Формирование размерных связей, определяющих точность обработки на МЦС с ЧПУ

Фрезерование плоскости П осуществляется на вертикальном МЦС с ЧПУ (рис. 9.2) в размерА _(Z), который формируется по координате Z.

Обработка выполняется при установке заготовки - 1 на спутнике - 3 через адаптер (или зажимное приспособление) - 2. Спутник - 3 установлен в позиционное приспособление - 4, которое соответствующим образом закреплено на столе станка - 5 и составляет с ним единое целое. Инструмент предварительно настроен на оптическом приборе и устанавливается в шпиндель автоматически из инструментального магазина.

Значение размера А _(Z) определяется размерной цепью “А” (рис. 9.2,a):

А _(Z) = А_С(Z) – А_У(Z) + А_Д(Z).

Составляющие звенья А_С(Z) и А_У(Z) цепи “А” формируются в результате нескольких последовательных этапов.

Формирование размера А_У(Z) осуществляется на этапе установки спутника с деталью на станок (рис. 9.2, а), в процессе которого определяется положение технологических баз детали в системе координат станка. На рисунке это представлено размерной цепью “У”. Решение указанной задачи, в свою очередь, осуществляется в два этапа.

На первом этапе производится установка детали на спутник (рис. 9.2,б) и решается задача определения положения технологической базы детали относительно основной базы спутника - (размерная цепь “P”). На втором этапе спутник с деталью устанавливается на позиционное приспособление станка (рис. 9.2, а). При этом решается задача совмещения основной базы спутника с установочной поверхностью позиционного приспособления (звено “У₂”). В результате технологическая база детали занимает в системе координат станка положение, определяемое размером:

У = А_У(Z).

Рис. 9.2. Схема формирования размерных связей по координате Z при обработке детали на вертикальном МЦС с ЧПУ

Таким образом,

А_У(Z) = У ;

У = У₂ + Р ;

Р = Р₁ + Р₂ + Р₃ + Р₄.

Формирование размера А_С(Z) осуществляется в процессе размерной настройки станка и при работе фрезы по программе, в результате чего определяется положение режущих кромок инструмента в системе координат станка (рис. 9.2, в) относительно установочной плоскости позиционного приспособления (размерная цепь “Н”), то есть:

А_C(Z)=H = H₁ - H₂,

где: Н₁ - размер, определяющий положение исходной точки относительно

установочной плоскости позиционного приспособления;

Н₂ - размер, определяющий перемещение фрезы по программе.

Решение этой задачи, в свою очередь, осуществляется в три этапа.

На первом этапе производится настройка положения нуля отсчета программных перемещений исходной точки (ИТ) с помощью эталона (размерная цепь “Г”), то есть:

Г = Г₁ - Г₂.

Инструмент, участвующий в реализации этого этапа, установлен в шпинделе станка. Он, естественно, имеет погрешность установки, обусловленную точностью изготовления держателя инструмента (оправки) и колебаниями усилия закрепления, что учитывается размерной цепью “Ж”:

Ж = Ж₁ + Ж₂.

Замыкающие звенья “Г ” и “Ж ” входят составляющими звеньями в размерную цепь “В”, определяющую положение торца шпинделя станка относительно ИТ, то есть:

В = В₁ + В₂;

В₁ = Ж ; В₂ = Г .

На втором этапе определяется положение режущих кромок торцовой фрезы, установленной в шпиндель, относительно ИТ. Положение определяется размерной цепью “Б”, куда замыкающее звено В входит в качестве составляющего:

Б = Б₂ – Б₁;

Б₂ = В ;

Б = И₂.

В свою очередь, размер Б₁, характеризующий вылет торцевой фрезы относительно торца шпинделя определяется на оптическом приборе вне станка.

Размерные связи, возникающие при настройке вылета фрезы, отражаются размерными цепями “К” и “Л” (рис.9.2,г,д), то есть:

Б₁ = К ;

К = -К ₁+ К₂ ;

К₁ = Л ;

Л = Л₁ + Л₂.

Положение ИТ для торцевой фрезы относительно установочной плоскости позиционного приспособления - 4, на который в дальнейшем устанавливается спутник - 3 с адаптером - 2, несущим заготовку (рис. 9.2,в) определяется размерной цепью “И”, куда замыкающее звено Б входит как составляющее звено:

И = И₁ - И₂;

И₂ = Б ;

И = Н₁.

На третьем этапе осуществляется программируемый вывод режущих кромок настроенного инструмента в координату Н₂, заданную управляющей программой относительно ИТ. Торцовая фреза устанавливается приводами станка на размер А_C(Z):

А_C(Z) = Н ;

Н = Н₁ - Н₂.

Формирование размера А _(Z) может быть структурно представлено системой размерных цепей, показанных в таблице 9.1. Структура этой системы уравнений подчеркивает многоэтапность формирования размера А _(Z) и позволяет установить определенную закономерность, заключающуюся в том, что замыкающее звено каждого предшествующего этапа входит составляющим звеном в размерную цепь последующего этапа. А это говорит о том, что мы имеем дело в данном случае с процессом накопления погрешностей.

Таблица 9.1.

Формирование размера А_D(Z) на вертикальном МЦС с ЧПУ

ЭТАПЫ	РАЗМЕРНЫЕ СВЯЗИ	ОЧЕРЕДНОСТЬ
Установка заготовки на спутник	Р = Р1 + Р2 + Р3 + Р4
Установка спутника на станок	Y = Y1 + Y2
обработка (получение размера до базы при фрезеровании – координата вертикального МЦС)	А (Z) = АД(Z) + АС(Z) - АУ(Z)
Программируемый выход инструмента на размер статической настройки	Н = Н1 – Н2
Фактический вылет инструмента	И = И1 – И2
Определение коррекции системой ЧПУ	Б = - Б1 + Б2
Настройка инструмента	К = К2 – К1
Настройка прибора	Л = Л1 + Л2
Введение коррекции в систему ЧПУ	В1 + В2 = В
Установка инструмента в шпиндель станка	Ж = Ж1 + Ж2
Материализация исходной точки	Г = Г1 - Г2

Лекция 10

План:

1. Процесс накопления погрешностей обработки на вертикальном

МЦС с ЧПУ.

2. Количественная оценка погрешностей обработки на вертикальном

МЦС с ЧПУ.

3. Размерные связи и процесс образования погрешностей диаметральных

размеров при растачивании отверстий на МЦС.

Количественная оценка возможной точности обработки.