Расчет и вычерчивание траектории обработки детали на станках токарной группы

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ШАКАРИМА г.Семей

СРО

На тему: Расчет и вычерчивание траектории обработки детали на станках токарной группы

Выполнил: Каримов А.

Проверил: Абильмажинов Е.Т.

Семей 2015

Расчет и вычерчивание траектории обработки детали на станках токарной группы

Расчет и вычерчивание траектории обработки детали на станках токарной группы складывается из следующих этапов:

1. Выбор технологических операций и переходов обработки.

2. Выбор режущего инструмента.

3. Расчет режимов резания:

4. Определение координат опорных точек контура детали.

5. Составление управляющей программы

1. Выбор технологических операций и переходов обработки.

Операция - часть технологического процесса, выполняемая на одном станке, одним рабочим по обработке одной детали, Операция содержит одну или несколько установок. Установка - часть операции , выполняемая при одном закреплении детали.

На станке с ЧПУ основной структурной единицей операции считается переход. Переход содержит один или несколько проходов. Проход - часть перехода, связанная со снятием одного слоя металла. Переходы подразделяют на элементарные, инструментальные, позиционные и вспомогательные.

Элементарный переход - обработка одной элементарной поверхности одним инструментом. Режимы резания могут автоматически изменяться, например при подрезке торцов.

Инструментальный переход - законченный процесс обработки нескольких поверхностей при непрерывном движении одного инструмента по заданной программе.

Вспомогательный переход - часть траектории инструмента не связанная с образованием поверхности (траектория врезания, выход из зоны обработки, холостые перемещения).

Определение последовательности обработки начинается с уточнения количества установок, необходимых для полной обработки заготовки.

Задав требуемое количество и последовательность установок, определяют последовательность обработки для каждой установки по отдельным внутренним и наружным контурам. Для этого выделяют элементарные поверхности на детали, представляющие цилиндр, конус, канавку, поверхность, выполненную по дуге окружности, торцовую поверхность, фаски и т.д. Строят точки пересечения контуров этих поверхностей (опорные точки) и по ним идентифицируют элементарные и инструментальные переходы и проходы, для которых назначают вид обработки (черновая, чистовая) и требуемое количество и типоразмеры инструментов. При этом решается вопрос о возможности размещения всех инструментов в резцовом блоке. Если емкость инструментального блока не достаточна для размещения всех инструментов, то операцию либо разделяют на части, либо производят замену инструмента при запрограммированном останове станка.

Для проектирования последовательности технологических переходов в операции предложено разделить поверхности, ограничивающие деталь, на поверхности основных и дополнительных форм.

К основным формам относятся наружные, торцевые и внутренние цилиндрические, конические и криволинейные поверхности, а также выточки глубиной менее 1 мм. К дополнительным формам относятся канавки, проточки различной формы, резьбы и другие элементы.

Переходы при обработке деталей с закреплением в кулачковом самоцентрирующем патроне выполняют в следующей последовательности:

1) центрирование, если диаметр просверливаемого отверстия меньше 17-20 мм;

2) сверление;

3) подрезание торца;

4) черновая обработка основных форм поверхностей, обтачивание наружных поверхностей, растачивание внутренних поверхностей;

5) чистовая обработка внутренних и наружных основных поверхностей; обработка дополнительных форм поверхностей;

6) черновая и чистовая обработка дополнительных форм поверхностей;

7) нарезание резьбы;

8) отрезка детали.

При обработке заготовок в центрах первые три перехода исключаются. При переустановке, обработка детали с другой стороны осуществляется в уже рассмотренной последовательности.

На токарных станках с ЧПУ имеются свои особенности обработки отдельных поверхностей, Например, перед сверлением отверстия диаметром меньше 20мм производится предварительное центрование сверлом большего диаметра. Таким образом, совмещаются переходы: центрование и снятие фаски в отверстии. При сверлении ступенчатых отверстий сначала сверлится большой, а затем меньший диаметр отверстия. Используя высокую жесткость станков с ЧПУ, сверление отверстий диаметром более 20 мм производят сразу сверлом соответствующего диаметра без предварительного рассверливания.

Программы разрабатываются согласно эскизу детали и под оборудование указанное в заказе, но ниже приведенные принципы программирования обработки детали справедливы для любых токарных станков.

Рис. 1 Глубина резания

1) Перемещения инструмента программируются в системе координат детали. "Ноль" детали О_Д выбирается на свое усмотрение, чаще всего центр торца заготовки (рис.1).

2) - глубина резания a_p

a_p - следует подбирать по следующим параметрам:

? обрабатываемый материал - на хорошо режущийся материал (такие стали как Ст45) a_p может быть взято столь велико, сколько позволит мощность станка и требуемая точность изготовления детали.

? требуемая точность изготовления, диаметр и длина детали - эти три параметра влияют на точность изготовления, чем больше длина, тем больше будет отгибать изделие, чем больше диаметр при той же длине, тем меньше прогиб, чем выше требование к точности, тем меньше должен быть a_p на финишном проходе

? твердость - влияет на износ инструмента отсюда и точность обработки детали, чем больше твердость, тем меньше a_p и наоборот.

3) схема обработки детали: схематично изображается движение инструмента на каждом элементе изделия (смотри таблицу 1)

Элементы движения инструмента (табл. 1).

2. Выбор режущего инструмента.

Параллельно с разработкой схемы последовательности обработки детали производится выбор режущего инструмента. На практике получили распространение три направления в выборе конструкций режущего инструмента:

? используется инструмент общего назначения, тот же, что и для универсальных токарных станков;

? применяется специализированный режущий инструмент, который представляет собой малогабаритные резцовые вставки, имеющие регулировочные элементы для выверки положения режущих кромок.

? используется инструмент общего назначения, отличающийся более высокой точностью расположения режущих кромок.

На станках с ЧПУ токарной группы особенно эффективно применение инструментов с многогранными неперетачиваемыми пластинками из твердого сплава и сверх твердых материалов. Они обеспечивают стабильность геометрии, возможность использования максимальной мощности станка, повышенную стойкость инструмента, упрощают наладку станка при износе инструмента. При износе одной из режущих кромок пластинку поворачивают, вводя в работу новую грань. Погрешность положения новой грани обычно не превышает 0,1 мм и может быть легко устранена при помощи корректоров системы ЧПУ.

Широкие технологические возможности станков с ЧПУ позволяют обойтись сравнительно узкой номенклатурой инструментов при обработке различных деталей. Программируемой точкой резца служит либо его вершина, либо центр закругления при вершине.

Сборные резцы с пластинками правильной трехгранной формы применяются для нарезания резьбы с шагом менее 2 мм. Резцы с ромбическими и призматическими пластинами используют для резьбы с шагом более 2 мм.

Для расточных работ применяются как твердосплавные резцы с напаянными пластинками, так и с механическим креплением многогранных пластин. Минимальный диаметр растачиваемых отверстий составляет 12 мм. Обработку отверстий диаметром более 40 мм. осуществляют резцами с механическим креплением ромбических твердосплавных пластин. Такие резцы применяются для подрезки наружного торца, выполнения контурного точения фаски и отверстия под любым углом, растачивания сквозных, глухих или ступенчатых отверстий с обеспечением перпендикулярности торцевых поверхностей ступеней или дна отверстия.

Хотя поверхности дополнительных форм весьма многообразны, их получение во многих случаях обеспечивается не геометрией инструмента, а формообразующими движениями рабочих органов станка по программе.

Применение фасонных инструментов для работы на станках с ЧПУ встречается крайне редко. Считается, что получение всего разнообразия форм поверхностей детали должно быть достигнуто за счет полного

На сборных инструментах применяют сменные пластины из твердого сплава, режущей керамики и синтетических сверхтвердых материалов (СТМ). токарный резание опорный координатный

3. Расчет режимов резания

? определение скорости резания;

? определение частоты вращения силового привода;

? определение скорости подачи режущего инструмента.

Элементы режима резания назначаются в следующем порядке:

глубина резания - подача - скорость резания.

При черновой обработке основных форм поверхностей режимы резания следует назначать исходя из полного использования возможностей станка и инструментов, так как от черновых проходов в основном зависит производительность обработки.

Выбор глубины резания

При черновой обработке основных поверхностей заготовок из проката инструмент перемещается по траекториям вдоль оси детали с постоянной по возможности глубиной резания. Таким образом, глубина резания каждого чернового прохода определяется общим припуском на обработку, деленном на число проходов. Значение глубины резания для черновых проходов принимается по возможности максимальной.

При чистовой обработке глубина резания выбирается в зависимости от требуемой степени точности готового изделия и параметров шероховатости обработанной поверхности. Для заготовок из стали 45 при обработке цилиндрических, конических и криволинейных поверхностей с шероховатостью Rz = 20 мкм, припуск составляет 0.25 - 0.4 мм.

Подачу для черновых проходов назначают исходя из жесткости заготовки и резца, прочности державки и режущих пластинок резцов, прочности механизма подачи, допустимого крутящего момента и мощности главного привода станка. Подачи можно выбирать по нормативам для автоматизированного оборудования.

При обработке стали подача, выбранная с учетом выше перечисленных ограничений, должна также удовлетворять требованию формирования стружки, хорошо удаляющейся из зоны обработки.

Подачу для чистовой обработки основных форм поверхностей назначают исходя из требований шероховатости и точности этих поверхностей.

Скорость резания рассчитываются по формулам теории резания металлов. Из-за высокой стоимости станков - минуты работы станка с ЧПУ, стойкость инструментов, особенно с механическим креплением неперетачиваемых пластинок, может быть сокращена примерно в два раза. Что соответствует увеличению скорости резания на 20 - 25%.

При черновой обработке торцов для поддержания постоянства скорости резания следует изменять частоту вращения шпинделя, если скорость резания отклоняется от выбранного значения более чем на 20%.

4. Определение координат опорных точек контура детали

а) Построение схемы наладки, в которой в графической форме указывается взаимное расположение узлов станка, изготавливаемой детали и режущего инструмента перед началом обработки; (рис. 2)

б) Построение траектории инструмента; (рис. 3)

в) Составление карты подготовки информации, в которую сводится геометрическая (координаты опорных точек и расстояния между ними) и технологическая (режимы резания) информация; (рис. 4.)

Рис. 2

а) Построение схемы наладки, в которой в графической форме указывается взаимное расположение узлов станка, изготавливаемой детали и режущего инструмента перед началом обработки;

Рис. 3

б) Построение траектории инструмента;

Рис. 4

в) Составление карты подготовки информации, в которую сводится геометрическая (координаты опорных точек и расстояния между ними) и технологическая (режимы резания) информация.

5. Составление управляющей программы

Программирование обработки на современных станках с ЧПУ осуществляется на языке, который обычно называют языком ИСО (ISO) 7 бит или языком G и М кодов. Коды с адресом G, называемые подготовительными, определяют настройку СЧПУ на определенный вид работы Коды с адресом М называются вспомогательными и предназначены для управления режимами работы станка.

Например, если программист хочет, чтобы инструмент перемещался по прямой линии, он использует G01. А если необходимо произвести смену инструмента, то в программе обработки он указывает М06.

Для управления многочисленными функциями станка с ЧПУ применяется довольно большое число различных кодов. Тем не менее, изучив набор основных G и М кодов, вы легко сможете создать управляющую программу:

Назначение управляющих программ (УП) - задание исходных данных и их последовательности выполнения для осуществления управления работой станка в автоматическом режиме.

Управляющая программа оперирует двумя видами информации:

1. геометрической (координаты опорных точек траектории, величины перемещения режущего инструмента, координаты исходной точки движения режущего инструмента и т.д.).

2. технологической (частота вращения силового привода, скорость подачи режущего инструмента, вид режущего инструмента и т.д.).

Отдельные участки контура изготавливаемой детали могут иметь различный характер траектории, обрабатываться при различной скорости подачи режущего инструмента, частоте вращения силового привода, виде режущего инструмента, которым обрабатывается этот участок. Поэтому, вся управляющая программа состоит из отдельных блоков, которые носят название кадров, в каждом из которых задается исходная информация для обработки одного участка детали.

Список литературы

1. http://sdo.irgups.ru/courses_data/23/kurs_lektsii,_uchebnoe_posobie_po_distsipline/USiP/lab/CNC/lab1/bas_progr.html

Размещено на Allbest.ru