Обработка на токарно-карусельных станках

На универсальных токарно-карусельных станках обрабатывают заготовки разнообраз­ной формы, больших диаметров (до 10000 мм) при относительно малой длине (L/D ≤ 1); на станках специального исполнения обра­батывают заготовки диаметром до 20000 мм и более.

Основными типами токарно-карусельных станков, выпускаемых отечественной станко­строительной промышленностью, являются: а) одностоечные (1508, 1510, 1512, 1516 и др.) с одним вертикальным суппортом с пятипозиционной револьверной головкой и боковым суппортом с четырехрезцовым поворотным резцедержателем; б) двухстоечные (1520, 1525, 1Л532, 1540, 1550 и др.) с двумя вертикальными и одним боковым суппортами.

Данные станки с устройством цифровой индикации (исполнение Ф1) или без него по­зволяют выполнять обтачивание и растачива­ние цилиндрических, конических и фасонных поверхностей тел вращения; обтачивание тор­цовых поверхностей; подрезание уступов; прорезание кольцевых канавок и отрезание; свер­ление и рассверливание, зенкерование и раз­вертывание отверстий.

Применяя специальные приспособления, можно выполнять и такие операции, как наре­зание резьбы, фрезерование, растачивание глу­боких отверстий, шлифование, суперфиниши­рование, обкатывание роликами и притирку.

При чистовой обработке на данных стан­ках достигается точность 7—8-го квалитета и параметр шероховатости поверхности Ra = 3,2 ÷ 6,3 мкм по ГОСТ 2789-73.

Токарно-карусельные станки с ЧПУ позво­ляют автоматизировать процесс обработки и в 2 —2,5 раза повысить производительность труда.

Токарно-карусельные станки с ЧПУ (1512ФЗ, 1516ФЗ, 1525ФЗ, 1А525МФЗ, 1532ФЗ, 1А532ПМФЗ) оснащены контурными система­ми управления и предназначены для обработ­ки заготовок с цилиндрическими, торцовыми, коническими и криволинейными поверхностя­ми. Двухкоординатные одностоечные станки (1512ФЗ и 1516ФЗ) оснащены пятипозиционной револьверной головкой, обеспечивающей автоматическую смену инструмента в процессе обработки.

Четырехкоординатные двухстоечные стан­ки (1525ФЗ и 1532ФЗ) имеют по два верти­кальных суппорта, каждый из которых может управляться одновременно по двум координа­там: по X, Z — левый; по В, W — правый. Си­стема ЧПУ допускает как последовательную, так и параллельную работу суппортов. Станки 1А525МФЗ и 1А532ПМФЗ оснащены инстру­ментальными магазинами для автоматической смены инструмента и обеспечивают возмож­ность одновременной работы обоих суппор­тов.

При обработке деталей диаметром до 2000 мм станки с ЧПУ обеспечивают точность 8—9-го квалитета, а диаметром свыше 2000 мм — 6—7-го квалитета.

Схемы обработки элементарных поверхно­стей. Наружные цилиндрические поверхности (рис. 35) обтачивают с помощью вертикально­го (рис. 35, а) или бокового суппорта (рис. 35,б). Предпочтение отдается первому спосо­бу, так как второй способ применяют только при сравнительно небольшом вылете l ползу­на бокового суппорта. Однако большую точ­ность при обработке сравнительно высоких за­готовок обеспечивает боковой суппорт из-за постоянства сил отжатий. Черновую обработ­ку двумя резцами и более по методу деления припуска (рис. 35, в) применяют для заготовок с большими припусками, а черновую и полу­чистовую обработку по методу деления длины (рис. 35, г) — для заготовок с небольшими при­пусками, а также ступенчатыми цилиндриче­скими поверхностями.

Торцовые поверхности (рис. 36) обрабаты­вают как вертикальным (рис. 36, а), так и бо­ковым (рис. 36, б) суппортом. Вертикальный суппорт позволяет обрабатывать поверхности любых размеров с направлением подачи от периферии к центру. Подачу от центра приме­няют при обработке закрытых поверхностей. Боковым суппортом обрабатывают неширо­кие торцовые поверхности, расположенные в зоне действия суппорта. Точность обработки снижается с увеличением вылета l. Обтачива­ние несколькими резцами по методу деления длины с увеличенной подачей применяют при черновой и получистовой обработке широких кольцеобразных торцовых поверхностей (рис. 36, в). Резцы размещают со сдвигом относи­тельно друг друга. Обтачивание несколькими резцами по методу деления припуска приме­няют при черновой обработке торцовых по­верхностей с большими припусками (рис. 36, г).

Небольшие кольцеобразные торцы шири­ной до 50 мм подрезают специальными плас­тинами или торцовыми зенкерами при осевой подаче.

Уступы шириной не более 20 мм можно подрезать резцом с φ = 90° при вертикаль­ной подаче (рис. 37, а). Путь резания опреде­ляется припуском h на обработку. Затраты времени минимальны. Однако возможно воз­никновение вибраций. При подрезании уступа с горизонтальной подачей инструмента (рис. 37,б) путь резания равен ширине уступа l, и трудоемкость обработки соответственно возрастает.

Обработку уступов большой ширины и вы­соты осуществляют за несколько рабочих хо­дов при сочетании вертикальной и горизон­тальной подач (рис. 37, в и г); чистовой переход проводят подрезным резцом при го­ризонтальной подаче.

Цилиндрические отверстия диаметром d < 40 мм сверлят одним сверлом; при d > 40 мм применяют сверление с рассверливанием; диаметр первого сверла 20 мм. Кольцевое сверление используют для образования отвер­стий диаметром 60—200 мм и длиной до 500 мм в сплошном материале. Зенкерование применяют при обработке отверстий диаме­тром до 100 мм вместо рассверливания или как метод предварительной обработки отвер­стий в отливках и штампованных заготовках. Развертыванием окончательно обрабатывают отверстия диаметром до 100 мм. Растачива­ние — наиболее распространенный способ обработки отверстий, получаемых при литье, штамповке или сверлении. При глубине реза­ния t > 10 мм растачивание выполняют двумя резцами. Чистовое растачивание осущест­вляют одним резцом.

Конические поверхности с длиной обра­зующей l до 100 мм обрабатывают широким резцом (рис. 38, а). Способ весьма производи­телен. Точность и качество обработанной по­верхности невысокие из-за вибрации при обра­ботке. Путем поворота вертикального суппор­та обычным резцом обрабатывают конические поверхности любой длины с углами уклонов в пределах 0—45° (рис. 38,б и в). Способ производителен.

Подбирая сменные зубчатые колеса на станках, имеющих гитару, конические поверх­ности обрабатывают резцами. Способ сложный, требует предварительного расчета и наладки станка. С помощью конусной ли­нейки или копирных приспособлений с отклю­чением салазок суппорта от ходового винта обрабатывают конические поверхности с угла­ми уклонов 0-12°. Способ удобен и произво­дителен.

При использовании конусной линейки (рис. 38, г), закрепляемой на поперечине стан­ка, вертикальным суппортом с вертикальной подачей инструмента обрабатывают кониче­ские поверхности. Конусы обтачивают с ис­пользованием копирных приспособлений (рис. 38, д) при вертикальной подаче бокового суп­порта сверху вниз (для наружного конуса) или горизонтальной подаче в направлении к цен­тру планшайбы (для внутреннего конуса) при соответствующем расположении копира.

С помощью специальных суппортов обра­батывают конические поверхности с любым углом уклона (обратная конусность не более 30°). Способ обеспечивает высокую произво­дительность и точность. На рис. 38, е показан универсальный суппорт, жестко закрепленный неподвижной частью 1 в резцедержателе вертикального суппорта. Поворотную часть суп­порта устанавливают по шкале на соответ­ствующий угол конуса и закрепляют, Каретке с резцедержателем 2, соединенной с боковым суппортом тягой 4, сообщают подачу от ко­робки подач бокового суппорта. При перемещении каретки резец обрабатывает кониче­скую поверхность под углом, соответствую­щим углу установки поворотной части. В случае невозможности соединения каретки с боковым суппортом предусмотрена ручная подача суппорта с помощью рукоятки 6 и винта 5. Ручную подачу включают и выключают рукояткой 3, связанной с гайкой винта.

При обработке с помощью гидрокопиро­вального суппорта (рис. 38, ж) управление перемещениями резца по заданной траектории осуществляется следящим устройством, щуп 1 которого скользит по копиру 5. При этом вертикальный суппорт имеет горизонтальную подачу. Гидроцилиндр 4 следящего устройства помещен позади вертикальных салазок верти­кального суппорта. На связанной с этими са­лазками поперечине 6 размещают направляю­щий распределитель 2 с маховичком 3, ко­торым регулируют положение щупа 1. Копир 5 закрепляют в державке 7, установленной на траверсе станка. Боковой суппорт в этом слу­чае можно использовать для обработки дру­гих поверхностей заготовки.

Канавки шириной до 25 мм, к которым не предъявляют высоких требований по точности размеров и расположению, прорезают одним или несколькими резцами за один рабочий ход (рис. 39,а), При повышенных требованиях к точности обработку осуществляют за два рабочих хода: черновой и чистовой тем же ре­зцом. Канавки шириной более 25 мм (рис. 39,б) и фасонные канавки (рис. 39, в) проре­зают за несколько рабочих ходов одним или несколькими резцами.

С применением специальных оправок ка­навки прорезают на налаженных станках, когда смещение суппорта нежелательно (рис. 39, г). Оправка с резцами для растачивания трех канавок при движении револьверной головки вниз доводится до осевого упора. При дальнейшем движении головки канавочные ре­зцы (с помощью внутреннего механизма с клиновыми элементами) выдвигаются в ра­диальном направлении и прорезают канавки. При отводе оправки от осевого упора резцы возвращаются в исходное положение, и оправ­ка выводится из отверстия заготовки.

Операции отрезки  осуществляют одним или несколькими отрезными резцами (рис. 40).

Сферические поверхности при длине дуги l ≤ 100 мм обрабатывают фасонными резца­ми. При больших размерах поверхностей ис­пользуют обычный резец с подачей по дуге окружности. Сферические поверхности обрабатывают также обычным резцом с помощью различных рычажных и копировальных устройств.

Используя рычажные приспособления и оба вертикальных суппорта (рис. 41, а) или один вертикальный суппорт и специаль­ную стойку (рис, 41,б), обрабатывают поверх­ности в виде сфер; угол поворота резца вокруг оси поворотного резцедержателя не более 45°. Такие поверхности можно обрабатывать резцом с помощью тяг с использованием вер­тикального суппорта (рис 41, в) или с по­мощью копировальных приспособлений с ис­пользованием вертикального (рис. 41, г) или бокового суппорта (рис. 41, д). При минимальных зазорах в сопряжениях обеспечи­ваются высокие производительность, точность и качество обработанной поверхности.

Отделочную обработку выполняют широ­ким резцом (ширина режущей кромки 60 — 80 мм) с достижением параметра шероховато­сти Ra = 2,5 ÷ 1,25 мкм; при обкатке ролика­ми Ra = 1,25÷0,32 мкм; при шлифовании с помощью приспособления, закрепленное о в суппорте, Ra = 1,25÷0,63 мкм; при суперфинишировании с помощью пневматическою приспособления Ra = 0,16 ÷ 0,08 мкм.

Эффективна обработка конических и криво­линейных поверхностей на станках с ЧПУ. Наличие линейной и круговой интерполяции в системах числового программного управле­ния обеспечивает обработку этих поверхностей по программе, исключая специальную оснаст­ку и фасонный инструмент. На этих станках можно обрабатывать поверхности (например, резьбы с переменным шагом или глубиной), обработка которых на обычных станках прак­тически невозможна.

Установка заготовок и применяемые приспо­собления. При установке заготовок (литых, сварных или обработанных давлением) на станке необходимо точно совместить ось сим­метрии заготовки с осью вращения план­шайбы станка. Выбор метода установки и кре­пления заготовки на станке определяется конфигурацией заготовки, серийностью изго­товления и принятым методом обработки. Методы установки и крепления заготовок на станке существенно влияют на точность, каче­ство обрабатываемых поверхностей и на об­щую продолжительность обработки.

Заготовки типа тел вращения устанавли­вают на станке по отверстию и торцу или по наружному диаметру и торцу. Установку заго­товок в зависимости от их конфигурации и размеров и от состояния опорных поверхно­стей производят на подкладки, опорные по­верхности кулачков или непосредственно на планшайбу станка. Закрепляют заготовки с помощью универсальных крепежно-зажимных приспособлений или кулачков (рис. 42, а). Тонкостенные заготовки закрепляют ку­лачками двустороннего действия (рис. 42,б). При закреплении корпусных деталей кулачки располагают на планшайбе станка в соответ­ствии с конфигурацией заготовки.

Для правильного и надежного закрепления заготовок различных конфигураций приме­няют специальные съемные губки, приспособ­ленные к конфигурации и размерам обрабаты­ваемых заготовок (рис. 43). Для обеспечения концентричности поверхностей заготовок, обрабатываемых при разных установках, целе­сообразно применять специальные центрирую­щие приспособления (рис. 44): оправки, шайбы и планки, устанавливаемые на план­шайбе станка с базированием по центрирую­щему отверстию в планшайбе диаметром 150Н7 мм (1512, 1516) и 260Н7 мм (1525, 1532 и др.) или Т-образному пазу шириной 28Н13 мм по ГОСТ 1574-75.

Установка заготовки с выверкой проводит­ся по разметочным рискам с помощью иглы, закрепленной в суппорте станка, или непосред­ственно по обработанным поверхностям с по­мощью индикатора (табл. 4). Выверяют заго­товку при медленном вращении планшайбы (n = 2 об/мин). Положение заготовки в про­цессе установки исправляют перемещением ку­лачков, подклиниванием заготовки и другими методами.

Специальные приспособления применяют преимущественно при серийном изготовлении деталей, а также при изготовлении особо точных конструктивно сложных и тонко­стенных деталей.

Для обработки сложных деталей с парал­лельными осями применяют специальные по­воротные приспособления (рис. 45).

Приспособление (рис. 45, а) состоит из вспомогательной планшайбы 1, центрируемой на основной планшайбе станка с помощью оправки 2, Заготовку 3 отверстием А, ранее обработанным при первом установе (при за­креплении кулачками), устанавливают эксцен­трично на планшайбе с помощью оправки 4. Расстояние между осями оправок соответствует расстоянию между осями отверстий А и В. Правильное угловое положение отверстия В заготовки обеспечивается упором 5. После закрепления заготовки прихватами и установ­ки противовеса на планшайбе растачивают от­верстие В.

При растачивании трех отверстий и более с параллельными осями, расположенных по окружности, применяют поворотное приспо­собление (рис. 45,б), состоящее из двух ди­сков: неподвижного 1 и вращающегося 2. Не­подвижный диск 1 выступом А центрируется на планшайбе стола. С помощью болта 3 на нем крепится вращающийся диск 2 и противо­вес 5. Ось вращения диска 2 смещена относи­тельно оси вращения планшайбы на величину R, равную радиусу окружности, проходящей через центр обрабатываемых отверстий. Бла­годаря этому при повороте диска 2 с заготов­кой 4 каждое из обрабатываемых отверстий совмещается с осью вращения планшайбы станка. Фиксация диска 2 в заданном положе­нии осуществляется с помощью фиксатора 6.

Режущий инструмент и его установка. В ка­честве основного режущего инструмента при работе на станках применяют проходные, рас­точные, подрезные, прорезные, канавочные, фасонные и резьбовые резцы с пластинками из твердых сплавов ВК4, ВК6, ВК8 для обработ­ки заготовок из чугуна и сплавов Т5К10, Т15К6, Т30К4, Т14К8 для обработки загото­вок из стали, а также осевой инструмент для обработки отверстий (сверла, зенкеры, раз­вертки). Крепят инструмент в резцедержателях суппортов или оправках, устанавливаемых в отверстие диаметром 70Н7 мм в револьвер­ной головке.

Оснастка для станков с ЧПУ должна быть универсальной и быстросменной при перена­ладке, для чего должно быть обеспечено един­ство баз крепления инструментальных блоков в револьверных головках и ползунах суппор­тов и на приборе БВ-2012М для размерной на­стройки режущих инструментов вне станка. Вылет режущих кромок резца относительно базы проверяют по двум координатам с точ­ностью до 0,01 мм и заносят в карту наладки.

При наладке станков с ЧПУ (рис. 46) или смене затупившегося инструмента оператор, руководствуясь данными карты наладки или результатами собственных измерений, вводит набором на соответствующих корректорах в память устройства размеры вылетов инстру­ментов. Установку режущего инструмента на заданные координаты (привязку режущих ин­струментов к осям координат детали) обычно выполняют путем обработки пробного участ­ка поверхности заготовки. При задании разме­ров в абсолютных значениях за базы для нача­ла отсчета размеров детали принимают по оси X ее ось вращения, а по оси Z — любую точку, расположенную на оси вращения планшайбы и совпадающую с поверхностью, являющейся базой для простановки чертежных размеров.

Суть наладки заключается в определении величин х₀, z₀ сдвига нуля станка (рис. 46, а). Привязка по оси X начинается с установки размера 000000 на табло цифровой индикации, т. е. с момента, когда суппорт находится в исходном («нулевом») положении. Далее выпол­няют пробную проточку с измерением d_k и записью показаний х_ц.и на табло цифровой индикации (х_ц,и - координата режущей кром­ки резца при проточке относительно начала его отсчетной системы 0_и). Затем определяют величину х₀ сдвига нуля по оси X, суммируя радиус пробной проточки r_k = d_k/2 с показа­ниями х_ц.и табло цифровой индикаций (при этом значение радиуса r_k в системе координат 0_и принимают с минусом). Переключателем «сдвига нуля» по оси X устанавливают величи­ну х₀ со знаком минус.

При «привязке» резца по оси Z протачи­вают верхнюю торцовую поверхность и изме­ряют расстояние h от торцовой поверхности заготовки. Привязку по оси Z ведут аналогич­но привязке по оси X, т. е. определяя z₀ сум­мированием h и z_ц.и.

При задании размеров детали в прираще­ниях, программируя обработку, технолог определяет исходное положение резцедержате­ля. Положение 0₀ первого резца он задает координатами х₀ и z₀ (рис. 46,б). Фактическое положение 0_и первого резца перед началом обработки («нуль» станка) отличается от заданного технологом положения 0₀ на вели­чины К_х и K_z. При привязке резца, первого к наладке, к детали определяют сдвиг «нуля» станка 0_и на величины К_х и K_z. Для определе­ния К_х на табло цифровой индикации в конеч­ном положении суппорта устанавливают раз­мер 000000, протачивают контрольный поясок d_k и определяют r_k. Далее находят координату х_и вершины резца при его положении в «нуле» станка суммированием радиуса пробной про­точки r_k = d_k/2 и его перемещения х_ц.и (при этом радиус в системе координат 0_и прини­мают с минусом); переключателями корректо­ров в соответствии с картой наладки набирают величину коррекции К_х со знаком минус.

Аналогично изложенному определяют для первого резца величину Кz. Для привязки остальных резцов необходимо учитывать раз­ницу их вылетов по сравнению с первым ин­струментом. Коррекция положения этих ин­струментов К_хi = К_х + (W_x1 — W_xi); K_zi = K_z + (W_z1 - W_zi), где K_xi, K_zi - сдвиги «ну­ля» i-гo инструмента соответственно по коор­динатам X и Z; W_xi, W_zi - координатные раз­меры (вылет) первого резца; W_xi, W_zi - коорди­натные размеры  (вылет) i-гo  инструмента.

Величины W_x1 W_z1, W_xi, W_zi берут либо из карты наладки, либо их определяет оператор (фактическую величину) при наладке инстру­мента вне станка.

Для сокращения времени на переналадку инструмента желательно применять резцы с механическим креплением неперетачиваемых твердосплавных пластин (ГОСТ 19086-80), которые благодаря стабильности размеров граней позволяют вести обработку заготовок без коррекции на вылет резца после их пово­рота и закрепления в резцедержателе.

Весь объем обработки одной и той же за­готовки на универсальном станке может быть расчленен на большее или меньшее число опе­раций. Это зависит от размеров и массы заго­товки, программы выпуска, характера обра­ботки, условий и трудоемкости установки и выверки заготовки на станке. Небольшие заготовки диаметром до 600 мм, изготовляемые серийно, целесообразно обрабатывать с рас­членением процесса обработки на несколько простых операций с использованием револь­верной головки на предварительно на­строенных станках. В наладках предусматри­вают упоры, применяют простейшие устрой­ства и приспособления для ускорения настрой­ки станков, для установки, крепления и снятия детали и для контроля.

Обработку крупных и тяжелых заготовок, а также обработку единичных и небольших партий заготовок более целесообразно выпол­нять при минимальном числе операций, ис­пользуя одновременно в работе два суппорта и более (рис. 47) обычно за два установа. При первом установе обрабатывают поверхности со стороны прибыли или литника, принимая за технологическую базу необработанную по­верхность, обладающую достаточными разме­рами, и самую ровную. При втором установе заготовку выверяют по ранее обработанным поверхностям и производят ее окончательную обработку. При повторных установах в каче­стве технологических баз используют только обработанные поверхности. Часто черновую и чистовую обработку ведут на одних и тех же станках, иногда даже не прерывая процесса обработки.

Окончательный размер обработанной по­верхности при чистовой обработке, заданный чертежом, обеспечивается с помощью рабочих ходов и пробных проточек, число которых за­висит от требуемой точности обрабатываемых поверхностей и квалификации токаря-карусельщика. Чистовое растачивание отверстий с точностью 7-го квалитета выполняют за два-три рабочих хода и пять-шесть пробных про­точек с измерением полученного размера; рас­тачивание отверстий с точностью 8-го квалитета — за один-два рабочих хода и три-четыре пробивные проточки; отверстия с точностью 9-го квалитета растачивают за один рабочий ход с двумя пробными проточками.

Отверстия диаметром до 250 мм обрабаты­вают на станках с револьверной головкой. Весь необходимый режущий инструмент уста­навливают в определенной последовательно­сти в позициях 1—4 револьверной головки (рис. 48).

Отверстия в сплошном материале на кару­сельных станках обрабатывают сравнительно редко. Более распространена обработка отвер­стий, полученных в отливках и поковках. При этом целесообразно сначала расточить отвер­стие, приняв за базу наружную поверхность (для устранения отклонения соосности), а затем на базе отверстия обточить наружную по­верхность. При обратной последовательности обработки с наружной поверхности снимается значительно больше (по объему) металла.

При обработке нежестких заготовок, склонных к деформации, после обдирки назна­чают операцию естественного или искусствен­ного старения, а также применяют такие спо­собы установки и крепления заготовок, при которых деформации минимальны. Если воз­можно, рекомендуется одновременная обработка тонкостенной заготовки несколькими резцами, радиальные силы резания от ко­торых направлены навстречу друг другу, что уменьшает деформацию обрабатываемой за­готовки (рис. 49). При обработке заготовок на станках с ЧПУ операции проектируют по принципу концентрированной обработки. От результатов проектирования зависит качество подготовки управляющей программы и реали­зация ее на станке.

Исходной информацией при проектирова­нии операции на станках с ЧПУ являются: чертеж заготовки, маршруты обработки от­дельных поверхностей, обрабатываемых на данном станке, промежуточные припуски и промежуточные размеры, техническая харак­теристика станка.

При проектировании операции желательно иметь данные о маршруте обработки детали в целом. Проектирование начинается с уточне­ния содержания операция. Число выпол­няемых в данной операции переходов ограни­чивается, с одной стороны, точностью разме­ров заготовки, а с другой — числом инструментов, которые могут быть установлены на станке. При использовании станков с ЧПУ следует применять заготовки, получаемые точными методами (штамповкой, литьем под давлением или в кокиль и др.), обеспечиваю­щими стабильность размеров и физико-меха­нических свойств материала. В случае больших колебаний припусков у заготовок пере­ходы предварительной обработки (обдирки) целесообразно выполнять на универсальных станках. Однако в некоторых случаях это снижает эффективность применения станков с ЧПУ.

Для уменьшения числа инструментов, не­обходимых для выполнения операции, в кон­струкции детали должны быть унифицированы отдельные ее элементы (резьбы, канавки и др.). Обычно для черновых и чистовых пере­ходов обработки одних и тех же поверхностей предусматривают отдельные инструменты.

Черновые однотипные переходы (напри­мер, при обработке наружной поверхности) следует выполнять одним инструментом. Для чистовой обработки однотипных поверхно­стей, когда резец совершает большой путь ре­зания, целесообразно предусмотреть несколь­ко инструментов в целях уменьшения погреш­ностей от размерного износа инструмента. Однако чистовую обработку поверхностей, образующих плавный контур, следует выпол­нять одним инструментом (когда это возмож­но по кинематике движения инструмента).

Возможность выполнения отделочной обработки также ограничена либо точностны­ми параметрами станка, либо его инструмен­тальным оснащением. Если требуемые пара­метры качества поверхности и точности могут быть обеспечены тонкой обработкой ее лез­вийным инструментом, то в наладке следует предусмотреть соответствующий инструмент. В станках, оснащенных магазинными устрой­ствами, можно использовать шлифовальные головки для отделочной обработки.

Число необходимых для выполнения опе­рации инструментов всех типов и геометриче­ские параметры зависят от принятой схемы движения на дополнительных переходах при съеме напуска (рис. 50).

Траектория перемещения инструментов при съеме напуска, в отличие от траектории при съеме припуска (основные переходы), не всегда является эквидистантой к обрабаты­ваемому профилю.

Для уменьшения числа необходимого ин­струмента целесообразно один и тот же ин­струмент использовать для выполнения разно­типных переходов, например, подрезной резец с углом φ = 95° — для обтачивания (растачива­ния) цилиндрической поверхности и подрезки торца; подрезной резец с φ = 95° и зачистной кромкой — для обтачивания (растачивания), подрезки торца и прорезки канавок и т. д. Назначенное число инструментов для выполне­ния операции не должно превышать возмож­ности их установки на станке.

После установления содержания операции уточняют схему базирования и закрепления заготовки. Часто в содержании операции предусмотрена обработка заготовок с одной стороны. Другие стороны заготовки обра­батываются на последующих или предыдущих операциях. Однако детали типа тел вращения могут быть обработаны с двух сторон за два установа.

При обработке заготовки с одной стороны возникает необходимость обработки тех по­верхностей, по которым при выполнении первых переходов выполняется ее базирование или закрепление. В этом случае обработка проводится с перезакреплением заготовки, для чего в программе предусматривают технологический останов станка. Координатные вылеты каждого инструмента устанавливают в координатной системе резцедержателя. Вылеты ин­струментов должны быть минимальны, но до­статочны для обработки соответствующих по­верхностей. Далее выбирают положение Х₀, Z₀ исходной точки инструмента в координатной системе детали. Ее положение должно обеспе­чивать, с одной стороны, удобство установки и снятия заготовки и исключать возможность удара инструмента о заготовку при его смене, а с другой стороны — минимальное время хо­лостых перемещений инструмента. Затем на­значают последовательность выполнения пере­ходов. Основным критерием при этом являет­ся минимальное вспомогательное время, за­трачиваемое на холостые перемещения ин­струмента, его смену, а в ряде случаев и на перезакрепление заготовки. С учетом приве­денного критерия в общем случае целесооб­разно вначале полностью выполнить дополни­тельные и черновые переходы, затем чи­стовые, переходы обработки вспомогательных поверхностей (канавок, проточек, поднутрений и т. д.) и в конце — отделочную обработку.

Далее вычерчивают траекторию перемеще­ния каждого инструмента, Точки траектории, в которых происходит изменение направления или скорости перемещения, являются опорны­ми точками; им присваиваются порядковые номера начиная от нуля. Траектория движения резца зависит от последовательности выполне­ния переходов, направлений и пути обхода контура (сплошная линия), подвода и отвода резца (штриховая линия). Обычно изображают траекторию центра закругления при вершине резца, которая является эквидистантной к обрабатываемому контуру. Учет радиуса за­кругления инструмента при построении его траектории позволяет исключить погрешно­сти, которые могут возникнуть при обработке конических и криволинейных поверхностей,

На рис. 51 приведен пример построения траектории движения инструмента при обра­ботке цилиндрических и конической поверхно­стей. Радиус закругления режущей кромки r_и. Точки А_х и A_z на режущей кромке резца опре­деляют исходное положение инструмента. Точка А₀ - мнимая вершина острозаточенного резца; b — запас хода резца на врезание. Если в управляющую программу ввести траекто­рию движения по опорным точкам 0—1—2—3—4—5—6 (движение острозаточен­ного резца) без учета радиуса закругления, то на участке 4—5 режущая кромка пройдет на расстоянии а от контура, и фактические раз­меры детали будут искажены на величину

а = r_и(1 — tg(α/2))sinα.

Чтобы исключить эту ошибку, опорную точку 4 надо сместить по координате Z вниз (точка 4') на величину

Δ_z = r_и(1-tg(α/2)).

Далее рассчитывают координаты опорных то­чек траектории перемещения инструмента в координатной системе детали (расстояния от каждой опорной точки до координатных осей системы координат станка). Координаты опорных точек определяются в соответствии с рассчитанными ранее промежуточными размерами с учетом поправки на радиус закругле­ния резца. При обработке с заданием разме­ров в абсолютных значениях вычисленные (определенные) координаты являются конеч­ной информацией для программирования траектории перемещения инструмента. При задании размеров в приращениях (относительный отсчет) следует дополнительно опре­делить перемещения инструментов как раз­ность координат двух смежных опорных точек.

Для упрощения расчета траектории переме­щения опорных точек устройства современных станков с ЧПУ (например, мод. Н55-2) автома­тически рассчитывают эквидистантный контур по заданному обрабатываемому контуру и ин­формации о величине радиуса закругления ин­струмента, которая набирается корректором радиусов инструмента на пульте управления. Эта возможность имеется при задании как абсолютных, так и относительных размеров. В качестве примера в табл. 5 приведены перемещения инструмента, рассчитанные по размерам обрабатываемого контура, показан­ного на рис. 51.

Далее выбирают материал инструментов и назначают режимы резания. При обработке заготовок из чугуна целесообразно использо­вать резцы из эльбора-Р или гексанита-Р при скоростях резания 300-500 м/мин. При этих скоростях стойкость таких резцов в 15 — 20 раз выше, чем твердосплавных, и в 2 — 3 раза вы­ше, чем минералокерамических резцов, что особенно важно при обработке поверхностей больших размеров. Этими резцами можно вы­полнять получистовую обработку с глубиной резания 0,6—0,8 мм и чистовую обработку с глубиной резания 0,1—0,2 мм. Указанные ре­зцы применяют и при чистовой обработке стальных заготовок с твердостью HRC ≥ 50 ÷ 55.

При назначении режимов обработки на станках с ЧПУ руководствуются общепри­нятыми положениями для станков с ручным управлением. Однако в этом случае экономи­чески целесообразно увеличивать норматив­ную скорость резания в результате снижения периода стойкости режущего инструмента. Этому способствуют повышенная жесткость технологической системы, наличие устройств для охлаждения   инструмента, дробления и удаления стружки, организация настройки инструмента вне станка и др. По окончании проектирования составляют подробный пере­чень всех приемов в порядке их выполнения с указанием необходимой по каждому приему логической и размерной информации (напра­вления перемещений, их величины, вид кор­рекции, частота вращения планшайбы, рабо­чие и установочные скорости перемещения суппорта и т. д.). Указанная информация ко­дируется и заносится на программоноситель.

На операционном эскизе обработки детали (рис. 52) в закодированном виде приведено содержание операции. Указаны координаты Х₀, Z₀ исходного положения первою резца, установленного в первой позиции револьвер­ной головки, и координаты W_x, W_z вылетов остальных резцов. Показаны траектории пере­мещения каждого резца, участвующего в рабо­те. При этом траектории перемещения инстру­мента показаны непосредственно вдоль обра­батываемого контура (резец 1, траектория 0—15), а также рядом с ним (резец 2 — траек­тория 15—27; резец 3 — траектория 27—40).

Для наглядного представления о последо­вательности выполнения переходов на опера­ционном эскизе дана сквозная нумерация координат опорных точек по всем резцам; в табл. 6 приведены условия выполнения опе­рации.

Приводимая программа соответствует эскизу обработки, показанному на рис. 52.

ПРОГРАММА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ НА СТАНКЕ 1512ФЗ.

N00T01М06 - повернуть резцедержку в поз. 1.

N002G24X - 050000

N003G24Z - 048000 - ускоренный подвод в поз. обработки (траект. 0-1-2)

N004S + 000630М39 - включить вращение планшайбы (50 об/мин)

N005G24X-000000L20

N006G24Z-000000L21 - ввести коррекцию положения инструмента: по х-кор. 20, по Z - кор. 21

N007G95G41Z - 104000L01R + 000300 - обточить Ø850 (ход по Z = 104 мм) с выходом на эквидистантный профиль — подача — 0,3 мм/об, коррекция радиуса резца — кор. 01 (траект. 2—3)

N008G24X + 002000 - отвести ускоренно по X = 2 мм (траект. 3-4)

N009G41G94Z + 290000L02F3230 - установочное перемещение по Z = 290 мм с выходом на эквидистантный контур, коррекция радиуса — кор. 02 (траект 4—5)

N010G94X — 204000L01 — установочное перемещение по Х = 204 мм, коррекция радиуса - кор. 01 (траект. 5-6)

N011G41Z — 008000L01 - установочное перемещение по Z = 8 мм. С выходом на эквидистантный профиль, коррекция радиуса — кор. 01 (траект. 6—7)

N012G01G95X + 057961R + 000300 - подрезка торца (перемещение по X = 57,961 мм, подача - 0,3 мм/об) (траект. 7-8)

N013G43K + 050000Х + 048507Z - 0121127L01 - обточка R = 50 мм (траект. 8-9)

N014G01X + 027957Z - 111827 - обточка конуса (траект. 9-10)

N015G46I + 038800К + 009700Z - 000000L01 - обточка R = 30 мм (траект. 10-11)

N016G01G09X + 018775L22R + 000030 - подрезка торца (перемещение по X = 18,775 мм, подача - 0,3 мм/об) (траект. 11-12)

N017G47X+010000Z-010000L01 -движение по сопряженной дуге

N018G01X + 010000Z - 010000 - обточка фаски (траект. 12-13)

N019G60 — возврат суппорта в исходное положение (траект. 13 — 14)

N020G61 —возврат ползуна в исходное положение (траект. 14—15)

N021T03M06 — повернуть резцедержку в поз. 3

N022G24Z+227000  

N023G24X-527000 - подвести на ускоренном ходу (траект. 15-16-17)

N024S + 000800 - переключить частоту вращения планшайбы на 800 об/мин

N025G24Z —102000 — подвести ускоренно в поз. обработки (траект. 17 — 18)

N026G24X—000000L24

N027G24Z—000000L25 - ввести коррекцию положения резца: по X - кор. 24, по Z - кор. 25

N028G01G95X + 037000R +000300- подрезать торец в размер 100 + 0,06 мм с подачей 0,3 мм/об (траект. 18-19)

N029G01G94X - 002000Z + 002000F3230 - отвести резец по X = 2 мм, по Z = 2 мм с подачей 3000 мм/мин (траект. 19-20)

N030G24Z + 038000L25 - подвести ускоренно в Т. 21, ввести коррекцию - кор. 25. (траект. 20-21)

N031G01G95X+022000R + 000300 - подрезать торец в размер 40-0,05 мм с подачей 0,3 мм/об (траект. 21-22)

N032G01G94X - 002000Z + 002000F3230 - отвести резец по X = 2 мм, по Z = 2 мм с подачей 3000 мм/мин (траект. 22-23)

N033S+000630 — переключить частоту вращения планшайбы на 630 об/мин.

N034G24Z+038000L27 — подвести ускоренно в т. 24, ввести коррекцию — кор. 27 (траект. 23 — 24)

N035G01G95X+022000R+003000 - подрезать торец в размер 40-0,05 мм с подачей 0,3 мм/об, (траект. 24—25)

N036G01G94X - 002000Z + 002000F3230 - отвести инструмент с подачей 3000 мм/мин.  По X = 2 мм, по Z = 2 мм (траект. 25 — 26)

N037G24Z+030000- отвести инструмент ускоренно в т. 27 (траект, 26-27)

N038T05M06 — повернуть резцедержку в поз. 5

N039G24Z - 010000L29

N040G24X + 002000L26 - подвести инструмент ускоренно по Z = 10 мм, по X = 2 мм, ввести коррекцию: по X - кор. 26, по Z - кор. 29 (траект. 27-28-29)

N041G01G95Z-022000R + 000300- обточить пов-ть Ø450h8 с подачей 0,3 мм/об (траект. 29-30)

N042G01G94X-002000Z + 002000F3230 -отвести инструмент с подачей 3000 мм/мин (траект. 30-31)

N043S+ 000800 — переключить частоту вращения планшайбы на 800 об/мин.

N044G24X—018000L28 - подвести инструмент (траект. 31 - 32), ввести коррекцию по X — кор. 28.

N045G01G95Z - 042000R + 000300 - обточить поверхность Ø410h8 с подачей 0,3 мм/об (траект. 32-33)

N046G01G94X - 002000Z + 002000F3230 - отвести резец по X = 2 мм, по Z = 2 мм с подачей 3000 об/мин (траект. 33-34)

N047C24X—018000L30 - подвести резец (траект. 34—35), ввести коррекцию по Х-кор. 30

N048G01G95Z - 042000R + 000300 - обточить поверхность Ø370h8 с подачей 0,3 мм/об (траект. 35-37)

N049G01G94X - 005000Z + 005000F3230 - отвести инструмент по X = 5 мм, по Z = 5 мм с пода­чей 3000 мм/мин (траект. 36 — 37)

N050G24Z + 100000 - отвести инструмент ускоренно по Z = 100 мм (траект. 37-38)

N051G60 — вернуть суппорт в исходное положение (траект. 38 — 39)

N052G61 —вернуть ползун в исходное положение (траект. 39—40)

N053M05 — остановить вращение планшайбы

N054M02 — конец программы