Назначение режимов резания

Элементы режима резания назначаются в следующем порядке:

глубина резания – подача – скорость резания.

При черновой обработке основных форм поверхностей режимы резания следует назначать исходя из полного использования возможностей станка и инструментов, так как от черновых проходов в основном зависит производительность обработки.

Выбор глубины резания

При черновой обработке основных поверхностей заготовок из проката инструмент перемещается по траекториям вдоль оси детали с постоянной по возможности глубиной резания. Таким образом, глубина резания каждого чернового прохода определяется общим припуском на обработку, деленным на число проходов. Значение глубины резания для черновых проходов принимается по возможности максимальной.

При чистовой обработке глубина резания выбирается в зависимости от требуемой степени точности готового изделия и параметров шероховатости обработанной поверхности.

Для заготовок из стали 45 при обработке цилиндрических, конических и криволинейных поверхностей с шероховатостью Rz = 20 мкм, припуск составляет 0.25 – 0.4 мм.

Подачу для черновых проходов назначают исходя из жесткости заготовки и резца, прочности державки и режущих пластинок резцов, прочности механизма подачи, допустимого крутящего момента и мощности главного привода станка. Подачи можно выбирать по нормативам для автоматизированного оборудования. При обработке стали подача, выбранная с учетом выше перечисленных ограничений, должна также удовлетворять требованию формирования стружки, хорошо удаляющейся из зоны обработки.

Подачу для чистовой обработки основных форм поверхностей назначают исходя из требований шероховатости и точности этих поверхностей.

Скорость резания рассчитывается по формулам теории резания металлов. Из-за высокой стоимости станков – минуты работы станка с ЧПУ, стойкость инструментов, особенно с механическим креплением неперетачиваемых пластинок, может быть сокращена примерно в два раза. Что соответствует увеличению скорости резания на 20 – 25%.

При черновой обработке торцов для поддержания постоянства скорости резания следует изменять частоту вращения шпинделя, если скорость резания отклоняется от выбранного значения более чем на 20%.

Методика выбора режимов резания приведена в следующих источниках:

1. Сменные пластины и инструмент САНДВИК-МКТС

2. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1

Справочник технолога-машиностроителя. Т.2

 

РАСЧЕТ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ

СИСТЕМЫ КООРДИНАТ

 

 

В процессе подготовки УП для станков с ЧПУ деталь рассматривается в системе станок – приспособление – инструмент - деталь. Заготовка устанавливается на станке с помощью приспособления, которое фиксирует положение будущей детали относительно начального положения рабочих органов станка.

Траектория инструмента строится относительно контура детали, а затем преобразуется в движение соответствующих рабочих органов станка. В этой связи, большое значение имеют правильный выбор и взаимная увязка систем координат станка, детали и инструмента.

 

СИСТЕМА КООРДИНАТ СТАНКА

Система координат станка является главной расчетной системой, в которой

определяются предельные перемещения, начальные и текущие положения рабочих органов станка (рис. 4.1.).

Положение рабочих органов станка характеризуют их базовые точки, выбираемые с учетом конструктивных особенностей отдельных управляемых по программе узлов станка. Так, базовыми точками токарного станка служат:

а) для шпиндельного узла – точка пересечения торца шпинделя с осью его вращения Ос (рис. 4.1.);

б) для суппорта – точка пересечения оси вращения автоматической поворотной резцовой головки (АПРГ) и торца инструментального диска Осу, или точка Ои, расположенная в пазе инструментального диска, предназначенного для базирования резцовой вставки (рис. 4.2).

Систему координат станка, выбранную в соответствии с рекомендациями комитета ИСО, принято называть стандартной. Стандартная система координат (ГОСТ 23597-79) представляет собой правую прямоугольную декартову систему координат. Начало стандартной системы координат станка обычно совмещается с базовой точкой рабочего органа, несущего заготовку. Таким образом, за начало системы координат токарного станка принимают базовую точку шпиндельного узла Ос (рис.4.1.) В этой точке расположена двух координатная система Хс, Zс. Перемещение по оси У на данном станке отсутствует.

 

 

Рис. 4.2 Базовые точки системы координат для АПРГ

Оси системы координат токарного станка указывают на положительные движения инструмента относительно детали. За положительные приняты направления, при которых инструмент удаляется от детали. В соответствии с этим ось Х принимает положительное направление в сторону увеличения диаметра детали. Кроме этого при назначении положительных направлений осей применяют правило, согласно которому ориентация осей стандартной системы координат станка связывается с направлением движения при сверлении. Направление вывода сверла из заготовки принято в качестве положительного для оси Z.

Начало системы координат суппорта расположено в базовой точке Осу. Направление осей координат суппорта совпадает с направлением осей координат станка. В некоторых случаях бывает удобным расположить базовую точку Осу в точке О и инструментального диска.

Программирование и наладка станка для работы по управляющей программе

осуществляется с использованием характерных точек. В ГОСТ 20523 – 80 эти точки названы нулевой, исходной и фиксированной.

За нулевую точку станка принято начало системы его координат (точка Ос). В управляющей программе относительно нулевой точки задаются абсолютные размеры перемещений рабочих органов станка. В ряде случаев для удобства составления программ и настройки станка начало отсчета станка может быть смещено в другие точки по заданным координатам в пределах рабочих ходов подвижных органов. Такое начало отсчета называется плавающим нулем.

Исходная точка определяется относительно нулевой, с нее начинается работа по управляющей программе. Выбирают исходные точки из условия сокращения вспомогательных ходов и беспрепятственных установочных перемещений.

Фиксированная точка Ф станка определяется относительно нулевой и служит для нахождения положения его рабочего органа. Совмещение базовых точек рабочих органов с фиксированными точками станка производится с помощью датчиков положения. При программировании обработки используют два способа отсчета координат: абсолютный и относительный (в приращениях). При абсолютном способе отсчета положение начала координат остается неизменным. При этом система отрабатывает перемещения от одной и той же точки (начала координат). Здесь отсутствует накопление ошибок позиционирования (рис. 4.3).

Рис. 4.3 Абсолютная система координат

 

Рис. 4.4 Относительная система координат

В системах с относительным способом отсчета за нулевое каждый раз принимается положение рабочего органа, которое он занимает перед началом перемещения к очередной точке траектории (рис. 4.4).

В этом случае в программе записывают приращение координат от точки к точке. Точность положения рабочего органа в данном случае зависит от точности отработки координат всех предыдущих опорных точек траектории.

 

СИСТЕМА КООРДИНАТ ДЕТАЛИ

Система координат детали служит для пересчета размеров, заданных на чертеже детали, в координаты опорных точек ее контура. В этой же системе координат производится расчет опорных точек траектории инструмента. Опорными точками, называются точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, из которых образованы линии контура детали, а также точки пересечения оси с торцовыми поверхностями (рис. 4.5).

 

 

Рис. 4.5 Опорные точки детали

При составлении программы какая-то опорная точка контура детали обязательно принимается за «0» детали.

Точки 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 – опорные точки

В качестве системы координат для валов преимущественно принимается правая прямоугольная система. Начало такой системы располагается в точке пересечения оси вала с торцовой поверхностью. Направление осей координат вала должно совпадать с направлением осей координат станка. Координатами точки в ней являются расстояния Х, Z от точки до начала координат. Следует принять во внимание, что часто для упрощения подготовки управляющих программ, предусматривают задание размеров по оси Х значениями диаметров, а не радиусов.

При определении координат опорных точек тел вращения учитывают ориентацию детали на станке относительно заданного ее расположения на чертеже. Если предусматривается несколько установок, то таблицы координат опорных точек составляются для каждой установки. Нулевой точкой детали («0» детали) называется точка начала координат, связанных с деталью.