Технологія обробки верстатів з ЧПК має багато схожості з технологією звичайних верстатів, але правила обробки деталей на верстатах з ЧПК набагато складніші, ніж для обробки деталей на звичайних верстатах. Перед обробкою з ЧПК процес руху верстата, процес деталей, форму інструменту, величину різання, траєкторію інструменту тощо повинні бути запрограмовані в програмі, що вимагає від програміста наявності кількох -гранна база знань. Кваліфікований програміст – це перший кваліфікований технологічний персонал. Інакше буде неможливо повно і вдумливо розглянути весь процес обробки деталей і правильно і обґрунтовано скласти програму обробки деталей.
2.1 Основний зміст проектування процесу обробки з ЧПК
При проектуванні процесу обробки з ЧПК необхідно здійснити наступні аспекти: вибірОбробка з ЧПУзміст процесу, аналіз процесу обробки з ЧПУ та проектування маршруту процесу обробки з ЧПУ.
2.1.1 Вибір змісту процесу обробки з ЧПК
Не всі процеси обробки підходять для верстатів з ЧПК, але лише частина вмісту процесу підходить для обробки з ЧПК. Це вимагає ретельного аналізу процесу креслень деталей, щоб вибрати вміст і процеси, які найбільш підходять і найбільш необхідні для обробки з ЧПК. Розглядаючи вибір вмісту, його слід поєднувати з фактичним обладнанням підприємства, заснованим на вирішенні складних завдань, подоланні ключових проблем, підвищенні ефективності виробництва та повному використанні переваг обробки з ЧПК.
1. Вміст, придатний для обробки з ЧПК
При виборі в основному можна враховувати такий порядок:
(1) Вміст, який не може бути оброблений за допомогою інструментів загального призначення, повинен мати пріоритет; (2) Слід надавати пріоритет вмісту, який важко обробити за допомогою інструментів загального призначення та якість якого важко гарантувати; (3) Вміст, який неефективно обробляти за допомогою верстатів загального призначення та потребує високої інтенсивності ручної праці, можна вибрати, коли верстати з ЧПК все ще мають достатню технологічну потужність.
2. Вміст, непридатний для обробки з ЧПУ
Загалом, вищезазначений вміст обробки буде значно покращений з точки зору якості продукції, ефективності виробництва та комплексних переваг після обробки з ЧПУ. На відміну від цього, наступний вміст не підходить для обробки з ЧПУ:
(1) Тривалий час налаштування машини. Наприклад, перша точна база даних обробляється чорновою базою заготовки, що вимагає узгодження спеціального інструменту;
(2) Деталі обробки розкидані, і їх потрібно встановлювати та налаштовувати в початковій точці кілька разів. В даному випадку використовувати ЧПУ обробку дуже клопітно, а ефект не очевидний. Загальні верстати можуть бути організовані для додаткової обробки;
(3) Профіль поверхні обробляється відповідно до певної конкретної виробничої основи (наприклад, шаблони тощо). Основна причина полягає в тому, що важко отримати дані, які легко конфліктують з основою перевірки, що ускладнює компіляцію програми.
Крім того, вибираючи та вирішуючи зміст обробки, ми також повинні враховувати виробничу партію, виробничий цикл, оборотність процесу тощо. Коротше кажучи, ми повинні намагатися бути розумними в досягненні цілей більше, швидше, краще та дешевше. Ми повинні запобігти переведенню верстатів з ЧПК до верстатів загального призначення.
2.1.2 Аналіз процесу обробки з ЧПК
Можливість обробки оброблених деталей з ЧПК пов’язана з широким колом питань. Нижче наведено поєднання можливості та зручності програмування. Запропоновано деякі з основних змістів, які необхідно проаналізувати та переглянути.
1. Розміри повинні відповідати характеристикам обробки з ЧПК. У програмуванні з ЧПК розміри та положення всіх точок, ліній і поверхонь базуються на першоджерелі програмування. Тому найкраще вказати координатні розміри безпосередньо на кресленні деталі або спробувати використати те саме посилання для анотації розмірів.
2. Умови геометричних елементів повинні бути повними і точними.
Під час компіляції програми програмісти повинні повністю розуміти параметри геометричних елементів, які складають контур деталі, і зв’язок між кожним геометричним елементом. Оскільки всі геометричні елементи контуру деталі повинні бути визначені під час автоматичного програмування, а координати кожного вузла мають бути розраховані під час ручного програмування. Незалежно від того, який пункт є незрозумілим або невизначеним, програмування не може бути виконано. Однак через відсутність уваги або нехтування розробниками деталей під час процесу проектування часто виникають неповні або незрозумілі параметри, наприклад, чи є дуга дотичною до прямої лінії, чи є дуга дотичною до дуги, перетинає чи розділяє її . Тому при перегляді та аналізі креслень необхідно ретельно прорахувати і при виявленні проблем якомога швидше зв'язатися з проектувальником.
3. Орієнтир позиціонування надійний
При обробці з ЧПК процедури обробки часто зосереджені, і позиціонування з однаковою посиланням є дуже важливим. Тому часто доводиться встановлювати допоміжні посилання або додавати боси процесу на бланку. Для частини, показаної на малюнку 2.1a, для підвищення стабільності позиціонування до нижньої поверхні можна додати технологічну втулку, як показано на малюнку 2.1b. Його буде видалено після завершення процесу позиціонування.
4. Уніфікована геометрія та розмір:
Найкраще використовувати єдину геометрію та розмір для форми та внутрішньої порожнини деталей, що може зменшити кількість змін інструменту. Щоб скоротити тривалість програми, також можна застосувати програми керування або спеціальні програми. Форма деталей має бути максимально симетричною, щоб полегшити програмування за допомогою функції дзеркальної обробки верстатів з ЧПК для економії часу на програмування.
2.1.3 Проектування маршруту процесу обробки з ЧПК
Основна відмінність між розробкою маршруту процесу обробки з ЧПК і загальним проектом маршруту процесу обробки верстатів полягає в тому, що він часто стосується не всього процесу від заготовки до готового продукту, а лише конкретного опису процесу кількох процедур обробки з ЧПК. Тому при проектуванні маршруту процесу слід зазначити, що оскільки процедури обробки з ЧПК зазвичай вкраплюються в увесь процес обробки деталей, вони повинні бути добре пов’язані з іншими процесами обробки.
Загальний процес показаний на малюнку 2.2.
Слід звернути увагу на наступні питання при проектуванні маршруту процесу обробки з ЧПК:
1. Поділ процесу
Згідно з характеристиками обробки з ЧПК, поділ процесу обробки з ЧПК загалом можна здійснити такими способами:
(1) Одне встановлення та обробка розглядаються як один процес. Цей метод підходить для деталей з меншим вмістом обробки, і вони можуть досягти стану перевірки після обробки. (2) Розділіть процес за вмістом тієї самої інструментальної обробки. Незважаючи на те, що деякі деталі можуть обробляти багато поверхонь, які потрібно обробити в одній установці, враховуючи, що програма занадто довга, будуть певні обмеження, такі як обмеження системи керування (головним чином обсяг пам’яті), обмеження безперервного робочого часу. верстата (наприклад, процес не може бути завершений протягом однієї робочої зміни) тощо. Крім того, надто довга програма збільшить складність помилок і пошуку. Тому програма не повинна бути занадто довгою, а зміст одного процесу не повинно бути занадто великим.
(3) Розділіть процес на частину обробки. Для заготовок із багатьма об’єктами обробки обробну частину можна розділити на кілька частин відповідно до її структурних характеристик, таких як внутрішня порожнина, зовнішня форма, вигнута поверхня або площина, і обробка кожної частини розглядається як один процес.
(4) Розділіть процес на грубу та тонку обробку. Для заготовок, які схильні до деформації після обробки, оскільки деформація, яка може виникнути після грубої обробки, потребує корекції, загалом, процеси грубої та тонкої обробки повинні бути розділені.
2. Розташування послідовності Розташування послідовності слід враховувати на основі структури деталей і стану заготовок, а також потреб позиціонування, встановлення та затискання. Розташування послідовності, як правило, має здійснюватися відповідно до таких принципів:
(1) Обробка попереднього процесу не може вплинути на позиціонування та затискання наступного процесу, і загальні процеси обробки верстатів, вкраплені посередині, також слід розглядати всебічно;
(2) Спочатку слід виконати обробку внутрішньої порожнини, а потім обробку зовнішньої форми; (3) Процеси обробки з однаковим методом позиціонування та затискання або з тим самим інструментом найкраще обробляти безперервно, щоб зменшити кількість повторних позиціонувань, змін інструментів і рухів валика;
3. Зв'язок між технологією обробки з ЧПК і звичайними процесами.
Процеси обробки з ЧПК зазвичай чергуються з іншими звичайними процесами обробки до і після. Якщо зв’язок поганий, ймовірно, виникнуть конфлікти. Тому, знаючи весь процес обробки, необхідно розуміти технічні вимоги, цілі обробки та характеристики обробки процесів обробки з ЧПУ та звичайних процесів обробки, наприклад, чи залишати припуски на обробку та скільки залишати; вимоги до точності та допуски форми та положення позиціонуючих поверхонь і отворів; технічні вимоги до процесу корекції форми; статус термічної обробки заготовки тощо. Тільки таким чином кожен процес може задовольнити потреби обробки, цілі якості та технічні вимоги будуть чіткими, а також буде основа для передачі та прийняття.
2.2 Метод проектування процесу обробки з ЧПК
Після вибору змісту процесу обробки з ЧПК і визначення маршруту обробки деталей можна виконати проектування процесу обробки з ЧПК. Основним завданням розробки процесу обробки з ЧПК є подальше визначення змісту обробки, кількості різання, технологічного обладнання, методу позиціонування та затиску, а також траєкторії руху інструменту цього процесу, щоб підготуватися до складання програми обробки.
2.2.1 Визначте шлях інструменту та організуйте послідовність обробки
Траєкторія інструменту - це траєкторія руху інструменту в усьому процесі обробки. Він не лише містить зміст робочого кроку, але й відображає порядок виконання робочого кроку. Шлях інструментів є однією з основ для написання програм. При визначенні траєкторії інструменту слід звернути увагу на наступні моменти:
1. Шукайте найкоротший шлях обробки, наприклад систему отворів на деталі, показаній на малюнку обробки 2.3a. Шлях інструмента на рисунку 2.3b призначений для обробки отвору зовнішнього кола, а потім внутрішнього отвору. Якщо замість цього використовувати траєкторію інструменту, зображену на малюнку 2.3c, час простою інструменту скорочується, а час позиціонування можна заощадити майже вдвічі, що покращує ефективність обробки.
2. Кінцевий контур виконується за один прохід
Щоб забезпечити вимоги до шорсткості поверхні контуру заготовки після обробки, остаточний контур повинен бути організований для безперервної обробки в останньому проході.
Як показано на малюнку 2.4a, траєкторія інструменту для обробки внутрішньої порожнини лінійним різанням, ця траєкторія інструменту може видалити всі надлишки у внутрішній порожнині, не залишаючи мертвих кутів і не пошкоджуючи контур. Однак метод лінійного різання залишить залишкову висоту між початковою та кінцевою точками двох проходів, і необхідної шорсткості поверхні неможливо досягти. Тому, якщо прийнято траєкторію інструменту, зображену на малюнку 2.4b, спочатку використовується метод лінійного різання, а потім виконується круговий розріз для згладжування поверхні контуру, що може досягти кращих результатів. Рисунок 2.4c також є кращим методом траєкторії інструменту.
3. Виберіть напрямок в'їзду та виїзду
При розгляді шляхів входу та виходу інструменту (врізання та виходу), точка вирізання або входу інструмента має бути по дотичній уздовж контуру деталі, щоб забезпечити плавний контур заготовки; уникайте подряпин на поверхні заготовки, ріжучи вертикально вгору та вниз по поверхні контуру заготовки; мінімізувати паузи під час обробки контуру (пружна деформація, спричинена раптовими змінами сили різання), щоб уникнути залишення слідів інструменту, як показано на малюнку 2.5.
Рисунок 2.5 Подовження інструменту під час врізання та вирізання
4. Виберіть маршрут, який мінімізує деформацію заготовки після обробки
Для тонких деталей або тонких пластинчастих деталей з малими площами поперечного перерізу траєкторію інструменту слід організовувати шляхом обробки до остаточного розміру за кілька проходів або шляхом симетричного видалення припуску. При розташуванні робочих ступенів перш за все слід розташувати робочі ступені, які менше пошкоджують жорсткість заготовки.
2.2.2 Визначте рішення для позиціонування та затиску
При визначенні позиціонування та схеми затиску слід звернути увагу на наступне:
(1) Спробуйте максимально уніфікувати основу проектування, основу процесу та основу розрахунку програмування; (2) Спробуйте сконцентрувати процеси, зменшити кількість разів затискання та обробити всі поверхні, які потрібно обробити в
Один затиск якомога більше; (3) Уникайте використання схем затискання, які займають багато часу для ручного регулювання;
(4) Точка дії затискної сили повинна припадати на частину з кращою жорсткістю заготовки.
Як показано на малюнку 2.6a, осьова жорсткість тонкостінної втулки краща, ніж радіальна жорсткість. Коли затискний кігть використовується для радіального затискання, заготовка сильно деформується. Якщо притискну силу прикладати вздовж осьового напрямку, то деформація буде значно меншою. Під час затискання тонкостінної коробки, показаної на малюнку 2.6b, затискна сила повинна діяти не на верхню поверхню коробки, а на опуклий край із кращою жорсткістю або змінити положення верхньої поверхні на триточкове затискання. точку сили, щоб зменшити деформацію затиску, як показано на малюнку 2.6c.
Рисунок 2.6 Зв’язок між точкою прикладання сили затиску та деформацією затиску
2.2.3 Визначити взаємне розташування інструмента і заготовки
Для верстатів з ЧПК дуже важливо визначити взаємне розташування інструменту і заготовки на початку обробки. Це відносне положення досягається шляхом підтвердження точки встановлення інструменту. Точка встановлення інструменту відноситься до контрольної точки для визначення відносного положення інструмента та заготовки за допомогою налаштування інструменту. Точку встановлення інструменту можна встановити на деталі, що обробляється, або на позиції на пристосуванні, яка має певне співвідношення розмірів із опорним положенням деталі. Точка встановлення інструменту часто вибирається на початку обробки деталі. Принципи відбору
Точка налаштування інструменту: (1) Вибрана точка налаштування інструменту має зробити компіляцію програми простою;
(2) Точку встановлення інструменту слід вибирати в позиції, яку легко вирівняти та зручно визначити початок обробки деталі;
(3) Точка встановлення інструменту повинна бути обрана в положенні, яке є зручним і надійним для перевірки під час обробки;
(4) Вибір точки налаштування інструменту повинен сприяти підвищенню точності обробки.
Наприклад, під час обробки деталі, зображеної на малюнку 2.7, під час компіляції програми обробки ЧПК відповідно до зображеного маршруту виберіть перетин центральної лінії циліндричного штифта позиціонуючого елемента пристосування та площини позиціонування A як налаштування інструмента обробки точка. Очевидно, що точка налаштування інструменту тут також є джерелом обробки.
При використанні точки налаштування інструменту для визначення початку обробки необхідна «настройка інструменту». Так зване налаштування інструменту відноситься до операції збігу «точки положення інструменту» з «точкою налаштування інструменту». Радіус і розміри довжини кожного інструменту різні. Після того, як інструмент встановлено на верстаті, в системі керування необхідно встановити базове положення інструменту. «Точка позиціонування інструменту» відноситься до контрольної точки позиціонування інструменту. Як показано на малюнку 2.8, точка положення інструменту циліндричної фрези є точкою перетину центральної лінії інструменту та нижньої поверхні інструменту; точкою положення інструменту кульової фрези є центральна точка кульової головки або вершина кульової головки; точкою положення інструменту токарного інструменту є підказка або центр дуги підказки; точкою положення інструменту свердла є вершина свердла. Методи налаштування інструментів різних типів верстатів з ЧПК не зовсім однакові, і цей зміст буде обговорюватися окремо у зв’язку з різними типами верстатів.
Точки зміни інструменту встановлюються для верстатів, таких як обробні центри та токарні верстати з ЧПК, які використовують кілька інструментів для обробки, оскільки ці верстати повинні автоматично змінювати інструменти під час процесу обробки. Для фрезерних верстатів з ЧПК із ручною зміною інструменту слід також визначити відповідне положення зміни інструменту. Щоб запобігти пошкодженню деталей, інструментів або пристосувань під час зміни інструменту, точки зміни інструменту часто встановлюють поза контуром оброблюваних деталей і залишають певний запас безпеки.
2.2.4 Визначити параметри різання
Для ефективної обробки металорізальним верстатом, матеріал, що обробляється, ріжучий інструмент і кількість різання є трьома основними факторами. Ці умови визначають час обробки, довговічність інструменту та якість обробки. Економічні та ефективні методи обробки вимагають розумного вибору умов різання.
Визначаючи кількість різання для кожного процесу, програмісти повинні вибирати відповідно до довговічності інструменту та положень у посібнику з експлуатації верстата. Обсяг різання також можна визначити за аналогією на основі фактичного досвіду. При виборі величини різання необхідно повністю переконатися, що інструмент може обробити деталь або забезпечити довговічність інструменту не менше однієї робочої зміни, принаймні не менше половини робочої зміни. Кількість зворотного різання в основному обмежена жорсткістю верстата. Якщо дозволяє жорсткість верстата, величина зворотного різання повинна бути якомога більше дорівнює припуску на обробку процесу, щоб зменшити кількість проходів і підвищити ефективність обробки. Для деталей з високою шорсткістю поверхні та вимогами до точності слід залишати достатній припуск на чистову обробку. Припуск на чистову обробку з ЧПК може бути меншим, ніж при обробці на звичайному верстаті.
Коли програмісти визначають параметри різання, вони повинні враховувати матеріал деталі, твердість, стан різання, глибину різання, швидкість подачі та довговічність інструменту, і, нарешті, вибрати відповідну швидкість різання. Таблиця 2.1 є довідковими даними для вибору умов різання під час точіння.
Таблиця 2.1 Швидкість різання для точіння (м/хв)
Назва ріжучого матеріалу | Легке різання | Загалом, нарізка | Важке різання | ||
Високоякісна вуглецева конструкційна сталь | десять# | 100 ~ 250 | 150 ~ 250 | 80 ~ 220 | |
45 # | 60 ~ 230 | 70 ~ 220 | 80 ~ 180 | ||
легована сталь | σ b ≤750 МПа | 100 ~ 220 | 100 ~ 230 | 70 ~ 220 | |
σ b >750 МПа | 70 ~ 220 | 80 ~ 220 | 80 ~ 200 | ||
2.3 Заповнити технічну документацію ЧПК
Заповнення спеціальної технічної документації на обробку з ЧПК є одним зі змісту проектування процесу обробки з ЧПК. Ці технічні документи є не лише основою для обробки з ЧПУ та приймання продукції, але й процедурами, яких оператори повинні дотримуватися та виконувати. Технічна документація є конкретними інструкціями для обробки з ЧПК, і їх мета полягає в тому, щоб оператор отримав більшу ясність щодо змісту програми обробки, методу затискання, інструментів, вибраних для кожної деталі обробки, та інших технічних питань. Основні технічні документи обробки з ЧПК включають книгу завдань з програмування з ЧПК, установку заготовки, картку початкових налаштувань, картку процесу обробки з ЧПК, карту траєкторії інструментів для обробки з ЧПК, картку інструментів з ЧПК тощо. Нижче наведено загальні формати файлів, і формат файлу може бути розроблені відповідно до реальної ситуації на підприємстві.
2.3.1 Завдання з програмування з ЧПК У ньому пояснюються технічні вимоги та опис процесу персоналу процесу обробки з ЧПК, а також допуск на обробку, який повинен бути гарантований перед обробкою з ЧПК. Це одна з важливих основ для програмістів і технологічного персоналу для координації роботи та компіляції програм ЧПУ; подробиці дивіться в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 Завдання з програмування ЧПУ
Технологічний відділ | Завдання з програмування чпу | Номер креслення деталей продукту | Місія № | ||||||||
Назва частини | |||||||||||
Використовуйте обладнання з ЧПК | загальна сторінка Сторінка | ||||||||||
Основний опис процесу та технічні вимоги: | |||||||||||
Дата отримання програмування | місячний день | Відповідальна особа | |||||||||
підготував | Аудит | програмування | Аудит | затвердити | |||||||
2.3.2 Встановлення заготовки з ЧПУ та картка налаштувань вихідної точки (називається схемою затискання та карткою налаштувань деталей)
У ньому слід вказати метод позиціонування початку обробки з ЧПУ та метод затискання, положення встановлення початку обробки та напрямок координат, назву та номер використовуваного пристосування тощо. Докладніше див. у таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 Встановлення заготовки та картка налаштування вихідної точки
Номер деталі | J30102-4 | Встановлення заготовки для обробки з ЧПУ та картка налаштування походження | № процесу | ||||
Назва частини | Планетний носій | Кількість затискачів | |||||
| |||||||
3 | Болти з трапецієподібним шлицем | ||||||
2 | Натискна пластина | ||||||
1 | Розточувальна та фрезерна пластина | GS53-61 | |||||
Підготовлено (дата) Переглянуто (дата) | Затверджено (дата) | Сторінка | |||||
Всього сторінок | Серійний номер | Назва приладу | Номер креслення приладу |
2.3.3 Карта процесу обробки з ЧПК
Між ними багато спільногоПроцес обробки з ЧПУкарти та звичайні карти процесу обробки. Різниця полягає в тому, що початок програмування та точка встановлення інструменту повинні бути вказані на схемі процесу, а також короткий опис програмування (наприклад, модель верстата, номер програми, компенсація радіуса інструменту, метод обробки дзеркальної симетрії тощо) та параметри різання ( тобто швидкість обертання шпинделя, швидкість подачі, максимальна кількість або ширина зворотного різання тощо). Дивіться таблицю 2.4 для деталей.
Таблиця 2.4ЧПКкарта процесу обробки
одиниця | Карта процесу обробки з ЧПУ | Назва продукту або код | Назва частини | Номер деталі | ||||||||||
Схема процесу | автомобіль між | Використовуйте обладнання | ||||||||||||
№ процесу | Номер програми | |||||||||||||
Назва приладу | Пристосування № | |||||||||||||
крок № | крок роботи зробити промисловість | Поверхня обробки | Інструмент немає | ремонт ножів | Швидкість шпинделя | Швидкість подачі | Назад | Зауваження | ||||||
підготував | Аудит | затвердити | Рік Місяць День | загальна сторінка | № Сторінка | |||||||||
2.3.4 Схема траєкторії інструменту ЧПК
При обробці з ЧПУ часто необхідно приділяти увагу та запобігати випадковому зіткненню інструменту з пристосуванням або деталлю під час руху. З цієї причини необхідно спробувати повідомити оператору шлях руху інструменту в програмуванні (наприклад, де різати, де підняти інструмент, де різати похило тощо). Щоб спростити діаграму траєкторії інструменту, зазвичай можна використовувати уніфіковані та узгоджені символи для її представлення. Різні верстати можуть використовувати різні позначки та формати. Таблиця 2.5 є загальновживаним форматом.
Таблиця 2.5 Схема траєкторії інструменту ЧПК
2.3.5 Інструментальна карта ЧПК
Під час обробки з ЧПК вимоги до інструментів дуже суворі. Як правило, діаметр і довжину інструменту необхідно попередньо відрегулювати на інструменті для налаштування інструменту поза верстатом. Картка інструменту відображає номер інструменту, структуру інструменту, специфікації хвостової ручки, код назви вузла, модель леза та матеріал тощо. Вона є основою для складання та налаштування інструментів. Дивіться таблицю 2.6 для деталей.
Таблиця 2.6 Картка інструменту ЧПК
Різні верстати або різні цілі обробки можуть вимагати різних форм обробки спеціальних технічних файлів з ЧПУ. У роботі формат файлу може бути розроблений відповідно до конкретної ситуації.
Час публікації: 07 грудня 2024 р