1. Технологический процесс и его структура Технологическим процессом
 Скачать 28.29 Mb.
|
|
4.7. Типовые компоновки ГПМ для обработки корпусных деталей. Для ГПМ при обработке корпусных деталей характерен спутниковый способ передачи заг-ок. а) спутник с Т-образными пазами для крепления деталей (рис 5.7.1) б) спутник с резьбовими отверстиями для крепления детали (рис 5.7.2). В ГПМ для обр-ки корпусных деталей входят станок типа ОЦ и промежуточная позиция загрузки детали в рабочую зону. КОМПАНОВКИ ГПМ. 1. С продольным распол-ем позиции для загрузки (рис 5.7.3) 2. Фронтальное расположение позиции перегрузки. а) подвижная позиция (рис 5.7.4.) б) повортная позиция (рис 5.7.5) Применяются для больших габор-х деталей и небольших ходах стола. в) неподвижнаяпозиция (рис 5.7.6) Для увеличения времени работы ГПМ без непосредственного участия оператора применяют накопители деталей. 1). Кольцевой накопитель: (+) простота конструкции, (-) большая занимаемая площадь, фиксированное число позиций накопителя. (рис 5.7.7) 2). Линейный накопитель: (+) переменное число позиций накопителя, легкость объединения модулей в ГПС.(-) сложность системы транспортировки деталей. (рис 5.7.8) …………………….. Типовые компоновки (ГПМ) для обработки корпусных деталей. Модуль ГПС корпусных деталейсостоит из многоинструментапьного станка. накопителя столов - спутников, устройств автоматической загрузки - выгрузки столов-спутников со стола станка замены режущего инструмента, уборки стружки, контрольно-измерительной системы. На рис. I в качестве примера приведен «Модуль-500» на базе обрабатывающего центра ИР-500МФ4 Ивановского станкостроительного производственного объединения. Составной частью модуля является накопитель спутников с обрабатываемыми деталями. Наличие столов-спутников контролируется автоматически с помощью датчиков. Самостоятельный узел представляет устройство замены Рис 1. «Модуль-500» на базе многоцелевого сверши ьно-фрезерно-расточтаа станка модели ИР-500МФ"4 1-станок модели ИР-500МФ4; 2- электрооборудование;3-систсма управления измерением; 4-УЧПУ; 5-накопитель спутников; 6-устроиство смены спутников; 7-спутник; 8-устройство смены инструментов режущего инструмента в магазине станка. Инструмент заменяется автоматически по программе. По команде от центральной ЭВМ устройство доставляется на накопитель модуля и передается на поворотный стол станка. Стол с устройством перемещается, коническая оправка барабана вставляется в шпиндель станка и зажимается шариковым зажимом. Стол станка с устройством возвращается в первоначальное положение, и барабан с инструментом остается на шпинделе. Затем шпиндельная бабка с барабаном поднимается до зоны действия манипулятора смены инструмента, который осуществляет переустановку инструмента из барабана в магазин станка и обратно. При полной замене инструмента шпиндельная бабка с барабаном опускается в нижнее положение, барабан закрепляется в устройстве, передается на накопитель и далее снимается с него. В устройстве 10 инструментов, время смены инструмента 6 с, Рис. 2. Модуль на Hate многоцелевого станка модели 2254ВМФ4 и накопителя члеваторнаю / — станок модели 2254ВМФ4; 2 — накопитель; 3 — загрузочное устройство Контрольно-измерительная система состоит из измерительной, головки и блока обработки данных. Измерительная головка содержит аналоговую индуктивную систему и преобразователь. В блок обработки данных входят приемник, микропроцессор и устройство ввода для передачи коррекции в систему ЧПУ. Измерительная головка находится в магазине станка и по команде программы вставляется в шпиндель вместо инструмента. Контроль осуществляется наличием контакта между детатью и щупом измерительной головки. Сигнал измерения передается в блок обработки данных. Дальнейшая обработка измерений и выдача управляющих воздействий на коррекцию производятся системой ЧПУ Другим типом модуля является компоновка многоинструментальных станков 2204ВМФ4 и 2254ВМФ4 с накопителем элеваторного типа (рис. 2) Преимущество такого накопителя заключается в экономии производственной площади при одинаковом числе позиций его, Подобными накопителями можно оснащать отдельные многоцелевые станки, превращая их тем самым в модули. Раздел 5. 5.1. Современные инструм-е мат-лы и их выбор для различных технологических условий. Синтетические- сверхтвердые материалы обладают высокой твердостью, износостойкостью, низким коэф-м трения. Их подразделяют на материалы с основой в виде кубического нитрида бора и материалы на основе алмазов. Синтетический алмаз получают из графита при высоких давлениях и темпер-х , полученные кристаллы дробят в порошок, кот-ы используют для получения алмазнообразивногоинстр-та (кругов, брусков и т.д). Алмаз обладает высокой степенью жесткости, высокой теплопроводностью и теплоемкостью, малым коэф-ом теплового расширения.Он применяется для обра-ки твердых сплавов. Алмаз-ые резцы применяют в качестве чистового и отделочного инструмента при обраб-е цветных металлов, сплавов и неметал-их матерьялов. Алмазы используют для правки шлиф-ых и алмазных кругов. (-) высокая хрупкость. Более перспективным являются материалы на основе кубического нитрида бора (КНБ), которые по твердости приближаются к алмазу,. Но имеют более высокую теплостойкость. КНБ –это хим-ое соединение из бора и азота. Получаются при мен-их давлениях и темп-хтакие материалы на основе КНБ как :эльбор, гексанит, композит. Их применяют для получистовой, чистовой, отделлочной обр-ки закаленных сталей, твердых сплавов, чугунов. Порошки исп-ют для изготов-я абраз-о инструм-та. В последнее время к синтетическим сверхтерд-м матерьялам относятся матер-ы, содержащие композиции Si-Al-O-N в основе которых – нитрид кремния Si3N4. Внедрение инстр-ов из сверхтвердых матерьяловпозволяет исключать микротрещены, улутшать качество пов-ти,повысит производительность в 1,5-4 разаза счет увеличения скорости резания. Инструмент-е стали: -Углеродистые: У7-У8- инструм-т, работающий при ударных нагрузках. У10-У13-при статистических нагрузках (напильники), -Легированные: выдерживают нагрев до 250-500С (хромокремнистая 9ХС,хромовольфрамовая ХВ5) -Быстрорежущие: содержат 6-19 вольфрама и 3-4,6 хрома, выдерживают нагрев до 600С. Р9-использ-ся приобр-ке кострукционных углеродистых сталей, но она плохо поддается шлиф-ю. Р112 и Р6М5-использ-ся для изготовления сверл, метчиков. Р9К5-Р9К10- использ-ся для изготов-я инсрум-ов, раб-их на повышенных скоростях резания. -Конструкционные- исп-ся для изгот-я державок, хвостовиков деталей крепления составного и сборного реж-го инср-та. Твердосплавные марки -Вольфрамовые (ВК2, ВК3М, ВК6 ит.д)-более вязкие и мене хрупкие,поэтому применяют для обраб-ки чугуна, при наличии ударных нагрузок,для обр-ки цветных металлов и сплавов. -Титановольфрамовые Т5К10,. Т15К6, Т30К4)-твердые износостойкие, но менее вязкие,меньше коэф-овтрения, использ-ся при обр-ке незакаленных сталей. ………………………. Современные инструментальные материалы и их выбор для различных технологичных условий. 1.Инструментальные углеродистые и легированные стали. Из углеродистых сталей изготовляют метчики, плашки, развёртки н др. режущий инструмент, работающий с малыми скоростями резания,'. Легированные инструментальные стали обладают повышснной вязкостью в закалённом состоянии, более глубокой прокаливаемостью, меньшей склонностью к деформациям и трениям. При закалке широко применяют 9ХС, X, 11Х, ХВГ(режущий инструмент, резьбовые калибры, (пуансоны, матрицы и т, д.) 2. Быстрорежущие стали. Их режущие свойства определяются объемом основных карбндообразующих элементов - Вольфрама, Молибдена, Ванадия - и легирующих элементов - Кобальта, Азота. Хорошо сохраняют твёрдость при многократном нагреве и особенно эффективны при обработке сталей с пределом прочности σВ=900-1000МПа и чугунов с твёрдостью НВ 270-280. Применяется для чистовых и получистовых инструментов (фасонные резцы, развёртки, протяжки, фрезы) при обработке нелегированных и легированных конструкционных сталей. 3.Твёрдые (металлокирамнческие) сплавы. Получают методом Порошковой металлургии. Содержат смесь зёрен карбидов, нитридов, карбонитридов, тугоплавких металлов в связывающих материалах. Стандартные марки твёрдых сплавов выполнены на основе карбидов Вольфрама WC, Титана TiC, Тантала ТаС, Кобальта Со в составе твёрдых сплавов является цементирующей связкой. Стандартом ИСО выделены 3 группы применяемости твердосплавного режущего инструмента: Р- для обработки материалов, дающих сливную стружку; К- для мат., дающих стружку надлома, М- для обработки материалов универсальными твёрдыми сплавами. Твёрдые сплавы обычно изготовляются в виде пластин путём спекания при t= 150Q*C в электропечах. Основное преимущество инструмента, оснащенного пластиной из твёрдого сплава — его режущие I свойства не уменьшаются при t нагрева до 800- I 900°С. Поэтому' такие инструменты применяют для обработки твёрдых металлов, включая закалённые стали, и неметаллических труднообрабатываемых материалов. Недостаток твёрдых сплавов - их хрупкость. Трёхкарбидныс сплавы, содержащие карбиды Вольфрама, Титана и Тантала отличаются повышенной юносостойкостью, прочностью и вязкостью. Их применяют при обработке труднообрабатываемых сталей аустенитного класса Для обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе и титановых сплавов применяют пластины из твердого сплава группы ВК. не содержащих в своей основе титана. 4. Минералокирамичсские материалы. Обладают высокой твёрдостью, теплостойкостью, износостойкостью и неокислясмостью Однако минералокирамика уступает металлокирамическим сплавам по теплопроводности и пределу прочности на изгиб. Свойства: Хорошо сопротивляется истиранию и износу, обеспечивает высокую размерную стойкость режущего инструмента. Минерало-кирамичкский инструмент имеет незначительную склонность к схватыванию с обрабатываемым материалом, что особенно ценно при обработке жаропрочных сплавов. Недостаток минералокирамики-повышенная хрупкость. Поэтому наибольшее распространение он получил, при чистовом н получистовом точении чугуна, цветных металлов на основе меди, конструкционных легированных (в т. ч. закалённых сталей, жаропрочных никелевых сплавов). 5. Синтетические сверхтвёрдые материалы ( СТМ ). : СТМ обладают высокой твёрдостью, износостойкостью, низким коэффициентом трения и высокими режущими свойствами. А материалы. созданные на основе Кубического Нитрида Бора (КНБ) - инертностью к железу В настоящее время промышленность выпускает 2 группы СТМ на основе: нитрида бора-композиты; углерода- поликристаллические алмазы АСПК(карбанадо), АСБ(баллас), СКМ и др. Эти 2 группы имеют не вязанные друг с другом области применения-омпозиты практически инертны к чёрным металлам, а алмазы проявляют по отношению к !им значительную активность, особенно при высоких 1 и давлениях в зоне резания. Инструмент из композита применяют в основном ця обработки чугунов и сталей (в т.ч.акалённых), а инструмент из синтетических алмазов - для обработки цветных металлов и плавов, и металлических материалов. 5.2. Принципы построения систем режущих и вспом-ных инструментов для токарных станков с ЧПУ. Система режущих и вспом-ных инструментов для токарных станков с ЧПУ должна обеспечивать размерную стойкость инстр-та, стабильность его работы, быстросмен-ть, взаимозаменяемость. Принципы построения систем. Применение взаим-емого инст-та настроенного на размер, что позволяет исключить потери времени на первоначальную настройку. -использование сил резания для частичного или полного крепления инструмента, что упрощает конструкцию механизма крепления инстр-та, обеспечивает более высокую точность установки и сокращения времени на замену инст-та, - встройка узлов автомат-ой поднастройки и регулировки инст-та для компенсации системат-х погрешностей размеров заг-ки, что обеспечивает повышение размерной стойкости инст-та. - использ-е принципа обновления режущих участков одной и той же кромки (прерывное и непрерывное) обновление резцов (зубьев), самих инст-ов. - обеспечение формирования и отвода стружки в процессе резания. В автоматиз-м произ-ве использ-ют обычный стандар-й инст-т. Однако технич-е требования к инстр-ным материалам и к точности изготовления повышенные. Станки, с ЧПУ должны быть оснащены быстросменной инст-ой оснасткой. При этом быстросменным элементом может быть многогранная неперетачиваемая твердосплавная пластинка. Настройка инструм-та на размер осуществляется вне станка, на специальных приспособ-ях для размерной настройки. При выборе вспом-го инст-та учитывают следующие требования. - его номен-ра и стоимость должны быть сведены к экон-ки обоснован-у минимуму. - крепление режущего инст-та должно обеспечивать требуемую точность, жесткость и виброустойчивость. - в необходимых случаях, он должен обеспечивать возможность регулирования положения режущих кромок инст-та………………………… 2 Принципы построения систем режущих и вспомогательныхинструментовдля токарных станков с ЧПУ. В технол. Наладку станка с ЧПУ входят инструменты и приспособления необходимые для обработки всех поверхностей, а также инструменты, применение которых снижает время обработки, облегчает обслуживание и т. д. Технологически необходимые инструменты составляют комплект, состав которого зависит от вида заготовки, её конфигурации, системы ЧПУ и технологических возможностей станка. Например, для токарной обработки в патроне заготовки типа «втулка» из штучной заготовки на станке с контурной системой ЧПУ к технологически необходимым инструментам относятся: сверло, резец расточной, резец расточной контурный, резец проходной. При оснащении станка прямоугольной системой ЧПУ в число технологически необходимых инструментов войдут резцы для снятия фасок и прорезки канавок для выхода шлифовального круга. К инструментам, облегчающим условия обработки можно отнести сверло большего о и набор сверл, расточную оправку большего о и проходной контурный резец. Инструменты станков с ЧПУ отвечают следующим требованиям: высокой режущей способностью, благоприятными условиями стружкоотвода, стабильностью качества и высокой стойкостью, возможностью настройки на размер вне станка, технологичностью в изготовлении и относительной простотой конструкции. Для обеспечения этих требований подобраны типовые комплекты инструментов. Это минимальный по числу и строго регламентированный по исполнению набор вспомогательных и режущих инструментов, позволяющий реализовать технологические возможности станка. Режущий инструмент представлен стандартными и специальными конструкциями инструментов. Спец конструкции, в свою очередь, делятся на комбинированные и модульные. Стандартные конструкции приведены в справочниках, они являются режущим инструментом общего назначения и рекомендуются для использования на токарных станках с ЧПУ при обработке заготовок из конструкционных сталей и чугуна. При относительно большой серийности используют комбинированный инструмент (многоступенчатые свёрла, зенкера), который позволяет штучное время при обработке заготовок корпусных деталей на 10-20%, благодаря а-времени резания и вспомогательному времени. Режущий инструмент подразделяют на мерный (развёртки, метчики, зенкеры), немеркый (резцы, у которых вершина режущей кромки не имеет точных расстояний от трех базовых поверхностей) и промежуточный Промежуточное исполнение имеют стандартные свёрла, в диаметрнческом направлении они являются мерными, в осевом их вершина занимает переменное положение, в зависимости от числа повторных заточек. Такая классификация режущего инструмента важна для компенсации параметров изнашивания инструмента с помощью системы ЧПУ. Инструменты должны быть настроены таким образом, чтобы их вершины отстояли от отсчётной точки точно на предусмотренные управляющей программой координатные расстояния. Конструкция вспомогательного инструмента определяется его основными элементами: присоединительными поверхностями для крепления на станке его самого и режущего инструмента на нём. К вспомогательному инструменту предъявляют следующие требования: его номенклатура и стоимость должны быть сведены к экономически обоснованному минимуму; крепление режущего инструмента должно обеспечивать требуемую точность, жёсткость и виброустойчивость; в необходимых случаях обеспечивать возможность регулирования положения режущих кромок. Инструмент должен быть удобным в обслуживании (при необходимости быстросменным) и технологичным в изготовлении. Вспомогательный инструмент служит для компоновки специальных функциональных единиц – инструментальных блоков (комбинаций режущего и вспомогательного инструмента), каждый из которых предназначен для выполнения контрольного технологического перехода. 5.3. Принципы построения систем режущих и вспом-ных инструментов для многоцел-х станков и ОЦ для обр-ки корпусных деталей. На станках с ЧПУ с автом-й сменой инстр-ых блоков, состаящих из реж-го и вспом-го инстр-та,применяют сис-мы инстр-ой оснастки, основой которых служит унив-ая униф-я подсис-а вспом-го инст-та, предназначенного для станков различных моделей. Вспом-я сис-ма инст-ов состоит из ряда оправок и ряда патронов для различного вида инст-та. При обр-ке прин-ют станд-ный и спец-ый реж-ий инстр-т. к нему предъяв-ют повышенные требования по точности, жёсткости, быстроте смены и наладки на размер, стойкости, стабильному стружкоотводу, надёжности. Включенный в систему инстр-т позволяет выполнять все основные виды обр-ки пов-ей деталей. На станках с ЧПУв основном используют сборочный вспом-ый инстр-т, который обладает меньшей жёсткостью по сравнению со сплошным, однако в этом случае сущ-но умен-ся номенклатура примен-го инстр-та. Кроме того сборочный инстр-т хорошо гасит возник-ие при обр-ке вибрации (рис 6.3.1). Широкое применение на станках типа ОЦ начинают находить различные головки для обр-ки группы отв-ий, плоских пов-ей, расположенных под углом и т.д. Раздел 6. |