Инновационные технологии машиностроения. ЧПУ

ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ
Под числовым программным управлением понимают управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, размещенной на программоносителе и представляющей собой совокупность команд на специальном языке программирования.
Преимущества станков с ЧПУ:
1. Повышение точности и стабильности размеров и формы получаемых деталей.
2. Повышение производительности обработки, связанное с уменьшением доли вспомогательного времени.
3. Снижение технологической себестоимости обработки, обусловленное повышением производительности, а также снижением затрат на технологическую оснастку.
4. Возможность обработки деталей сложной формы с обеспечением высокой точности форма и размеров на многооперационных многокоординатных станках.
5. Сокращение или исключение брака благодаря наличию системы автоматического контроля процесса обработки.
2

Технологические возможности станков с ЧПУ:
- дискретность позиционирования 0,5…1 мкм;
- адаптивное управление по силе и мощности резания,
изменяющее число оборотов (n) и подачу (s) за миллисекунды;
- бесступенчатое регулирование числа оборотов (n)
с сохранением постоянной скорости резания (V = const)
при технологических переходах;
- автоматические ограничения по предельной мощности резания, силе, крутящему моменту;
- компенсацию систематических погрешностей обработки, связанных с тепловыми деформациями технологической системы СПИЗ;
- компенсацию погрешности закрепления заготовки путем коррекции ее положения;
- компенсацию погрешностей перемещения инструмента;
3

Технологические возможности станков с ЧПУ:
(продолжение)
- возможность углового позиционирования шпинделя для ориентированной установки в патрон несимметричной заготовки, для осуществления внеосевой (поперечной) обработки сверлением или фрезерованием;
- автоматическое измерение размеров заготовки при помощи датчиков контактного типа;
- применение автоматических устройств для контроля состояния режущего инструмента, программную смену режущего инструмента;
- применение устройств для автоматической смены инструментов;
- использование в ЧПУ стандартных циклов обработки геометрических элементов заготовок, подпрограмм обработки типовых деталей;
- применение различных загрузочных устройств для автоматической установки и снятия заготовок.
4

Оборудование с ЧПУ
- 2,5-х координатные станки – перемещения по трем (четырем) координатам, однако одновременные перемещения – не более, чем по двум;
- 3-х координатные станки – одновременные перемещения по трем координатам с постоянным направлением оси шпинделя;
- 4-х координатные станки – одновременные перемещения по трем координатам с возможностью программного поворота шпинделя или стола по одной оси;
- 5-ти координатные станки – одновременные перемещения по трем координатам с возможностью программного поворота шпинделя или стола по двум осям.
4-х – 5-ти координатные многоцелевые станки, к которым можно отнести токарные обрабатывающие центры с дополнительным фрезерным шпинделем, предоставляют возможность фиксированного поворота детали, закрепленной в токарном патроне, с одновременным перемещением фрезы по трем координатам и вращением вдоль одной из осей.
5

Многоцелевой станок (МС) — это станок, предназначенный для выполнения нескольких различных видов обработки металла резанием, оснащенный системой ЧПУ и автоматической сменой инструмента.
По разновидностям главного движения они делятся на две группы:
- токарно-сверлильно-фрезерно-расточные, с главным движением – вращением обрабатываемой детали (предназначены для обработки заготовок деталей типа тел вращения). Компоновки таких станков аналогичны компоновкам традиционных токарных станков с ЧПУ.
- фрезерно-сверлильно-расточные, с главным движением – вращением инструмента (предназначены для обработки заготовок корпусных и плоских деталей). Компоновки этих станков аналогичны компоновкам фрезерных станков с ЧПУ.
6

Многоцелевая обработка определяется способностью выполнять различные операции механической обработки на одном станке за один установ детали.
Способность многоцелевых станков проводить 5-ти-
координатную обработку и наличие инструментального
магазина позво­ляет выполнять широкий диапазон операций:
- точение;
- фрезерование;
- сверление;
- глубокое сверление;
- глубокое растачивание;
- фрезерование поверхностей вращения;
- плунжерное фрезерование;
- винтовая интерполяция.
7

МНОГОЦЕЛЕВЫЕ СТАНКИ С ЧПУ

Инструментальные узлы многоцелевых станков
а - с револьверными головками; б - с инструментальным магазином,
револьверной и инструментальной
головками.
1,3 – револьверные головки с невращающимся и вращающимся
инструментом; 2 – стойка, 4 – инструментальный магазин;
5 – инструментальная головка.
9

Разработка техпроцесса обработки на станке с ЧПУ
Особенности технологической подготовки производства при использовании станков с ЧПУ вытекают из того, что значительная часть работы из сферы непосредственного производства переносится в область его технологической подготовки и действия рабочего заменяются обработкой по управляющей программе.
В связи с этим все особенности можно разделить на две группы.
Во-первых, технологическая подготовка производства при использовании станков с ЧПУ включает решение ряда новых задач, которых не было при подготовке производства на базе станков с ручным управлением. Создается новый вид технологической документации - управляющая программа, в которой траектория движения инструмента, скорости его перемещения записываются в числовой форме на специальном программоносителе.
Во-вторых, возрастает сложность технологических задач и трудоемкость проектирования технологического процесса.
10