ЛЕКЦИЯ 2. Особенности построения ТП на станках с ЧПУ

Станки с ПУ интенсифицируют и повышают эффективность машиностроительного производства. Они позволяют автоматизировать серийное и мелкосерийное производства, т. е. те области, которые до недавнего времени с трудом поддавались автоматизации и где доля ручного труда значительно выше, чем в крупносерийном и массовом производствах. Возникнув на основе новейших достижений вычислительной техники, электроники и автоматики, системы числового программного управления постепенно распространились почти на все группы и типы станков, а также на разнообразное технологическое оборудование, включая робототехнику.

Станки с ПУ представляют собой полуавтоматы или автоматы, все подвижные органы которых совершают рабочие и вспомогательные движения автоматически по заранее установленной программе. В отличие от полуавтоматов и автоматов с жесткими кинематическими связями здесь не требуются сложные и дорогостоящие в изготовлении кулачки, копиры и упоры, что значительно упрощает и удешевляет наладку и делает применение этих станков рентабельным при обработке небольших партий деталей и даже единичных заготовок. Вместе с тем гибкость систем числового программного управления (ЧПУ) и легкость их включения в общие системы управления от единой вычислительной машины делают целесообразным применение станков с ЧПУ и в условиях массового производства, в том числе и в составе автоматических линий. Это особенно важно, когда даже в установившемся массовом производстве обновление и смена выпускаемой продукции происходят довольно часто.

Основными преимуществами станков с ПУ являются следующие:

1) уменьшение объема разметочных работ;

2) быстрая и простая переналадка при переходе от одной детали к другой (смена приспособления, инструмента и программы);

3) повышение производительности труда за счет основного и вспомогательного времени, так как весь цикл обработки автоматизирован;

4) повышение точности обработки, что во многих случаях уменьшает трудоемкость последующих операций и сборки;

5) снижение брака по причине утомляемости рабочего;

6) низкая квалификация рабочих-операторов, так как все функции управления станком берет на себя технолог, разрабатывающий программу;

7) возможность многостаночного обслуживания (один человек обслуживает 2–3 станка);

8) снижение затрат на приспособления, контрольно-измерительные устройства и инструменты (отпадает необходимость в кондукторах, шаблонах, копирах, габаритах);

9) уменьшение число подъемно- транспортных механизмов и устройств;

10) улучшение условий труда рабочего;

11) сокращение производственных площадей.

К недостаткам станков с ПУ можно отнести;

1) высокую стоимость, в 1,5–10 раз превышающую стоимость обычных станков;

2) недостаточную надежность систем ПУ (станки с жесткими кинематическими связями более надежны);

3) необходимость в весьма высокой квалификации ремонтников;

4) необходимость в специальной подготовке технологов;

5) станки оправдывают себя только при их загрузке в 2–2,5 смены.

Станки с ЧПУ и обрабатывающие центры токарной группы обеспечивают обработку главным образом тел вращения, причем наряду с различными операциями токарной обработки выполняется сверление, развертывание, нарезание резьб, фрезерование поверхностей, расположенных как на оси детали, так и перпендикулярно к ней, наклонно либо с эксцентриситетом. Таким образом, рассматриваемые станки многофункциональны, с преобладанием токарных операций. Это означает, что их компоновки и структура подобны традиционным токарным станкам, деталь крепится во вращающемся шпинделе, а подачи имеют режущие инструменты.

Основные принципы построения технологических процессов механической обработки для станков с ЧПУ теже, что и для обычных танков Однако здесь имеет место ряд специфических особенностей прежде всего, появляется принципиально новый элемент технологическою процесса – программа автоматической работы станка, закодированная и записанная на программоноситель. При этом в понятия «переход» и «операция» вносятся некоторые уточнения

Переход -– законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством инструмента и поверхностей, образуемых обработкой

Для фрезерных, свер пильных, расточных и фрезерно-контурных работ различают элементарные, инструментальные, позиционные и вспомогательные переходы

Элементарный переход – непрерывный процесс обработки одной элементарной поверхности одним инструментом по заданной программе.

Инструментальный переход – законченный процесс обработки одной или нескольких элементарных поверхностей при непрерывном движении одного инструмента по заданной программе.

Вспомогательный переход – перемещение инструмента без снятия стружки.

Позиционный переход – совокупность инструментальных и вспомогательных переходов выполняемых при неизменной позиции, оснастке, инструменте и программе.

Операция –законченная часть технологического процесса, выполняемого на одном рабочем месте

Кроме того, при проектировании технологических процессов изменятся и объем и содержание технологической документации, необходимой для наладки станков и составления управляющих программ Работа по созданию управляющих программ делится на технотогиче скую подготовку, (внимающую 85–90 % всех работ), и программирование. Блок - схема выполпения работ по подготовке обработки детален на станках с программным управлением приведена на рис 2.1. Содержание наиболее специфических этапов этой блок-схемы изложено в последующих параграфах.

Цель технологической подготовки – получение исходных данных для программирования, которое является заключительной стадией работ по созданию и отладке управляющих программ. Заключительная стадия включает в себя кодирование конструкторской и технологической информации, проверку совместимости работ инструментов, запись управляющей программы на перфоленту, отладку программы на станке. Программирование может осуществляться ручным и машинным способами.