Файл: Маталин, А. А. Многооперационные станки.pdf

оси в— в нетехнологичными являются два отверстия диаметром 12 мм, расположенные под углом 45°. Нетехнологичными явля­ ются также канавки, расположенные в двух отверстиях диамет-

160 мм. При одинаковом диаметре этих отверстий было бы воз­ можно сократить число инструментов и упростить наладку стан­ ка и программу его работы. Крепежные отверстия в трех флан­

девять сторон обработки. Полную обработку всех его поверхно­ стей выполнить за один установ при одном креплении детали не­ возможно. Обработку этого блок-картера можно выполнить в два установа: 1) поверхность основания и все поверхности под ци­ линдры — поворотом стола с деталью вокруг вертикальной оси О—О; 2) все поверхности, расположенные в торцовых плоско­ стях,— поворотом стола с деталью вокруг вертикальной оси В' — В'. Конструкция блок-картера при его обработке на универ­ сальных или агрегатных станках не технологична: много сторон обработки, плоские поверхности каждой стороны не расположе­ ны в одной плоскости — совмещение обработки таких поверхно­ стей невозможно. Большая универсальность многооперационных станк9 в облегчает обработку этой детали. Все плоские поверх­ ности, лежащие на одной стороне детали, могут быть обра­ ботаны последовательным проходом одной фрезы. Все семь плос­ ких поверхностей могут быть обработаны поворотом детали во­ круг одной оси. Все восемь отверстий под цилиндры одинаковы. Большое количество крепежных отверстий имеют всего два раз­ мера М12 и М16. Конфигурация детали, несмотря на ее слож­ ность, позволяет осуществить крепление на столе станка, не пре­ пятствующее проходу инструментов. Нетехнологичным следует признать необходимость подрезания торцовых поверхностей, рас­ положенных во внутренних стенках детали.

§ 2. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКАХ

Обработка деталей на многооперационных станках имеет ряд особенностей, связанных с широкими техническими возможностя­ ми этих прогрессивных станков. Поэтому построение технологи­ ческих процессов обработки деталей на них в значительной сте­ пени отличается от процессов обработки на обычных станках.

1. Максимальная автоматизация всего процесса обработки детали при минимальном числе ручных работ. Все рабочие и вспомогательные движения режущего инструмента, изменения режимов резания, подача охлаждающей жидкости, перемещения

75

и поворот обрабатываемой детали, изменения направления, ве­ личина перемещений и смена режущих инструментов осущест­ вляются автоматически, при управлении от перфорированных лент, на которых закодирована вся последовательность движе­ ний отдельных органов станка. Для снижения времени установки и снятия детали в некоторых конструкциях станков предусмотре­ ны дополнительные столы.

2. Наибольшая концентрация обработки поверхностей детали за один ее установ. Так как весь процесс обработки на много­ операционных станках осуществляется автоматически (за исклю­ чением установки и снятия детали), то уменьшение количества установок уменьшает объем ручных работ и, следовательно, уменьшает трудоемкость обработки. Следует считать целесооб­ разным выполнение полной обработки детали на этих станках при одном ее установе на поворотном столе.

Максимальная концентрация обработки поверхностей позво­ ляет значительно уменьшить число необходимых установов (опе­ раций) при обработке детали на многооперационных станках по сравнению с числом установов той же детали на обычных стан­ ках. Максимальная концентрация обработки деталей на много­ операционных станках возможна за счет широких технологичес­ ких возможностей этих станков, позволяющих выполнить различ­ ные виды обработки: торцовое, цилиндрическое и контурное фре­ зерование, сверление, рассверливание, зенкероваиие, растачива­ ние, цекование, развертывание и нарезание резьбы. Точность размеров между отдельными поверхностями детали и точность взаимного расположения последних значительно выше при обра­ ботке с одного установа.

3. Максимальная концентрация обработки на одном станке делает необходимым осуществление установки и крепления за­ готовки детали по черным необрабатываемым поверхностям так, чтобы все подлежащие обработке поверхности были доступны для инструментов. При отсутствии условий крепления детали по черным необрабатываемым поверхностям иногда используют ло­ жементы, отливаемые из алюминиевых сплавов или эпоксидных смол. При невозможности исполнения и этих условий целесооб­ разно, чтобы полная обработка деталей выполнялась на много­ операционном станке не более чем за два установа (операции). За первый установ осуществляется обработка базовых поверхно­ стей и поверхностей, обработка которых возможна при том же креплении детали, за второй — обработка всех остальных по­ верхностей. Крепление заготовок по черным поверхностям долж­ но обеспечивать для всей партии постоянство их положения от­ носительно начала отсчета координат для обеспечения равно­ мерного распределения припуска на каждой обрабатываемой поверхности.

4. При обработке деталей на многооперационном станке ни­ какие изменения последовательности выполнения переходов, сме­

76

ны инструментов, движений рабочих и исполнительных органов станка, режимов резания и других запрограммированных усло­ вий обработки в процессе работы станка невозможны. Настрой­ ка станка, число, номенклатура и размеры устанавливаемых в магазине инструментов, заданная программа на программоноси­ теле должны обеспечить полное выполнение всех предусмотрен­ ных видов обработки (технологических операций) при одной на­ ладке станка. Это требует особо тщательной и продуманной про­ работки всех элементов технологии обработки деталей.

5. Большая номенклатура корпусных деталей по технологи­ ческому процессу их обработки требует естественного или искус­ ственного старения. Старение вынуждает делить процесс обра­ ботки на черновые и чистовые операции, между которыми оно выполняется. Корпусные детали из легких сплавов обычно про­ ходят естественное старение во время межоперационного пролеживания. Это не позволяет полностью концентрировать процесс обработки и осуществлять всю обработку детали при одной ее установке вследствие возможного коробления и брака. В подоб­ ных случаях обработку деталей можно проводить на отдельных станках для предварительной и окончательной обработки. К стан­ кам, выполняющим предварительные черновые операции, предъ­ являются при этом меньшие требования по точности. При обра­ ботке деталей на многооперационном станке желательно произ­ водить их старение до начала обработки, однако это связано с опасностью возникновения коробления после снятия литейных ко­ рок и удаления основного припуска. Поэтому при обработке де­ талей сложной конфигурации возможность старения деталей пе­ ред их обработкой должна проверяться экспериментально.

6.Процесс обработки на многооперационных станках обычно осуществляется без специальной оснастки, в основном использу­ ются нормальные принадлежности к станку. Растачивание основ­ ных отверстий и сверление крепежных отверстий производится без расточных приспособлений и кондукторов, инструменты не направляются кондукторными втулками. Все параметры точности детали обеспечиваются точностью станка, инструментов и точ­ ностью исполнения команд системы управления. Поэтому следу­ ет избегать предъявления к деталям чрезмерно высоких требо­ ваний точности; завышение этих требований затрудняет процесс обработки, требует дополнительных проходов и инструментов, а также усложняет наладку станка.

7.Нецелесообразно фрезеровать плоскости фрезами большо­ го диаметра. При установке в инструментальном магазине (осо­ бенно звездообразного или револьверного типа) они перекрыва­ ют соседние гнезда, установка инструментов в которых становит­ ся невозможной. Смена инструментов больших размеров

автооператором осложняется. Фрезерование несплошных по­ верхностей целесообразно выполнять обходом по контуру фреза­ ми малого диаметра.

77

8.Обработка отверстии осуществляется инструментами без их поддержки кондукторными втулками, т. е. инструментами кон­ сольной конструкции. Для повышения точности обработки, уменьшения увода и отжатия инструментов они должны быть вы­ полнены жесткими, т. е. короткими. Поэтому растачивание отвер­ стий, лежащих на одной оси, и отверстий расположенных в не­ скольких параллельных стенках, приходится выполнять с двух сторон — поворотом стола с деталью. Одновременное растачи­ вание несколько лежащих на одной оси отверстий одной расточ­ ной борштангой, выполняемое с одной стороны детали, не обес­ печивает требуемых межосевого расстояния и параллельности осей, а также соосности отверстий из-за отжатия и увода инстру­ мента.

9.Обычно многооперационные станки имеют один инструмен­ тальный шпиндель, поэтому обработка поверхностей выполняет­

ся последовательно без совмещения переходов. Работа без кон­ дукторных втулок при наличии одного шпинделя позволяет растачивать отверстия с малыми межосевыми расстояниями и близкими осями при одной установке детали (невозможность растачивания или сверления близко расположенных отверстий на агрегатных или радиально-сверлильных станках по кондук­ торным втулкам вынуждает делить процесс обработки на не­ сколько операций или позиций). Интенсивность выделения тепла при работе одним инструментом значительно меньше, чем при многокнструментной обработке, поэтому тепловые деформации детали ниже тепловых деформаций, возникающих при их обра­ ботке на продольно-фрезерных н агрегатных станках.

10. Вся последовательность обработки различных поверхно­ стей детали на многооперационных станках, перемещения рабо­ чих органов станка, обеспечение длин хода инструмента, межосе­ вых расстояний, позиционирования, расстояния между плоскостя­ ми, расстояния осей отверстий от базовых плоскостей и т. д. осу­ ществляются системой ЧПУ. Весь отсчет размеров в процессе обработки ведется от начала отсчета, принятого на станке (см. стр. 79). Для обеспечения выполнения требуемых размеров де­ тали необходимо при ее установке согласовать начало отсчета размеров детали с началом отсчета размеров станка. Поэтому у деталей, обрабатываемых на этих станках, должна быть тща­ тельно проанализирована система простановки размеров на чер­ тежах, так чтобы она по возможности совпадала с их отсчетом на станке.

§3. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ, УСТАНОВКА

ИКРЕПЛЕНИЕ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ

Стремление к возможно более полной обработке поверхно­ стей корпусных деталей сложной формы на одном станке, при одном закреплении детали, характерное при использовании мно­

78

гооперационных станков, накладывает свои ограничения на вы­ бор опорных базирующих поверхностей. При выборе опорных ба­ зирующих поверхностей и мест крепления детали необходимо создать условия доступности подхода инструментов ко всем под­ лежащим обработке участкам.

Наряду с этим опорные базирующие поверхности и метод крепления детали должны обеспечить надежную устойчивость де­ тали и нечувствительность к возмущающим силам резания, от­ сутствие деформации детали в процессе крепления и обработки, постоянство положения устанавливаемых на станке деталей от­ носительно начала отсчета координат. В отличие от обработки деталей на универсальных и специальных станках, когда бази­ рующими поверхностями осуществляется не только ориентация детали относительно режущих инструментов и направления их перемещения, но и обеспечивается точность выполнения разме­ ров от этих базирующих поверхностей, при обработке деталей на многооперационных станках точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей мало зависит от выбранных опор­ ных базирующих поверхностей. В многооперационных станках отсчет размеров осуществляется от начала координат, с которым связывается одна из поверхностей детали, часто являющаяся на­ строечной базой.

При работе на многооперационных станках различают три си­ стемы координат, три начала отсчета. Первое начало координат связано с фиксацией крайних положений рабочих органов стан­ ка. В этом положении нуль-индикаторы систем отсчета регламен­ тируют начало отсчета перемещений. От этого начала (нуля от­ счета) определяется положение рабочих органов, если информа­ ция о их положении потеряна, например, вследствие непроиз­ вольного выключения напряжения питания.

При вращении двигателя М и соединенного с ним винта (рис. 40, а) перемещается стол. На втором конце винта укреплен дат­ чик 1, отсчитывающий положение стола. На боковой поверхности стола укреплен упор, а на салазках — два конечных выключате­ ля. Крайний слева конечный выключатель 2 блокирует и отклю­ чает систему, когда стол доходит до предельного положения, дру­ гой выключатель 3 отключает систему, когда соединенный с вин­ том датчик 1 займет положение нуля, т. е. зафиксирует начало отсчета. От этого положения (рис. 40, б) определяются расстоя­ ния до установленных на столе опорных устройств, служащих для базирования заготовки.

Установка опорных и установочных базирующих элементов приспособлений осуществляется на столе станка по Т-образным пазам (рис. 40, б и в ) . Их располагают так, чтобы обрабатыва­ емая деталь находилась в средней части рабочей поверхности стола, удобной для обработки. После установки и креплении ба­ зирующих элементов 4 и 5 перемещают стол в крайнее попереч­ ное положение, при котором нуль-индикатор отсчетной системы

79