Последовательность выполнения переходов обработки деталей

Порядок выполнения переходов обработки при изготовлении деталей на сверлильно-фрезерно-расточных станках с ЧПУ типа ОЦ и на станках с ручным управлением принципиально одинаков; характерны лишь большая концен­трация переходов обработки на одном станке с ЧПУ и стремление полностью обработать деталь за один уставов (это возможно, если обработка детали не прерывается термической обработкой).

Перед разработкой сверлильно-фрезерно-расточной операции ЧПУ анализируют техно­логичность детали и обосновывают выбор ме­тода получения заготовки. Заготовка, предназ­наченная для обработки на станках с ЧПУ, должна иметь допуски и припуски не менее чем на 20—40% меньше, чем для обработки на станках с ручным управлением.

Проектируемый процесс (операция) обра­ботки должен обеспечить выполнение всех тех­нических требований, предъявляемых к дета­ли, при минимальной себестоимости обработ­ки и максимально возможной производитель­ности. Производительность обработки дета­лей на станках с ЧПУ зависит от технологиче­ских возможностей станка (которые в значи­тельной степени определяются технологиче­скими возможностями устройств ЧПУ), воз­можностей режущего инструмента, правильно­го выбора модели станка и условий обработки детали на нем, правильного назначения после­довательности выполнения технологических переходов и т. д.

Технологические разработки, связанные с выбором методов обработки и последова­тельностью выполнения переходов обработки детали, базируются на принципах обеспечения: максимально возможной и целесообразной концентрации переходов обработки в одной операции; работы с оптимальными припуска­ми и минимальными напусками, что позво­ляет сократить номенклатуру режущего ин­струмента, повысить точность и производи­тельность обработки, уменьшить трудности, возникающие при удалении стружки; мини­мального вспомогательного времени с учетом характеристик станков по затратам времени на позиционирование, вспомогательные ходы, смену инструмента, поворот стола и т. д. [этим определяется целесообразность обработ­ки группы плоскостей или одинаковых отвер­стий со сменой инструмента при обработке одного отверстия (одной плоскости) или группы отверстий (плоскостей)]; максимально­го учета возможностей станков и ограничений по точностным параметрам станков, длине консольного инструмента (обработка отвер­стий длиной не более шести диаметров), диа­метру фрез и т. д.; обработки корпусных деталей коробчатой формы в последовательности: предварительная обработка плоскостей, черно­вая обработка отверстий, термическая обра­ботка (старение), получистовая обработка баз (плоскостей) и других неосновных поверхно­стей, чистовая обработка баз и основных от­верстий, обработка крепежных отверстий; у деталей типа плит сначала обрабатывают плоскости, далее - уступы и крепежные отвер­стия.

Последовательность выполнения переходов обработки корпусных деталей на станках с ЧПУ сверлильно-фрезерно-расточной группы приведена в табл. 3.

Обработка корпусной детали, как правило, начинается с выполнения переходов фрезеро­вания. Сначала фрезеруют торцовой или кон­цевой фрезой наружные плоские поверхности детали, затем уступы, пазы, выступы. Фрезе­руют внутренние плоские поверхности, пазы и другие подобные им элементы детали, расположенные на некотором расстоянии от на­ружных плоских поверхностей детали. Откры­тые плоские поверхности, т. е. поверхности, вход (или выход) инструмента на которые не ограничен другим элементом детали, фрезе­руют торцовыми (широкие поверхности с В > 0,3D, где В — ширина паза, D — диаметр фрезы) или концевыми (узкие поверхности с В ≤ 0,3D, контуры) фрезами; при обработке полузакрытых плоских поверхностей, т. е. по­верхностей, вход (выход) инструмента на ко­торые ограничен другим элементом детали, сначала фрезеруют концевой фрезой боковую сторону этого ограничивающего элемента (уступа, прилива), а затем торцовой фрезой — оставшуюся часть поверхности. Несколько по­верхностей   можно обрабатывать набором фрез, закрепленных на консольной оправке (рис. 30).

Последовательность переходов фрезерова­ния плоских поверхностей пазов и других эле­ментов, расположенных на различных сторо­нах детали, зависит от точности их относи­тельного расположения и затрат времени на смену инструмента, поворот стола, перемеще­ние узлов станка.

Чистовую обработку плоских поверхностей и пазов, точность размеров и относительного расположения которых соизмерима с точ­ностными возможностями станка, целесо­образно осуществлять, максимально прибли­жая друг к другу чистовые переходы, стремясь уменьшить число изменений положения ин­струмента и детали, влияющих на точность обработки.

При выполнении сверлилъно-расточных переходов сначала осуществляют черновые переходы обработки основных отверстий и от­верстий большого диаметра (более 30 мм) в сплошном металле, затем аналогичные пере­ходы обработки отверстий, полученных в от­ливке или штампованной заготовке. Далее следует выполнить обработку торцовых по­верхностей, канавок, фасок и других элемен­тов, точность которых существенно ниже точ­ностных возможностей станка.

После осуществления указанных выше переходов должны быть выполнены переходы получистовой и чистовой обработки основных отверстий, а также торцов, канавок, точность размеров и относительного расположения ко­торых соизмерима с точностью станка. Обра­ботка канавок, расположенных несимметрично относительно точных поверхностей основных отверстий, выполняется после чистовой обра­ботки основных отверстий и позволяет избе­жать искажения формы основного отверстия.

Последовательность переходов обработки точных плоских поверхностей и отверстий должна устанавливаться с учетом уменьшения влияния на точность обработки таких факто­ров, как геометрические неточности станка и его наладки, инструмента и его наладки на размер, погрешностей базирования и закрепления заготовки, температурные и другие де­формации элементов технологической си­стемы, перераспределение напряжений и де­формаций заготовки в процессе ее обработки и т. д.

Температурные деформации возникают обычно при выполнении в одной операции черновых фрезерно-расточных переходов, свя­занных со снятием больших припусков, с чи­стовыми переходами обработки точных по­верхностей и основных отверстий. Поэтому перед чистовыми переходами рекомендуется удалить из внутренних полостей заготовки стружку, аккумулирующую основное количе­ство теплоты, выделяющейся при резании, и убедиться в том, что температура заготовки находится в допустимых пределах.

Корпусные детали с высокими требования­ми к точности обрабатывают в иной последова­тельности, чем рассмотренные выше. Вначале фрезеруют плоские поверхности, затем обра­батывают точные основные отверстия на всех сторонах детали, крепежные и другие неос­новные отверстия на всех сторонах. При такой обработке удается уменьшить влияние тем­пературных деформаций элементов технологи­ческой системы, и в первую очередь станка, на точность обработки.

На станках, оснащенных программно-упра­вляемым плансуппортом, можно уменьшить число необходимых инструментов в магазине станка, объединить несколько переходов рас­тачивания отверстий, обработки торцов и ка­навок, размеры которых близки друг к другу в пределах радиального перемещения расточ­ной оправки плансуппорта. В этом случае все переходы, которые выполняются одной рас­точной оправкой, установленной в плансуппорте, группируются в один переход и осу­ществляются последовательно с изменением по программе положения расточной оправки относительно оси вращения.

Заключительными переходами обработки корпусных деталей на многоинструментном станке являются, как правило, переходы обработки вспомогательных отверстий. «Обход» этих отверстий инструментами возможен по нескольким основным вариантам, отличаю­щимся последовательностью работы инстру­ментов и трудоемкостью обработки.

1. Обработка каждого отверстия осущест­вляется полностью по всем переходам, обес­печивающим требуемую точность; все пе­реходы выполняются при одном положении детали относительно шпинделя станка (в пло­скости, перпендикулярной к оси шпинделя). После выполнения всех переходов обработки одного отверстия, предусмотренных техноло­гической схемой,  деталь  перемещают  для обработки следующего отверстия. После за­вершения обработки всех отверстий, располо­женных с одной стороны детали, последнюю поворачивают для обработки отверстий, рас­положенных с другой стороны.

2. Одним инструментом последовательно обрабатывают одинаковые отверстия, распо­ложенные с одной стороны детали, после чего вступает в работу следующий инструмент. По­сле обработки всех отверстий, расположенных с одной стороны детали, ее поворачивают для аналогичной обработки отверстий, располо­женных с другой стороны.

3. Одним  инструментом   осуществляется первый переход обработки (например, центро­вание) одинаковых отверстий, расположенных с одной стороны детали. После завершения первого перехода обработки одинаковых от­верстий во всех плоскостях детали происходит смена инструмента, и цикл повторяется для второго (например, сверления) и последующе­го переходов. В этом случае каждым следующим инструментом, используемым для обра­ботки одинаковых отверстий, начинают обра­ботку с того отверстия, на котором закончили обработку предыдущим инструментом.

При небольшом числе переходов, необхо­димых для обработки одного отверстия, ког­да, например, обрабатываются крепежные от­верстия, а число одинаковых отверстий вели­ко, целесообразнее работать по второму ва­рианту.

При обработке основных отверстий слож­ной формы с высокой степенью точности, требующих большого числа переходов, целе­сообразнее работать по первому варианту.

Третий вариант, как правило, целесообра­зен при большом числе одинаковых отверстий в различных стенках детали, а также в тех слу­чаях, когда время, затрачиваемое на смену ин­струмента, существенно превышает время, связанное с поворотом стола.

Рекомендации по выбору переходов обра­ботки основных отверстий (рис. 31) приведены в табл. 4 и 5. Наиболее распространены отвер­стия типа А (80% от всего количества) и В (12%).

В качестве первого перехода обработки от­верстий, полученных в отливках, на станках с позиционной системой управления следует применять растачивание, а не зенкерование, поскольку при растачивании увод и смещение оси обрабатываемого отверстия значительно меньше.

На станках с контурной системой управле­ния в этом случае целесообразно применять фрезерование вместо растачивания так как концевая фреза менее чувствительна к нерав­номерности припуска на обработку. Фрезеро­вание отверстий вместо их предварительного растачивания двухрезцовым блоком более производительно при длине отверстия, не пре­вышающей длину режущей части фрезы, Чем больше припуск на первый переход обработки отверстия и чем неравномернее его располо­жение по длине окружности, тем эффективнее фрезерование по сравнению с растачиванием. Использование одной концевой фрезы вместо нескольких расточных инструментов позво­ляет уменьшить набор инструментов, необхо­димых для выполнения операции, сократить число смен инструмента и суммарное время, затрачиваемое на смену инструмента.

Основные отверстия и другие поверхности детали, точность размера и относительного расположения которых оговорена жесткими допусками, обрабатывают с последовательной заменой инструментов при минимальных изменениях относительного положения детали и инструмента, а также с использованием плансуппорта.

На станках, оснащенных программно-упра­вляемым плансуппортом, одной расточной оправкой можно обработать в отверстиях ка­навки (в пределах длины хода ползуна плансуппорта) При отсутствии плансуппорта на станках с контурной системой управления на­иболее производительным методом обработки канавок является фрезерование.

На станках с неодинаковой точностью по­ворота на различные углы технологические переходы, связанные с неточными поворотами стола, следует выполнять без изменения поло­жения поворотного стола последовательно всеми необходимыми инструментами. Это по­зволяет обеспечивать более высокую точность относительного расположения поверхностей детали.

При обработке сложных поверхностей вы­бор варианта обработки определяется видом поверхности, формой режущей части инстру­мента (табл. 6).

В гибких производственных системах на одном приспособлении могут быть закре­плены несколько деталей (комплект деталей), возможно даже разного вида (корпусные детали, плиты и т. д.). Обрабатывают этот ком­плект как одну с южную деталь. Поэтому кро­ме разработки последовательности выполне­ния переходов обработки каждой детали, входящей в комплект, необходимо разрабо­тать обобщенную последовательность обра­ботки комплекта с выполнением всех приве­денных выше требований по рациональной схеме обработки одной детали.