Часть 2
Основы управления точностью обработки в ГПС.
Лекция 9
План:
1. Требования к деталям, обрабатываемым в ГПС механообработки.
2. Обоснование необходимости управления процессом достижения
требуемой точности в ГПС.
3. Координатные системы МЦС с ЧПУ и этапы достижения
точности при обработке.
4. Формирование размерных связей, определяющих точность
обработки на МЦС с ЧПУ.
1. Требования к деталям, обрабатываемым в ГПС механообработки
В целом требования к конструкции и к чертежам деталей, обрабатываемых в ГПС, соответствуют аналогичным требованиям, предъявляемым при проектировании обработки деталей на станках с ЧПУ. В основу этих требований положены два принципа:
- обеспечение нормальных условий механической обработки резанием в автоматическом цикле;
- удобство программирования обработки.
Для деталей, обрабатываемых в ГПС, необходимо также обеспечить возможность автоматического выполнения загрузки, транспортирования и других вспомогательных переходов. Добавляется и ряд новых специфических требований.
Детали, обрабатываемые в ГПС, должны иметь:
- сходство материалов, конструктивно-геометрических параметров и технологических операций;
- явно выраженные базы и признаки ориентации.
Конструкция деталей должна обеспечивать возможность выполнения как можно большего числа переходов за одну установку. Для деталей, не имеющих конструктивных отверстий и элементов, которые могли бы служить базами, необходимо вводить технологические отверстия и жестко увязывать их к конструктивными элементами.
Следует четко отделять обрабатываемые поверхности от необрабатываемых, предусматривая выступы.
Класс точности обработки не должен превышать точность, обеспечиваемую станками с ЧПУ. Координаты всех элементов, в том числе отверстий следует задавать в прямоугольной системе. Размеры, определяющие взаимное расположение обрабатываемых поверхностей нужно задавать от базовой поверхности.
Нежелательны резьбовые отверстия менее М6. Недопустима обработка больших торцов отверстий с обратной стороны стенок детали. Сопряжения обрабатываемых поверхностей целесообразно выполнять с одинаковыми радиусами по всему контуру, при чем как внутреннему, так и наружному.
Твердость заготовок должна колебаться в небольших пределах.
2. Обоснование необходимости управления процессом достижения требуемой точности в ГПС
В ГПС применяется большое число разнообразного взаимозаменяемого вспомогательного инструмента и взаимозаменяемой технологической оснастки: спутников, зажимных приспособлений, адаптеров. Несмотря на высокую точность изготовления, наличие большого количества оснастки приводит к образованию длинных и разветвленных размерных связей и, как следствие к большим погрешностям обработки. Суммарная величина этих погрешностей может достигать величины 0,08 - 0,1 мм, что в несколько раз превышает погрешность позиционирования рабочих органов станка, равную 0,01 - 0,03 мм и установленные на обработку допуски линейных и диаметральных размеров (0,03...0,05 мм).
В этих условиях необходимо производить подналадку оборудования по результатам выполнения первых проходов или обработки первых деталей. Это приводит к потере производительности и дополнительными затратам труда высококвалифицированного наладчика-оператора. Кроме того, теряется смысл организации ГПС, поскольку она в этом случае не позволяет обеспечивать требуемую точность обработки в автоматическом режиме.
Чтобы исключить постоянные подналадки можно предъявлять более жесткие требования к точности применяемой контрольно-измерительной и технологической оснастки, к режущему и вспомогательному инструменту. Но это значительно повышает затраты на их изготовление и эксплуатацию.
Таким образом, в ГПС необходимо автоматически управлять процессом достижения требуемой точности с помощью специальных систем. Реализацию этого направления можно рассмотреть на примере обработки корпусной детали на вертикальном многоцелевом станке (МЦС) с ЧПУ.
3. Координатные системы МЦС с ЧПУ и этапы достижения точности при обработке.
Технологическая система МЦС с ЧПУ (рис. 9.1) представляет собой совокупность нескольких координатных систем (КС).
Sс - КС станка; физически она представлена перемещениями рабочих органов по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Начало отсчета (нуль станка) - точка с нулевыми значениями перемещений рабочих органов. С помощью системы ЧПУ начало отсчета может быть перенесено в любую точку рабочего пространства станка (плавающий нуль).
Sд - КС детали, физически она представлена комплектом технологических баз детали. Относительно нее задаются и в большинстве случаев выдерживаются все размеры обрабатываемых поверхностей.
Sпп - КС позиционного приспособления; физически она представлена комплектом исполнительных поверхностей для базирования спутника.
Sсп и Sа - КС спутника и адаптера; физически они представлены комплектом их основных баз.
Sи - КС инструмента; она построена на его режущих кромках.
Sит - исходная (нулевая) система отсчета координатных перемещений рабочих органов станка. Начало этой КС называется исходной точкой (ИТ). От нее отсчитывается величина запрограммированного перемещения инструмента или детали. Положение ИТ фиксируется на этапе статической настройки.
Рис. 9.1. Координатные системы МЦС с ЧПУ
Для осуществления процесса обработки с заданной точностью между указанными системами координат должны быть установлены требуемые размерные связи. Как известно, процесс достижения точности при обработке состоит из трех отдельных связанных этапов:
1). Установка обрабатываемой заготовки.
2). Статическая настройка технологической системы.
3). Динамическая настройка технологической системы.
На каждом этапе формируются свои размерные связи, причем выдерживаемый при обработке окончательный размер АD является замыкающим звеном размерной цепи:
`А
=`АУ +`АС
+`АД ,
где:`АУ,`АС,`АД - соответственно размеры установки, статической и динамической настройки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
