирать таким образом, чтобы он отстоял от нижней или верхней границы поля допуска на 1/5 поля. Ближе к нижней границе следует налаживать инструменты при обработке наружных поверхностей, а ближе к верхней при обработке внутренних поверхностей.
Погрешности изготовления инструмента. При фасонной токарной обработке поверхность формируется различными точками, лежащими на закругленной части резца. Современные УЧПУ позволяют программировать коррекцию на радиус инструмента. При отсутствии такой возможности необходимо радиус закругления при вершине резца учитывать при составлении программы обработки. Необходимо помнить о том, что для режущий инструмент изготавливают с некой допустимой погрешностью, которую также необходимо учитывать при программировании обработки.
Размерный износ режущего инструмента. В процессе обработки режущий инструмент подвержен изнашиванию, что в свою очередь влияет на погрешность обработки. Критерием износа является размер площадки износа по задней грани. Изнашивание инструмента вносит в первоначальную наладку систематическую погрешность т.е. действительный размер обработанной поверхности выходит за пределы поля допуска, через некоторый интервал времени, требуется подналадка. Период подналадки зависит от интенсивности изнашивания инструмента. Коррекция (подналадка) на износ инструмента может быть автоматической или ручной. При ручной коррекции оператор вносит изменения в наладку через определенный интервал времени, а при автоматической коррекцию размера осуществляет система ЧПУ по программе.
Жесткость системы СПИД. Упругие деформации. Как отмечалось ранее, система СПИД представляет собой упругую систему. Под жесткостью упругой системы понимают ее способность оказывать сопротивления деформирующему действию. При недостаточной жесткости под действием сил резания происходит деформация системы СПИД, что вызывает погрешности формы и размеров обработанной поверхности. Погрешности связанные с недостаточной жесткостью системы тем выше, чем выше нагрузки (т.е. чем больше силы резания). Для уменьшения указанных погрешностей необходимо уменьшить размер снимаемого за один проход слоя металла. Необходимо отметить, что станки с ЧПУ как правило имею жестокость на 40-50% выше чем универсальное оборудование, что позволяет вести обработку за меньшее количество проходов.
Тепловые деформации и деформации от внутренних напряжений заготовки. В процессе работы оборудования происходит нагрев всех элементов и узлов станка. Эти деформации весьма существенны, например нагрев стального стержня длиной 1м на 1º С приводит к удлинению его на 11 мкм.
Тепловые деформации протекают интенсивно в начальный период работы станка после чего величина деформации стабилизируется и не влияет на дальнейшую работу. Изменения протекающие в начальный период могут значительно повлиять на точность обработки, поэтому необходим прогрев станка до начала обработки деталей. Также следует избегать продолжительных остановок оборудования.
Тепло, выделяемое в зоне резания, способствует нагреву заготовки, особенно при многопроходной черновой обработке на высоких скоростях резания. При этом происходит ее деформация. Для того, чтобы получить высокую точность необходимо перед началом чистовой обработки обеспечить охлаждение заготовки. Для этих целей применяют обработку с использованием СОЖ, а при обработке нескольких заготовок (на многоцелевых) станках используют также рациональную схему обработки, при которой осуществляется выдержка времени на стабилизацию температуры. Кроме того, высокоточные станки устанавливают в термоконстантных помещениях.
Заготовкам присущи внутренние напряжения, образующиеся при неравномерном охлаждении отдельных частей заготовки при их изготовлении. С течением времени внутренние напряжения выравниваются, а заготовка деформируется. Особенно активно протекает процесс деформации после снятия поверхностных слоев, имеющих наибольшие напряжения. Для уменьшения воздействия таких деформаций следует разделять черновые и чистовые деформации, а для получения высокоточных деталей следует между черновой и чистовой операцией выполнять естественное или искусственное старение.