Программирование черновой токарной обработки
Зоны обработки. При распределении областей снятия припуска среди них выделяют т.н. зоны обработки – области, в которых существуют те или иные ограничения на геометрию инструмента и вспомогательные перемещения. Как правило, в каждой зоне обработки используется свой инструмент, режимы резания и стратегия обработки. На рисунке 1 приведены примеры типичных зон при токарной обработке.
 а)
|  б)
|  в)
|
 г)
| Рисунок 1 – Зоны обработки: а) открытые; б) полуоткрытые; в) закрытые; г) комбинированные. | |
Открытые (рис. 1, а) зоны обработки формируются при точении цилиндрических (а в некоторых случаях – и конических) поверхностей. При токарной обработке открытой зоны не накладываются ограничения на величину главного и вспомогательного углов резца в плане. При обработке открытых зон существует возможность как врезания, так и перебега инструмента. Полуоткрытые (рис. 1, б) зоны обработки встречаются наиболее часто. Их конфигурация накладывает ограничения на величину главного угла резца в плане. При обработке полуоткрытых зон существует возможность только врезания инструмента. Закрытые (рис. 1, в) зоны обработки встречаются преимущественно при обработке дополнительных поверхностей. При токарной обработке закрытой зоны ограничения накладываются на величину и главного, и вспомогательного углов резца в плане. При обработке закрытых зон как врезание, так и перебег инструмента невозможны. Комбинированные (рис. 1, г) зоны обработки представляют собой комбинации двух или трех описанных выше зон.
|
|
|
Разделение общего чернового припуска на отдельные зоны обычно зависит от возможностей инструмента и жесткости заготовки. Последовательность переходов обработки зон носит название цикла обработки. Для токарной обработки деталей типа «ступенчатый вал» или «ступенчатая втулка» обычными являются цикл горизонталей и цикл вертикалей (рис. 2).
 а)
|  б)
|
| Рисунок 2 – Циклы обработки: а) цикл горизонталей; б) цикл вертикалей. | |
При применении цикла горизонталей каждая зона обработки выбирается максимальной длины (рис. 2, а). В этом случае общее время вспомогательных ходов минимально, а скорость резания внутри каждой зоны меняется незначительно благодаря малому изменению диаметра обработки. Однако после обработки очередной зоны значительно уменьшается жесткость заготовки в следующей, поэтому цикл горизонталей применим только для жестких заготовок с малым отношением длины к диаметру. При применении цикла вертикалей каждая зона обработки выбирается минимальной длины (рис. 2, б). В этом случае общее время вспомогательных ходов больше, а скорость резания внутри каждой зоны сильно меняется из-за большого изменения диаметра обработки. Зато после обработки очередной зоны жесткость заготовки в следующей зоне практически не уменьшается, поэтому цикл вертикалей применим и для нежестких заготовок с высоким отношением длины к диаметру.
|
|
|
Типовые схемы переходов и стратегии черновой токарной обработки. Каждая зона токарной обработки, как правило, соответствует одному технологическому переходу. В простейшем случае контур заготовки может быть довольно близок к контуру детали (поковка, поперечно-клиновой прокат, отливка и т.п.) и для ее обработки достаточно запрограммировать движение инструмента по контуру или эквидистанте к нему.
Однако более частым случаем является ситуация, в которой для получения контура детали необходимо снимать припуск с заготовки за несколько проходов (например, с проката). В зависимости от конфигурации заготовки и чернового контура детали, а также от технологических возможностей инструмента, выбирается схема обработки, т.е. общая конфигурация траектории инструмента, и стратегия обработки – направление основных и вспомогательных ходов траектории при многопроходном снятии припуска и некоторые другие параметры обработки. Наиболее употребительные схемы переходов и типовые стратегии их применения при токарных операциях показаны в таблице 1.
|
|
|
Схема «петля» характеризуется тем, что по окончании рабочего хода инструмент отводится («отскакивает») от обработанной поверхности и на быстром ходу возвращается во время вспомогательного хода назад. Затем выполняется выход инструмента на глубину следующего слоя припуска и т.д. Эту схему наиболее часто применяют для обработки открытых и полуоткрытых зон, а некоторые стратегии, основанные на этой схеме, используются для обработки ступенчатых валов.
Схема «виток» («зигзаг») предусматривает работу инструмента на подаче как в прямом, так и в обратном направлении. Стратегии, основанные на этой схеме, могут быть реализованы в зонах обработки всех видов.
Схема «спуск» характерна тем, что припуск снимается при радиальном врезании резца, а установка на глубину резания выполняется в продольном направлении. Наиболее часто эту схему и основанные на ней стратегии используют при черновой обработке закрытых зон и многопроходной обработке широких канавок и торцовых проточек.
Кроме перечисленных в таблице 1 типовых стратегий черновой токарной обработки существуют и более сложные стратегии, основанные на схемах «петля», «виток» («зигзаг») и спуск. Среди них особый интерес представляют стратегии обработки полуоткрытых зон, основанные на схеме «петля».
|
|
|
При реализации стратегии с подборкой остатков припуска предыдущего прохода (рис. 3, а) инструмент движется на рабочем ходу до соприкосновения с контуром детали, затем – вдоль контура до точки окончания предыдущего прохода и возвращается назад. Стратегия с зачистным проходом (рис. 3, б) предусматривает после снятия чернового припуска по схеме «петля» (классическая или с подборкой) выполнение получистового прохода по контуру детали. При многопроходном снятии припуска по контурной (рис. 3, в) и эквидистантной (рис. 3, г) стратегиям инструмент движется по эквидистанте или параллельно контуру детали, постепенно приближаясь к нему.
Таблица 1 – Типовые схемы переходов и типовые стратегии токарной обработки основных поверхностей
| Схема перехода | Типовые стратегии в зонах обработки: | ||
| открытой | полуоткрытой | закрытой | |
«Петля»
|
|
|
|
«Виток» («зигзаг»)
|
|
|
|
«Спуск»
|
|
|
|
Детали, предназначенные для токарной обработки на станках с ЧПУ, имеют типовые дополнительные и вспомогательные конструктивные элементы, для обработки которых также используются типовые стратегии разделения припуска на зоны и их обработки. К типовым конструктивным элементам относятся наружные угловые канавки (выточки) для выхода абразивного инструмента, проточки для выхода резьбообразующего инструмента, канавки для пружинных, упорных и уплотнительных колец и т.п., ручьи шкивов, а также глубокие и широкие канавки, размеры которых значительно больше размеров резцов.
 а)
|
|  в)
| |
|
| Рисунок 3 – Стратегии чернового снятия припуска
а) с подборкой; б) с зачистным проходом; в) контурная; г) эквидистантная. | ||
б)
г)
Особым случаем обработки канавок является отрезание обработанной детали от заготовки, когда диаметр отрезания превышает возможности отрезного резца. Часто при этом на отрезаемом торце также и снимается фаска. В таком случае для прорезания всей толщины детали применяется стратегия, реализующая схему «спуск» для расширения канавки, чтобы в нее могла поместиться конструктивная часть резца (рис. 4). Иногда канавку приходиться расширять несколькими ступенями. Обратите внимание, что фаска снимается при угловом движении резца в сторону предварительно прорезанной канавки.
|
| Рисунок 4 – Стратегия отрезания при недостаточной длине резца |
При многопроходном нарезании резьб резцами на токарных станках с ЧПУ применяют две основные стратегии: с радиальным и боковым врезанием, отличающиеся способом формообразования. При радиальном врезании (рис. 5, а) резец работает в режиме несвободного резания. Стружка формируется одновременно двумя кромками резца, что затрудняет процесс ее образования и отвода, поэтому эту стратегию применяют для нарезания резьб с шагом до 2 мм включительно и чистовой обработки резьб. Для черновых ходов при нарезании резьб с шагом более 2 мм применяют боковое врезание (рис. 5, б), при котором стружка образуется только одной режущей кромкой резца. Более эффективной с точки зрения образования стружки и равномерного износа режущих кромок резьбового резца, но более сложной в реализации является схема с чередующимся боковым врезанием (рис. 5, в), при которой на четных проходах резание осуществляется одной кромкой резца, при нечетных – другой. Существуют и другие разновидности схем многопроходного нарезания резьб с чередованием режущих кромок (например, боковое–радиальное врезание и т.д.).
| 
| 
|
| 
| 
|
| а) | б) | в) |
| Рисунок 5 – Стратегии многопроходного нарезания резьбы резцами: а) с радиальным врезанием; б) с боковым врезанием; в) с чередующимся боковым врезанием. | ||
Все перечисленные стратегии отличаются способом разделения припуска на части и его снятия. Они основаны на рассмотренных выше типовых схемах «петля», «виток» («зигзаг»), «спуск» и их комбинациях. Несмотря на кажущуюся простоту типовых схем, на их основе может быть реализовано большое количество различных стратегий обработки.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1239; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!