Программирование обработки на станках

План

1. Краткая характеристика объекта

2. Характеристика станка с ЧПУ

3. Программное обеспечение

4. Карты наладок инструментов для станков

5. Техника безопасности в автоматизированном производстве

6. Технологическая подготовка производства в автоматическом производстве. САПР

7. Автоматизация контроля, установка, крепление инструментов и приспособления

8. Автоматические транспортные устройства

Список литературы

1. Краткая характеристика объекта

Целью прохождения технологической практики было закрепление и расширение теоретических и практических знаний, полученных за период обучения, адаптация к рынку труда.

Практика была пройдена в ООО ПО «Югор», которое находится по адресу: Тюменская область, г. Тобольск, БСИ-1, квартал 3, дом 12, корпус 1.

Компания «Югор» - ведущее российское предприятие в сфере комплексного благоустройства территории.

В октябре 2009 года компания "Югор" переступило 21-летний рубеж производственной деятельности. Предприятие, основанное в 1988 году, начинало свою деятельность с производства светильников наружного освещения серии «Русь» и пускорегулирующей аппаратуры. Первый светильник был выпущен к 400-летию г. Тобольска и установлен в Тобольском кремле.

Сегодня выпуск продукции для комплексного благоустройства территорий является для предприятия основным направлением деятельности. Для этого предприятие имеет в своем «арсенале» достаточно оборудования и технологий: немецкое кузнечное оборудование, сварочные полуавтоматы, линию порошкового окрашивания, чугунно-литейный цех, линию по производству изделий из стеклопластика и т.д.

Благодаря использованию новых технологий и накопленному опыту «Югор» создает и поставляет свою продукцию во многие регионы России и в зарубежье. Изделия предприятия представлены в Московском и Нижегородском кремлях, Ярославском в Москве и Красноярском вокзалах, на территории правительства и областной Думы Тюменской области, исторической и современной частях города Тобольска.

Знаменательным событием в юбилейный для ПО «Югор» 2008 год стал официальный визит на предприятие президента России Дмитрия Медведева, который высоко оценил продукцию тобольских мастеров.

2. Характеристика станка с ЧПУ

Технологический модуль САМ5-850 ТМ1 предназначен для механической обработки отверстий плоскостей и криволинейных поверхностей в корпусных деталях.

Область применения - комплексная механическая обработка сложных корпусных деталей в условиях мелкосерийного производства и частого изменения конструкции изделий. Материал обрабатываемых деталей: жаропрочные, легированные стали, титановые, алюминиевые и магниевые сплавы.

Выполняемые операции: фрезерование плоское и контурное, сверление зенкерование, развертывание, растачивание, подрезка торцев, обработка канавок и фасонных отверстий методом контурного фрезерования, нарезка резьбы метчиками и резьбовыми фрезами. Вместо зенкерования предпочтительнее применять разфрезеровывание отверстий фрезами.

Таблица 1. Основные технические характеристики модуля

Характеристика	Размерность	Величина
1. Модель устройства ЧПУ		Вектор - 90
2. Наибольшие габариты обрабатываемых деталей (длина ґ ширина ґ высота).	мм	850ґ850ґ800
3. Габариты зоны, в которой размещается обрабатываемая деталь (длина ґ ширина ґ высота).	мм	1250ґ850ґ800
4. Пределы перемещений рабочих органов по координатам: - Х - У - Z - B	мм мм мм градусов	0 - 1100 0 - 1000 0 - 600 - 360°- +360°
5.Положительное направление относительного перемещения рабочих органов по координатам: - Х - У - Z - B	мм мм мм градусов	стол - влево шпиндельная бабка - вверх салазки - от шпинделя по часовой стрелке
6.Разрешающая способность системы управления по координатам: - Х, У, Z - B	мм сек.	0,001 3,6
7.Точность позиционирования по координатам: - Х, У, Z - B	мм сек.	0,01 10
8.Размеры рабочей поверхности стола (длина ґ ширина).	мм	1250 ґ 850
9.Размеры рабочей поверхности спутника (длина ґ ширина)	мм	800 ґ 800
10. Скорость ускоренных перемещений по координатам: - Х, У, Z - B	мм/мин гр/мин	10000 1000
11. Величины рабочих подач по координатам: - Х, У, Z - B	мм/мин гр/мин	0,1 .... 10000 1 .... 1000
12. Наибольшее усилия подач	кН	9 -10
13. Количество скоростей шпинделя	-	52
14. Частота вращения шпинделя	об/мин	8 - 3000
15. Мощность привода главного движения	кВт	17,5
16. Наибольший крутящий момент на шпинделе	НЧм	3280
17. Число инструментов в магазине	шт.	39
18. Габаритные размеры модуля: - длина - ширина - высота	мм. мм. мм. мм.	1000 5940 5000 4500
19. Величины рабочих подач по координатам: - Х, У, Z - B	мм/мин гр/мин	0,1 .... 10000 1 .... 1000
20. Масса модуля	кг	25500

Устройство ЧПУ ГПМ САМ5-850 ТМ1 реализует следующие технологические функции, учитываемых при обработке технологических процессов:

1.Одновременная обработка по трем линейным координатам (Х, У, Z) с поворотом стола вокруг стола вокруг вертикальной оси (В). Круговая интерполяция в трех координатных плоскостях. Возможна спиральная интерполяция для фрезерования резьб.

2. Скорость подачи в углах контура автоматически замедляется.

3. УЧПУ допускает корректировку УП во время обработки на ГПМ какой-либо другой детали.

4. Автоматическое возвращение в первоначальное положение исполнительных органов ГПМ после ручного отвода оператором при автоматическом цикле.

5. Ввод в УЧПУ коррекций на длину и радиус возможен на 999 инструментов.

6. Возможно программирование припуска на чистовые проходы.

7. Объем оперативной памяти УЧПУ - 60Кb.

8. Применение стандартных фиксированных циклов: сверление, цековка, сверление глубоких отверстий, нарезание резьб метчиком, развертывание, расточка, расточка с подрезкой торца.

9. Часть УП в обработке может повторяться 99 раз, причем в нем может повторяться другой цикл и т. д., всего 3 уровня.

10. Возможность использования электронного щупа (головки RENISHAW).

11. Возможность определения срока службы режущего инструмента с последующей проверкой износа.

12. Возможность параметрического программирования (с логически- математическими командами с использованием подпрограмм и переходов внутри программы при помощи "меток" и команд перехода).

13. Возможность использования 6 точек начала отсчета (плавающих нулей) и смещение начала отсчета в процессе программирования.

14. В УП возможен ввод текста для указания оператору ГПМ (на дисплей, кодом "MSG" и "*").

15. Возможно использование программирование в УП геометрических элементов на языке высокого уровня GTLV.

16. Возможность введения обратной цековки за счет применения угловой ориентации шпинделя.

17. Возможность применения при программирования зеркального отображения и поворота осей.

18. Возможность проверки целостности инструмента по длине.

Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для обработки плоских и пространственных поверхностей заготовок сложной формы. Конструкции сложных станков с ЧПУ аналогичны конструкциям традиционных фрезерных станков, отличие от последних заключается в автоматизации перемещений по УП при формообразовании.

Фрезерные станки в основном оснащают прямоугольными и контурными УЧПУ.

При прямоугольном управлении (условное обозначение в модели станка - Ф2) стол станка совершает движение в направлении, параллельном одной из координатных осей, что делает невозможной обработку сложных поверхностей. Станки с прямоугольным управлением применяют для фрезерования плоскостей, скосов, уступов, пазов, разновысоких бобышек и других аналогичных поверхностей.

При контурном управлении (условное обозначение в модели станка - Ф3 и Ф4) траектория перемещения стола более сложная. Станки с контурным управлением используют для фрезерования различных кулачков, штампов, пресс-форм и других аналогичных поверхностей. Число управляемых координат, как правило, равно трем, а в некоторых случаях - четырем и пяти. При контурном управлении движение формообразования производится не менее чем по двум координатным осям одновременно.

В отдельных случаях на фрезерных станках при обработке заготовок простой формы в условиях средне- и крупносерийного производства также применяют системы ЧПУ.

Во фрезерных станках с ЧПУ в качестве привода главного движения используют асинхронные электродвигатели (в этих случаях имеется коробка скоростей) или электродвигатели постоянного тока.

На небольших фрезерных станках с прямоугольным ЧПУ применяют один приводной электродвигатель постоянного тока и коробку передач с автоматически переключаемыми электромагнитными муфтами, а на тяжелых станках с контурным управлением каждое управляемое координатное перемещение осуществляется от автономного электропривода постоянного тока.

Приводы движения подач фрезерных станков с ЧПУ имеют короткие кинематические цепи, передающие движение от двигателя непосредственно исполнительному органу.

3. Программное обеспечение

Разрабатываем управляющую программу для обработки детали на многооперационном станке модели САМ5-850ТМ-1 с УЧПУ модели “VEKTOR-90”:

Деталь - кронштейн, материал АК-6. Заготовка - штамповка. Приспособление - специальное

Для установки и закрепления детали на станке необходимо:

1 - стол станка

2 - призма

3 - приспособление

4 - заготовка

5 - прижимная планка

6 - базирующий установочный палец

7 - шпиндель станка

Таблица 2. Управляющая программа

Инструментальный переход 1. Инструмент - фреза D=30 Lр=90 1Ф/3606 P6M5 Позиций стола: 12°
N1(MSG, KRONSTEJH ОР,3)	Сообщение оператору.
N2(MSC,PREZA D=30 L=90	Сообщение оператору.
H3F150S8OOT1.1M6M42	Подача - 150мм/мин, частота вращения шпинделя - 800об/мин, поиск инструмента - ячейка №1, корректор №1, вспомогательная команда - диапазон частот №2
N4(UA0,1)	Выбор абсолютного плавающего нуля
N5Z250M11	Перемещение по координате "Z", вспомогательная команда - включение шпинделя.
N6B12	Поворот стола в позицию 12°.
N7Х	453Y
N8Z	55М13
N9G1G41X-435	Линейная интерполяция, коррекция эквидистанты (инструмент слева), перемещение по координате "Х".
N10Y50	Перемещение по координате"Y".
N11X-375	Перемещение по координате "Х".
N12Y-50	Перемещение по координате "Y".
N13Х-437	Перемещение по координате"Х".
N14G0G40Y-70	Быстрое перемещение, отмена коррекции, перемещение по координате "У".
N15X-60Z-60	Перемещение по координатам "Х" и "Z".
N16GIG41Х-40Y-55	Линейная интерполяция, коррекция эквидистанты (инструмент слева), перемещение по координатам "Х" и "У".
N17Y50	Перемещение по координате"Y".
N18X15Z-45	Перемещение по координатам "Х" и "Z".
N19G40Y62Z-67	Отмена коррекции, перемещение по координатам "Y" и "Z".
N20G41Х0	Коррекция эквидистанты (инструмент слева), перемещение по координате "Х".
N21Y-82	Перемещение по координате"Y".
N22G40X18	Отмена коррекции, перемещение по координатам "Х".
N23GOZ200	Быстрый отвод по координате "Z".
Инструментальный переход 2, Инструмент - сверло D=32 ГОСТ10903-77 Р6М5. Позиция стола: 102.
N24(MSG,CBEPLO D=32)	Сообщение оператору.
N25F250S800T2.2M6M42	Подача - 250мм/мин, частота вращения шпинделя - 800 об/мин, поиск инструмента - ячейка №2, корректор №2, вспомогательная команда - смена инструмента, вспомогательная команда - диапазон частот №2.
N26(UAO,2)	Выбор абсолютного плавающего нуля.
N27Z250M11	Перемещение по координате "Z", вспомогательная команда - разжим стола.
N28B102	Поворот стола в позицию12°.
N29M12	Вспомогательная команда - зажим стола.
N30G81X0Y0Z-54R3R200M13	Автоматический цикл "Сверление" - выход в координаты "Х", "У" быстрый подвод по "Z" в координату "R3", рабочая подача "Z-54", быстрый отвод по "Z" в координату "R200", вспомогательная команда - включение шпинделя и охлаждения.
N31G80M11.	Отмена автоматического цикла, разжим стола
N32B-78	Поворот стола в позицию -78°.
N33(UA0,3)	Выбор абсолютного плавающего нуля.
N34G81Х0Y0Z	74R3R200M12.
N35G80.	Отмена автоматического цикла, разжим стола
Инструментальный переход 3. Инструмент - Фреза D=30 Lp=90 1Ф/3606 Р6М5 Позиция стола: 78°
N36(MSG, FPEZA D=30 L=90).	Сообщение оператору
N37F150S800T1.1M6M42	Подача - 150мм/мин, частота вращения шпинделя -800об/мин, поиск инструмента - ячейка №1, корректор №1, вспомогательная команда - диапазон частот № 2.
N38(UAO,3)	Выбор абсолютного плавающего нуля.
N39Z250M11	Перемещение по координате "Z", вспомогательная команда - разжим стола.
N40В-76	Поворот стола в позицию -78°.
N41Х-30Y70M12	Перемещение по координатам "X" и "Y", вспомогательная команда - зажим стола.
N42Z-70M13.	Перемещение по координате "Z", вспомогательная команда - включение шпинделя
N43G1G4lУ50	Линейная интерполяция, коррекция эквидистанты (инструмент слева) перемещение по координате "У".
N44ХО	Перемещение по координате "Х".
N45G2Y-50I0JO	Круговая интерполяция перемещение по дуге окружности с центром в точке Х=0, У=0 в координату "XO", "Y-50".
N46G1Х-30	Линейная интерполяция, перемещение по координате "Х". N47G40Y-67 Отмена коррекции, перемещение по координате "У".
N48G0Z5	Быстрый отвод по координате "Z".
N49Х0Y0	Перемещение по координатам "Х", "У".
N50Z-70	Перемещение по координате "Z".
N51G1G41Y24,7	Линейная интерполяция, коррекция эквидистанты (инструмент слева), перемещение по координате "У".
N52G3I0J0	Круговая интерполяция перемещение по окружности с центром в точке Х=0, У=0 (полная окружность).
N53I0J0	Повторить предыдущий кадр (чистовой проход).
N54G1G40Y8	Линейная интерполяция, отмена коррекции, перемещение по координате "Y".
N55G0Z250M11	Быстрый отвод по координате "Z", вспомогательная команда - разжим стола.
Позиция стола: 102°
N56В102	Поворот стола в позицию 102°.
N57(UAU,2)	Выбор абсолютного плавающего нуля.
N58Х30Y-70M12	Перемещение по координатам "X", "Y" и вспомогательная команда - зажим стола.
N59Z-50	Перемещение по координате "Z".
N60G1G41Y-50	Линейная интерполяция, коррекция эквидистанты (инструмент слева) перемещение по координате "Y".
N61Х0	Перемещение по координате "Х".
N62G2Y50I0J0	Круговая интерполяция перемещение по дуге окружности с центром в точке Х=0, Y=0 в координату "ХО", "У-50".
N63G1Х30	Линейная интерполяция, перемещение по координате "Х".
N64G40Y67	Отмена коррекции, перемещение по координате "У".
N65G025	Быстрый отвод по координате "Z".
N66X0Y0	Перемещение по координатам "Х", "У".
N67Z-50	Перемещение по координате "Z".
N68G1G41Y24,7	Линейная интерполяция, коррекция эквидистанты (инструмент слева), перемещение по координате "У".
N69G3I0J0	Круговая интерполяция перемещение по окружности с центром в точке X=0,Y=0 (полная окружность).
N70I0J0	Повторить предыдущий кадр (чистовой проход).
N71G1G40Y8	Линейная интерполяция отмена коррекции, перемещение по координате "Y".
N72G0Z250	Быстрый отвод по координате "Z".
Инструментальный переход № 4. Инструмент - микробор D=60Н7 Позиция стола: 102°
N73(MSG,РEZEC D=50H7)	Сообщение оператору.
N74F80S1200T3.3M6M43	Подача - 60мм/мин, частота вращения шпинделя 1200об/мин, поиск инструмента ячейка №З, корректор №3, вспомогательная команда - смена инструмента, вспомогательная команда - диапазон частот № 3.
H75(UA0,2)	Выбор абсолютного плавающёго нуля.
N76Z50М11	Перемещение по координате "Z" вспомогательная команда - разжим стола.
N77В102	Поворот стола в позицию 102°.
N78M12	Вспомогательная команда - зажим стола.
N79G86X0Y0Z-43R5R250M13.	Автоматический цикл "Расточка" - выход в координаты "Х", "У", быстрый подвод по "Z" в координату "R5" рабочая подача до "Z-43", быстрый отвод "Z" в координату "R250", вспомогательная команда- включение шпинделя
N80G80M1l.	Отмена автоматического цикла разжим стола
Позиция стола: -78°
N81B-78	Поворот стола в позицию -78°.
N82(UAO,3)	Выбор абсолютного плавающего нуля.
N83M12	Вспомогательная команда - зажим стола.
N84G86X0Z-63R5R250	Автоматический цикл "Расточка" - выход в координаты "Х" и "Y", быстрый подвод по "Z" в координату "R5", рабочая подача до "Z-6З", быстрый отвод "Z" в координату "R250".
N85G80M11	Отмена автоматического цикла, разжим стола.
N86ВО	Поворот стола в позицию 0°.
N87M30.	Вспомогательная команда - конец программы

4. Карты наладок инструментов для станков

Разрабатываем маршрут обработки детали на многооперационном станке САМ5-850 ТМ1 с ЧПУ модели "VECTOR-90":

Деталь "кронштейн", материал - алюминиевый сплав АК-6. Заготовка - штамповка. Приспособление - специальное.

Таблица 3. Маршрутная карта

№ пере-хода	Содержание перехода	NN инстр	Наименование инструмента	S мм/об	n об/мин	V м/мин	t мм.
1	Фрезеровать торцы ушей (поверхности 1, 2, 3, 4, 5, 6)	Т1	Фреза концевая Ж30 Lp=90 1ф/3606 Р6М5	0,18 150	800	75	10
2	Сверлить 2 отв. Ж32 (поверхности 7, 8)	Т2	Сверло Ж32 ГОСТ 10903-77 Р6М5	0,31 250	800	80	16
3	Фрезеровать R50 и расфрезеровать 2 отв. до Ж49,4+0,4 (поверхности 9,10, 7, 8)	Т1	Фреза концевая Ж30, Lp=90 1ф/3606 Р6М5	0,18 150	800	75	6
4	Расточить 2 отв. Ж50Н8 (поверхности 7, 8)	Т3		0,07 80	1200	188	0,3

Характеристики инструментальных переходов

Инструментальный переход №1

Фрезерование поверхностей 1, 2, 3, 4, 5, 6 фрезой Ж30 с длиной режущей части Lp=90, материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5. Обработка производится в позиции стола В12 (стол развернут на 12°).

Траектория движения инструмента: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, При подходе фрезы к детали (от точки 1 до точки 2 и от точки 8 до точки 9) вводится коррекция на диаметр фрезы.

№ точек	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Х		-453	-435	-435	-375	-375	-437	-437	-60	-40	-40	15	15
У		-55	-55	50	50	-50	-50	-70	-60	-55	50	50	82
Z		-55	-55	-55	-55	-55	-55	-55	-55	-55	-55	-45	-45
В	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12
Подача мм/мин	ус	уск	150	150	150	150	150	уск	уск	150	150	150	150

Примечание. В точках, где вместо координаты стоит прочерк, инструмент может в любой координате.

Инструментальный переход №2

Сверлить 2 отверстия Ж32. Инструмент - сверло Ж32 ГОСТ 10903-77. Материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5. Обработка производится в позициях стола В102 и В-78. Траектория движения инструмента: 0, 1, 1', 2, 3.

Таблица координат опорных точек для второго перехода

№ точек	0	1	1'	2	3	0	1	1'	2	3
Х		0	0	0	0		0	0	0	0
У		0	0	0	0		0	0	0	0
Z			3	-54	200			3	-74	200
В	102	102	102	102	102	-78	-78	-78	-78	-78
подача мм/мин	уск	уск	уск	250	уск	уск	уск	уск	250	уск

Инструментальный переход № 3

Фрезеровать R50 и расфрезеровать отверстие до Ж49,4^+0,4 с двух сторон.

Инструмент - фреза концевая Ж30 с длиной режущей части Lp=90. Материал режущей части - Р6М5. Обработка производится в позициях стола В-78 и В102.

Траектория движения инструмента:

в позиции стола В-78 0-1'-1-2-3-4-5-6-6'-7'-7-8-8-8-7-7''

в позиции стола В102 0-1'-1-2-3-4-5-6-6'-7'-7-8-8-8-7-7''

Таблица координат опорных точек для третьего перехода

№ точек	0	1'	1	2	3	4	5	6	6'	7'	7	8
Х		-30	-30	-30	0	0	-30	-30	-30	0	0	0
У		70	70	50	50	50	-50	-67	-67	0	0	24,7
Z			-70	-70	-70	-70	-70	-70	5	5	-70	-70
В		-78	-78	-78	-78	-78	-78	-78	-78	-78	-78	-78
подача мм/мин	уск	уск	уск	150	150	150	150	150	уск	уск	уск	150

Примечание: при расфрезеровке отверстия фреза движется по окружности из точки 8 и приходит в эту же точку 8, затем делается второй проход для устранения погрешности формы отверстия (конусность из-за отжима фрезы).

Инструментальный переход № 4

Расточить 2 отверстия Ж50Н8. Инструмент - головка расточная с микрорегулировкой вылета резца. Резец расточной с пластиной твёрдого сплава ВК8. Обработка производится в позициях стола В102 и В-78.

Траектория движения инструмента:

в позиции стола В102 0, 1', 1, 2, 3

в позиции стола В-78 0, 1', 1, 2, 3

Таблица опорных точек для четвертого перехода.

№ точек	0	1'	1	2	3	0	1'	1	2	3
Х		0	0	0	0		0	0	0	0
У		0	0	0	0		0	0	0	0
Z			5	-43	250			5	-63	250
В	102	102	102	102	102	102	102	102	102	102
подача мм/мин	уск	уск	уск	80	уск	уск	уск	уск	80	уск

5. Техника безопасности в автоматизированном производстве

Для обеспечения безопасности труда необходимо соблюдать правила, характерные для конкретных видов работ. Перед началом работы оператор должен:

· проверить работоспособность станка, а для этого с помощью тест-программы проконтролировать работу устройства ЧПУ и самого станка, убедиться в подаче смазки, в наличии масла в гидросистеме, проверить работу ограничивающих упоров;

· проверить надежность закрепления приспособлений и инструментов, соответствие заготовки требованиям технологического процесса, отклонение от точности настройки нуля станка (не должно превышать норму); отклонение по каждой из координат, а также биение инструмента в шпинделе станка;

· перед началом работы по программе включить автомат «Сеть», установить заготовку и закрепить ее, ввести в УЧПУ управляющую программу, заправить магнитную ленту или перфоленту в считывающее устройство, нажать кнопку «Пуск» и обработать первую заготовку по программе. Проверить качество обработки первой заготовки на соответствие чертежу.

Не допускается устанавливать и обрабатывать на станке заготовки, масса которых превышает допустимую массу, указанную в паспорте станка.

Габаритные размеры и планировка помещений должны обеспечивать свободный доступ ко всем узлам и устройствам станков с ЧПУ во время их работы.

Одним из непременных условий, обеспечивающих безопасность труда оператора станков с ЧПУ, является освещенность помещения (200 лк при люминесцентных лампах и 150 лк при лампах накаливания). Уровень освещенности для станков с ЧПУ классов точности В и А должен быть еще выше.

6. Технологическая подготовка производства в автоматическом производстве. САПР

Сложность и трудоемкость технологической подготовки производства (ТПП) в условиях мелкосерийного производства, особенно на многооперационных станках с ЧПУ, не позволяет формализовать и автоматически проектировать технологический процесс. Однако, если рассматривать корпусную деталь как совокупность конструктивно-технологических элементов (КТЭ) детали, то процесс формализации операционной технологии значительно облегчается. Этот принцип «типизации технологии обработки КТЭ детали» позволяет построить автоматизированную систему ТПП (АСТПП) корпусных деталей.

С помощью АСТПП быстрее и правильнее решаются задачи: выбор режущего инструмента; последовательность переходов и проходов; выбор траектории движения инструмента и заготовки; назначение режимов резания в рабочих проходах на всем пути движения; выбор периодов стойкости инструмента многоинструментных наладок последовательного действия и т.п.

Создание АСТПП для обработки общемашиностроительных корпусных деталей на базе метода проверенных технологических решений для обработки отдельных КТЭ детали с последующим синтезом маршрутно-операционной технологии обработки детали в целом включает в себя следующие этапы:

· разработка формализованной модели представления структуры технологической операции обработки детали с разбиением ее на переходы обработки отдельных КТЭ;

· исследование формализованной модели структуры операции для выявления ее типовых иерархических структурных составляющих элементов (технологических циклов), реализация которых может быть осуществлена на базе типовых вариантов технологических решений;

· определение первичных и производных структурных составляющих операции;

· унификация параметров технологической информации и вариантов типовых технологических решений;

· разработка конструктивно-технологической классификации элементов корпусных деталей и языка кодирования типовых структурных составляющих технологической операции (технологических циклов);

· определение номенклатуры и алгоритмов первичных и производных структурных составляющих технологической операции (технологических циклов) обработки КТЭ детали;

· программно-математическая реализация АСТПП, включающая в себя разработку технологического процессора, обеспечивающего автоматическое проектирование первичных и производных структурных составляющих операции, разработку информационной базы данных, входных и выходных форм информации.

Структура технологической операции может быть разделена на следующие основные структурные составляющие:

простой технологический цикл (ПТЦ) - структурная составляющая технологической операции на уровне типового технологического перехода для обработки одного конструктивного элемента детали с заданными технологическими требованиями одним инструментом с помощью определенных технологических приемов-подциклов;

групповой технологических цикл (ГГЦ) - структурная составляющая технологической операции на уровне многократно используемого одноинструментного перехода ПТЦ для групповой обработки определенного числа одинаковых конструктивных элементов детали;

комбинированный технологический цикл (КТЦ) - структурная составляющая технологической операции на уровне последовательности (цепочки) нескольких разнотипных одноинструментных переходов ПТЦ, используемых для комплексной обработки одного конструктивного элемента детали;

сложный технологический цикл (СТЦ) - структурная составляющая технологической операции на уровне многократно используемой последовательности (цепочки) разнотипных одноинструментных переходов ПТЦ, используемых для комплексной групповой обработки определенного количества одинаковых конструктивных элементов детали.

САПР ЧПУ "ТИГРАС" (Технологическая Интерактивная ГРАфическая Система) предназначен для автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ (NC и CNC), в т.ч. для объёмной обработки 3D. Система CAM "Тиграс" поставляется или как самостоятельный программный продукт, или в составе АРМ, т.е. с персональным компьютером, периферийными устройствами и, при необходимости, с устройствами передачи УП на станки с ЧПУ.

Будучи недорогим, простым и гибким оперативным инструментом технолога для любого оборудования с ЧПУ, CAM-система "Тиграс" два десятка лет эффективно используется на сотнях предприятий разных отраслей и условий производства.

При использовании CAM-системы "Тиграс" исключается необходимость в каких-либо корректировках при переносе УП на станок, сколь ни будут сложны и изысканны требования к формату кадров и структуре УП, предъявляемые как станочной системой, так и пользователем.

В настоящее время поставляется САПР ЧПУ "Тиграс" версии 4.0, работающая в среде любого Windows.

САПР ЧПУ "Тиграс" имеет модульное строение и рассчитывает программы для станков любых компоновок с неограниченным числом координат. Виды обработки распределены между четырьмя модулями: 1. Фрезерный - для обрабатывающих центров, фрезерных, в т.ч. для объёмной обработки 3D, сверлильных, контурно-шлифовальных станков, а также для гравировальных работ. 2. Токарный - для токарных станков и токарно-фрезерных обрабатывающих центров. 3. Электроэрозионный - для проволочных, лазерных, газорезательных станков. 4. Штамповочный - для координатно-штамповочных (дыропробивных) станков

7. Автоматизация контроля, установка, крепление инструментов и приспособления

Для станков с ЧПУ разработаны и применяются новые виды контроля их начальной точности. При работе станка с ЧПУ вхолостую определяется комплексный показатель начальной точности -- погрешности позиционирования.

Комплексная проверка станка с ЧПУ в работе проводится путем обработки заданной детали (или нескольких различных деталей) на определенных режимах резания с регламентацией поручаемых размеров. Применяют также контроль точности станков с ЧПУ ощупыванием специального эталона по заданной программе и фиксации получаемых отклонений. Контроль надежности работы станка и устройства ЧПУ проводится при их непрерывной работе вхолостую по определенной тест-программе в течение заданного времени.

На автоматизированных участках из станков с ЧПУ механизируются операции контроля деталей, складирования заготовок и деталей сборных приспособлений, операции сбора стружки, очистки от стружки приспособлений и обрабатываемых деталей и др. внедрение станков с числовым программным управлением является одним из основных средств повышения производительности труда на предприятиях с мелкосерийным характером производства.

Станки с ЧПУ немыслимы без специальных концевых фрез. Концевые фрезы классифицируются следующим образом:

· пазовые фрезы

· фрезы для форматной обработки /черновые и чистовые/

· строгальные /обработка фальца в том числе/

· фрезы для обработки кромок

· профильные фрезы

· фрезы для объёмной обработки изделий

· фрезы для обработки глубоких пазов

· специальные фрезы

Рассмотрим, каким требованиям должна удовлетворять система крепления резцов инструмента высокого качества.

· Система крепления резца в корпусе фрезы должна обеспечить:

· Безопасность инструмента

· Пространство для удаления стружки

· Точное позиционирование резца (базирование)

· Простоту обслуживания

Хорошая система крепления ножей устроена таким образом, что для закрепления ножа не требуется больших усилий. В приведённом примере видно, что нож закрепляется прижимной лапкой, которая поворачивается затяжным винтом относительно опорной поверхности. На ноже имеется риска, а на зажимной лапке - выступ. При затяжке зажимного винта выступ совмещается с риской и таким образом нож гарантированно предохранён от произвольного вылета из корпуса в процессе работы. Кроме того, система крепления устроена таким образом, что в процессе работы за счёт центростремительных сил происходит самозатягивание ножей. На станках с ЧПУ требования безопасности особенно актуальны, поскольку рабочий постоянно находится в опасной зоне и практически не защищён от возможной аварии. Защитить рабочего в такой ситуации может только хороший инструмент. Кроме того, описанная выше риска выполняет функцию позиционирования резца в радиальном направлении - резцы устанавливаются в корпусе на одной окружности, то есть оказываются равноудалёнными от центра. Это обстоятельство обусловливает не только хорошие кинематические параметры инструмента, но и обеспечивает отсутствие у инструмента возникновения радиального биения или возникновения возможного перекоса резцов в процессе работы. Кроме того, профильный резец должен быть забазирован в осевом направлении. Это условие выполняется с помощью классного штифта и ответного классного отверстия.

Классное отверстие - это отверстие, выполненное по определённому квалитету точности. Если речь идёт действительно о инструменте, а не о железной болванке, то все классные размеры должны быть выполнены по пятому квалитету точности. Понятно, что установить штифт с микронной точностью в корпус фрезы - весьма непростая задача - и под силу только самым современным инструментальным производствам.

Концевая фреза для станка с ЧПУ должна быть выполнена из облегчённого материала на основе алюминия. Шпиндель такого станка да и сам станок не рассчитаны на большие массы. Для фрез, выполненных из металла на основе алюминия, особенно актуальна правильная система крепления ножей. Система крепления должна быть разработана таким образом, чтобы крепёжные винты не вкручивались в сам корпус фрезы. В приведённом примере крепёжный винт вкручивается в зажимную лапку, и в случае выхода из строя резьбы зажимную лапку можно заменить. Резец должен закрепляться таким образом, чтобы в корпусе фрезы не возникало внутренних напряжений. Классическая система крепления ножей не отвечает этим условиям. Зажимной винт вкручивается в тело инструмента, а зажимной клин фиксирует резец за счёт сил трения, возникающих в результате того, что клин распирает корпус. В результате этого в корпусе фрезы возникают большие внутренние напряжения. Поскольку корпус инструмента выполнен из сплава на основе алюминия, то при «классической» системе крепления резцов снижаются как эксплутационные, так и динамические характеристики инструмента.

Одной из важных концепций всех современных инструментов является так называемая «Концепция свободного пространства для выхода стружки».

Требования, предъявляемые к стружечным канавкам современных инструментов следующие:

· Стружечные канавки должны быть большими

· Стружечная канавка должна иметь плавную форму

· В стружечной канавке не должны располагаться крепёжные элементы

В приведённом примере мы видим большую стружечную канавку. Прижимная лапка плавно сочетается с корпусом. Крепёжные винты расположены сзади прижимной лапки! Эта особенность расположения крепёжных винтов также предохраняет систему крепления резцов от засорения продуктами отходов обработки. Своевременное удаление продуктов обработки приводит к тому, что зона резания всегда свободна, а это в свою очередь позволяет добиться высокого качества обработки изделия.

Кроме выше перечисленных требований хороший инструмент предусматривает наличие так называемых предохранительных гребешков. Гребешок /отбойник/ по своей форме в точности копирует опору твёрдосплавного резца и при попадании на «пути» резца «инородных тел» предохраняет резец от скола.

Для фрез со сменными твёрдосплавными ножами важно как изготовлена опорная поверхность твёрдосплавного ножа. Твёрдый сплав обладает высокой твёрдостью, но в то же время это достаточно хрупкий материал. Поэтому опорная поверхность должна точно повторять профиль ножа, обеспечивая плотное прилегание ножа по всему контуру к корпусу фрезы. Прижимная лапка также по своей форме повторяет контуры резца.

Из всего вышесказанного понятно, что современный инструмент - это изделие, которое может производить только специализированный инструментальный завод, располагающий самыми современными технологиями и средствами измерения.

8. Автоматические транспортные устройства

Транспортные механизмы автоматических линий делят на механизмы жесткой, гибкой и смешанной связи. К механизмам жесткой связи относятся конвейеры, поворотные столы и т. д. Конвейеры являются основным механизмом транспортных устройств. Для перемещения корпусных деталей наиболее распространены пластинчатые конвейеры, перемещающие одновременно все заготовки участка автоматических линий на очередную позицию. Шаг конвейера кратен расстоянию между позициями. Работа пластинчатого конвейера: штанга движется возвратно-поступательно. При движении штанги вперед пластины упираются в обрабатываемые детали и проталкивают их вперед на один шаг. При движении штанги назад зафиксированные на позициях детали утопляют собачки, затем под действием пружин собачки поднимаются, цикл повторяется. Работа толкающего конвейера: шток гидро- или пневмоцилиндра давит на заготовку, при этом в результате взаимного давления перемещаются все заготовки на конвейере. Для непрерывного транспортирования заготовок при движении цепи используют цепной конвейер.

Приспособления-спутники применяют, если заготовка имеет сложную форму и должна обрабатываться со многих сторон, а ее автоматическое базирование при обработке и транспортировании затруднено. Каждый спутник снабжен нижней базовой плитой с точными втулками для фиксации, а на верхней плите спутника имеются Т-образные пазы и различные установочные и зажимные элементы для закрепления и базирования заготовок. Иногда применяют спутники, обеспечивающие только базирование детали, а ее закрепление вместе со спутником производится в приспособлениях станков. Но более распространены спутники, на которых базируют и закрепляют заготовку.

В качестве транспортных средств гибкой связи используют сочетание гибких лотков с подъемниками, конвейерами-распределителями, отводящими конвейерами, магазинами, бункерами. Работа транспортной системы АЛ с гибкой связью для обработки подшипников: заготовки, ориентированные в бункере, подаются по гибкому лотку на участок транспортной системы. После заполнения лотка часть заготовок отводится механизмом деления потока в магазин, из которого их можно подавать цепным подъемником через механизм соединения потоков на участок. Оттуда заготовки через гибкие лотки направляются к станкам для обработки, а обработанные заготовки на отводящий конвейер и затем в подъемник для дальнейшего транспортирования.

Загрузочные устройства автоматических линий должны быть быстродействующие, просты по конструкции, высоко надежны. В линиях с жесткой связью заготовки устанавливают на конвейеры или спутники вручную или автоматически, базируя чаще всего предварительно обработанными отверстиями на два штыря. Для фиксации и зажима более сложных заготовок применяют сложные автоматические устройства.

На линиях с гибкой связью для загрузки штучных заготовок используют магазинные, бункерные или бункерно-магазинные загрузочные устройства. Магазинные устройства состоят из лотка-накопителя, в котором заготовки располагаются в ориентированном положении, и питателя, подающего заготовки в зону обработки. При бункерном устройстве происходит процесс автоматической ориентации и подачи заготовок из бункера в станок и съем их после обработки. Работа бункерно-магазинного устройства: в бункер заготовки загружаются навалом. В бункере они ориентируются в рабочее положение (неправильно сориентированные заготовки вновь сбрасываются в бункер) и поступают в лоток (магазин) с помощью толкателя. В рабочую зону заготовки подаются питателем, перемещающимся от кулачка. Пружина возвращает питатель в первоначальное положение. Отсекатель удерживает заготовку в лотке в момент движения питателя.

В бункерных устройствах с захватными органами для ориентирования заготовок используют механические захватные приспособления (крючки, штыри и т. д.), которые производят выборку заготовок из бункера с помощью возвратно-поступательных движений. Недостатком этих устройств является возможность поломок захватных органов, повреждение поверхности заготовок, износ и т. д. Поэтому наиболее распространены вибрационные загрузочные устройства, в которых заготовки перемещаются по вибрирующим лоткам за счет сил инерции и трения. При этом они ориентируются с помощью несложных конструктивных элементов: буртиков, порогов, отверстий, планок и т. д.

Механизмы изменения ориентации автоматических линий производят поворот заготовок на 90 и 180°. Для изменения ориентации корпусных деталей применяют барабаны для поворота вокруг горизонтальной оси, столы для поворота вокруг вертикальной оси, кантователи для поворота вокруг наклонной оси. Изменение ориентации деталей типа колец, втулок, дисков происходит при их транспортировании в лотках. Так, лоток может поворачивать кольца на 90° относительно горизонтальной оси или на 180° относительно вертикальной оси.

Накопительные устройства автоматических линий служат для приема, хранения и выдачи заготовок из межоперационных заделов. Межоперационные заделы создают между отдельными участками автоматических линий для того, чтобы при остановке одного из участков другие могли работать самостоятельно. Накопительные устройства делятся на транзитные (проходные) и тупиковые. Заготовки при переходе с участка на участок обязательно проходят через транзитные накопители. Тупиковые накопители включаются только в случае остановки предыдущего участка автоматической линии. Работа накопителя: заготовки из приемного лотка в зависимости от положения переключателя поступают или на дальнейшую обработку в лоток накопителя, при этом переключатель поворачивают на некоторый угол против часовой стрелки, а собачка удерживает заготовки в лотке.

Список литературы

1. Андреев Г.И., Кряжев Д.Ю. Работа на станках с ЧПУ. Система ЧПУ FANUC. - С.Пб.: Взлет, 2007. - 83с.

2. Гжиров Р.И., Серебреницкий П.П. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1990. - 592с.

3. Евгенев Г.Б. Основы программирования обработки на станках с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1983. 304 с.

4. Каталоги режущего и вспомогательного инструмента Sandvik, SECO, ISCAR, MITSUBISHI.

5. Комиссаров В.И., Фильченок Ю.А., Юшкевич В.В. Размерная наладка гибкого автоматизированного производства. - Владивосток: ДВПИ, 1987.

6. Комиссаров В.И., Фильченок Ю.А., Юшкевич В.В. Размерная наладка станков с ЧПУ на роботизированных участках. - Владивосток: ДВПИ, 1985.

7. Методика проектирования группового технологического процесса обработки корпусных деталей в ГПК для специальностей 12.01, 21.02, Арсеньев, АрТИ ДВГТУ, 1998.

8. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть II. - М.: Экономика, 1990. -474с.

9. ОСТ 1.42096 - 81 Технологичность конструкции деталей, обрабатываемых на фрезерных станках с ЧПУ. Правила отработки на технологичность и оценки уровня технологичности.

10. Программирование для автоматизированного оборудования: Учебн. Для средн. проф. учебных заведений / П.П.Серебряницкий, А.Г.Схиртладзе; Под ред. Ю.М.Соломенцева. - М.: Высш. Шк.2003.- 592 с.

11. РТМ - 1442 - 73. Подготовка программ для станков с ЧПУ. - М.: НИАТ, 1973.

12. Руководство программиста по системе Heidenhain i530.

13. Руководство программиста по системе NC210.