Лекция 15 Принципы построения операций на станках с ЧПУ

Разработка ТП и построение операций на станках с ЧПУ требуют особых подходов в силу их специфики: работа по автоматическому замкнутому циклу; увеличение доли машинного времени до 80 % (у стан­ков с ручным управлением — около 20 %); интенсивность протекания процессов при работе; высокая концентрация операций (возможность обработки до пяти поверхностей на позиции); наличие мощного инст­рументального обеспечения (до 100 и более инструментов с автомати­ческой сменой по программе); автоматическая загрузка, разгрузка, об­работка, контроль, транспортировка; возможность корректировки УП и быстрой переналадки; возможность выполнения на одном станке раз­нообразных технологических операций (расточных, сверлильных, фре­зерных, токарных); использование стандартных циклов (например, при сверлении); возможность встраивания (стыковки) в организационную структуру АСУ ТП, реализация централизованного и локального (ав­тономного) управления всем технологическим комплексом.

При разработке автоматизированных ТП используют современные системы проектирования и управления (САПР, САП, АСУ ТП, АСНИ) и ряд принципов.

1. Комплексный (системный) подход при решении проблем авто­матизации производства.

2. Рациональная дифференциация и концентрация операций.

3. Всеобъемлющая автоматизация процессов и операций («загруз­ка-выгрузка», транспортирование, механообработка, контроль, диаг­ностика, управление).

4. Эффективное использование всех средств автоматизации (стан­ков с ЧПУ, роботов, систем контроля и диагностика, микропроцессо­ров).

5. Реализация технологических принципов («безлюдная» и группо­вая технология, завершенность, оптимальность, интеграция, информа­ционность).

6. Обеспечение высокого уровня надежности процессов (стабиль­ность, такт, непрерывность, безаварийность, безопасность и экологичность),

7. Обеспечение высокого качества продукции при заданной произ­водительности. Эффективность производства.

8. Возможность централизованного и локального (автономного) уп­равления. Адаптация к инвариантной (базовой) структуре управления производством.

В процессе проектирования последовательно решают ряд специфи­ческих задач.

1. Анализ исходных данных. Делают анализ служебного назначе­ния детали и ее конструктивных особенностей: годовая программа вы­пуска; габариты, вес и материал заготовки; конструктивные особенно­сти (конфигурация, вид обрабатываемых поверхностей, параметры, требования по точности, качеству, твердости поверхностей). Опреде­ляют основные технологические задачи.

2. Анализ и повышение технологичности конструкции детали. Обес­печение технологичности деталей, изготовляемых в условиях АП, при­обретает особую актуальность, так как она во многом определяет эф­фективность, надежность, производительность, безопасность на всех стадиях изготовления деталей (операции загрузки—разгрузки, установ­ки и зажима, транспортирования, контроля). Конструкция детали счи­тается технологичной, если при ее изготовлении и эксплуатации затра­ты материала, времени и средств минимальны.

Существуют разные способы повышения технологичности: опре­деление рационального количества и размеров ребер жесткости; рас­положение обрабатываемых отверстий на одном уровне; исключение отверстий или поверхностей, расположенных наклонно; исключение концентраторов напряжений; уменьшение вылета фрезы при фрезеро­вании; расположение шпоночных пазов с одной стороны детали. Уро­вень технологичности определяет уровень надежности технологичес­кой системы.

3. Расчет такта выпуска. Организационная структура участка (количество станков и других средств автоматизации) должна обеспечить выпуск установленного количества деталей. При этом необходимо обес­печить высокий коэффициент загрузки станков.

4. Выбор баз и проектирование маршрута обработки заготовок. При разработке и выполнении ТП следует соблюдать принцип совме­щения и постоянства баз (конструкторских, технологических, измери­тельных). После фрезерно-центровальной операции базами являются торцы заготовок. После обтачивания получают базовые цилиндричес­кие поверхности. Затем определяют последовательность операций.

5. Разработка операционной технологии. Проектирование опера­ций начинается с формирования их состава. Формирование состава операций находится в прямой связи с составом технологических комп­лексов, т. е. групп поверхностей, обрабатываемых на одном установе. Выбирают станок с ЧПУ, автоматическое приспособление для зажима заготовки, режущий инструмент, робот (для загрузки).

6. Расчет припусков на механическую обработку. Расчет выполня­ют расчетно-аналитическим методом определения припусков.

7. Расчет режимов резания и норм времени. Черновые переходы сле­дует выполнять с наибольшей глубиной резания и

8. Расчет ожидаемой погрешности обработки.

9. Подготовка управляющей программы.

10. Выбор критериев оптимальности и технико-экономическое обо­
снование выбранного варианта. При проектировании ТП применяют ряд
различных критериев оптимальности. Например, для оценки техноло­гического перехода критерием оптимальности может быть технологи­ческая производительность Q = 1/t_p [шт/мин], где t_p — время рабочего хода.