Сучасне машинобудівне виробництво важко уявити без верстатів з числовим програмним управлінням. Сьогодні вони широко застосовуються як на промислових гігантах, так і на малих підприємствах. Безсумнівно, що успішний розвиток машинобудівної промисловості неможливо без активного використання обладнання з ЧПУ і автоматизації виробництва.
Збільшення парку верстатів з ЧПУ призводить до підвищення вимог до технологічної підготовки виробництва, в тому числі до якості розробки керуючих програм (УП).
Сьогодні всі основні розробники САПР в складі своїх програмних комплексів пропонують модулі для розробки УП для верстатів з ЧПУ. До переваг цих модулів можна віднести те, що, будучи інтегрованими в системи автоматизованого проектування і відповідно забезпечуючи коректний обмін моделями між конструкторськими і технологічними модулями, вони дозволяють успішно розробляти УП для основних видів металообробного обладнання зі стандартними технологічними можливостями - для фрезерних, токарних та верстатів . Недоліками ж багатьох систем є необхідність у високій кваліфікації технологів для роботи в CAM-системі, найчастіше неінформативне інтерфейс користувача, необхідність виконання численних ручних операцій, недостатньо розвинені функції діагностики програм на предмет виявлення помилок, обмежені можливості створення УП для найбільш сучасних або унікальних видів обладнання.
Вирішити всі ці проблеми взялися розробники спеціалізованого програмного забезпечення (ПО). Наприклад, для перевірки та оптимізації УП інженерно-консалтингова компанія СОЛВЕР (SOLVER) пропонує застосовувати програмний комплекс Vericut фірми CGTech (США), що дозволяє скоротити час обробки на 30-50%.
Крім того, на ринку програмних продуктів для виробництва пропонується ПО для автоматизованої підготовки УП, про який ми розповімо докладніше.
PartMaker: автоматизована розробка УП
Для автоматизованої розробки УП для металообробного обладнання з ЧПУ фірма СОЛВЕР пропонує (вперше в Росії) використовувати програмний комплекс PartMaker від компанії IMCS (США). Поряд з підготовкою УП для традиційної групи металообробних верстатів (токарних, фрезерних і електроерозійних) це сучасний та ефективний ПО дає можливість розробляти програми для найбільш сучасного і унікального обладнання, в тому числі для верстатів-автоматів поздовжнього точіння (SwissType) і багатоцільових токарно-фрезерних центрів .
Модульна структура PartMaker дозволяє купувати лише те ПО, яке є для підприємства актуальним на даний момент, і обладнувати програмний комплекс новими модулями в міру необхідності. У ПО входять п'ять основних модулів для розробки УП:
Для верстатів-автоматів поздовжнього точіння - SwissCAM;
Для токарно-фрезерних верстатів - Turn-Mill;
Для токарних верстатів Turn;
Для фрезерних верстатів Mill;
Для верстатів - Wire EDM.
Зручний інтерфейс користувача: легке освоєння ПО, швидка розробка УП
Основною перевагою PartMaker є простота створення і перевірки УП. ПО працює під управлінням Windows. Для спрощення і прискорення процесів розробки УП використовується система графічних і текстових підказок. Крім того, в PartMaker застосовується база даних обробки, що дозволяє накопичувати виробничий досвід щодо використання металорізального інструменту, режимах різання, а також про повторюваних операціях. Все це полегшує освоєння ПО і дозволяє технологу (а не програмісту) швидко пройти навчання і почати розробляти якісні програми.
Для програмування в PartMaker застосовується сучасна методика візуального програмування. Деталі зі складною обробкою розбиваються на групи площин і поверхонь обертання, а за допомогою картинок-підказок вибирається потрібний вид обробки. Стратегія обробки встановлюється користувачем. Наприклад, можна виконати повний цикл обробки однієї поверхні, а потім перейти до обробки іншої або ж обробити всі поверхні одним інструментом, замінити його наступним (згідно з розробленою технологією) і знову обробити всі поверхні.
Візуалізація обробки можлива як на етапах створення технологічних переходів, так і у всій програми в цілому. Імітація процесів обробки здійснюється на екрані комп'ютера з динамічної тривимірної демонстрацією видалення матеріалу. Є можливість повороту, масштабування і зміни точки і панорами спостереження. При цьому можна спостерігати одночасну роботу декількох інструментів, а також процес передачі деталі в протівошпіндель. Для заготівлі можливе завдання режиму напівпрозорості, а також створення розрізу, що дозволяє побачити процес обробки внутрішніх порожнин або закритих зон. При четирехкоордінатной обробці можна спостерігати обертання заготовки навколо інструменту. Для автоматів поздовжнього точіння ПО моделює переміщення прутка всередині направляючої люнетной втулки, дозволяючи побачити реальний процес обробки, що відбувається на верстаті.
У PartMaker є свій вбудований графічний редактор для створення математичних моделей оброблюваних деталей за допомогою графічних примітивів (точок, ліній, дуг, фасок і т.п.). Інтерфейс користувача розроблений таким чином, щоб максимально полегшити і прискорити процес створення геометрії моделей. Цьому сприяють і стандартні команди Windows: «Копіювати», «Вирізати», «Вставити» і т.д. Передбачена можливість виконання таких коригувальних операцій, як зрушення і поворот зображення. Крім того, можливий імпорт в PartMaker двовимірних моделей в форматі DXF і тривимірних моделей з будь-якої системи CAD / CAM, включаючи Pro / Engineer, AutoCAD, SolidWorks, Unigraphics і ін. При необхідності імпортовані моделі можуть бути доопрацьовані технологом, а потім повернуті назад в систему конструювання.
Розробка УП для механічної обробки
Програмування механічної обробки в PartMaker ведеться по технологічних переходах в залежності від виду обробки (токарної або фрезерної), в тому числі для токарно-фрезерних центрів і автоматів поздовжнього точіння, і включає наступні можливості:
2-осьовий фрезерування з 3-осьовим позиціонуванням інструменту, обробка кишень з будь-якою кількістю виступів, з урахуванням попутного або зустрічного фрезерування, а також з введенням режиму корекції;
Контурне фрезерування;
Державна освітня установа
вищої професійної освіти
Московський державний індустріальний університет
ГОУ ВПО МГИУ
Науково-освітній матеріал
Круглий стіл на тему «Розробка керуючих програм для верстатів з ЧПУ з використанням сучасних CAD / CAM - систем»
Склад науково-освітнього колективу:
Бурдина Е.А., к.п.н., доцент
Єгоркіна Є.Б., провідний інженер
Чічекін І.В., к.т.н.
Москва 2010 р
Розробка керуючих програм для верстатів з ЧПУ з використанням сучасних CAD / CAM - систем.
Метою цього курсу є підвищення кваліфікації викладачів вищої школи, пов'язаних з експлуатацією та навчанням на верстатах з ЧПУ.
Процес підготовки керуючої програми, перевірки її на ЧПУ і остаточного відпрацювання на верстаті, вимагає спеціальної підготовки в цій галузі.
Програмою передбачено теоретичний курс, а також практичні заняття з використанням трьох координатного вертикально фрезерного багатоцільового верстата MIKRON 600 Рro c системою ЧПУ Heidenhain TNC530, токарно-фрезерного обробного центру INDEX ABC з системою ЧПУ Sinumeric.
"Підготовка та контроль керуючих програм для верстатів з ЧПУ фрезерної групи"
Тема 1. Введення. Вертикальний фрезерний багатоцільовий верстат з ЧПУ моделі MIKRON 600 Pro. Призначення і область використання верстата. Основні вузли і технічні характеристики верстата. Режими різання.
Тема 2. Pro ENGINEER . Побудова геометричної моделі, використовуючи елемент Ескізування. Створення твердого тіла, формує типову корпусні деталь.
Тема 3.
Тема 4. GPost .
Тема 5. Heidenhain TNC 530. Пристрій імітаційної панелі управління. Управління файлами. Робота з таблицями інструментів. Дані інструменту. Корекція інструменту.
Тема 6. Heidenhain . Рух інструменту. Функції траєкторії. Програмування контурів. Робота із застосуванням циклів.
Тема 7. Ручне програмування контурів в кодах ISO .
Тема 8. Візуальний контроль траєкторії руху інструменту. Перевірка програм оператором. Безпосередня обробка деталі на верстаті.
"Підготовка і контроль управляюіх програм для верстатів з ЧПУ токарної групи"
1. Тематичний зміст курсу
Тема 1. Введення. Токарно-фрезерний обробний центр з ЧПУ моделі INDEX ABC. Призначення і область використання верстата. Основні вузли і технічні характеристики верстата. Режими різання.
Тема 2. Основи геометричного моделювання в середовищі Pro ENGINEER . Побудова геометричної моделі, використовуючи елемент Ескізування. Створення твердого тіла, формує типову деталь для токарного оброблення.
Тема 3. Розробка керуючих програм. Проектування заготовки. Розрахунок технологічних параметрів виробництва. Створення таблиці інструментів. Побудова траєкторії обробки. Отримання керуючої програми.
Тема 4. Генерування керуючих програм за допомогою постпроцесора, використовуючи вбудований додаток GPost . Основні функції. Вибір постпроцесора.
Тема 5. Основи ручного програмування SINUMERIC . Управління файлами. Робота з таблицями інструментів. Дані інструменту. Корекція інструменту. Синхронізація інструментали головок.
Тема 6. Ручне програмування контурів використовуючи стандартні цикли. Токарні цикли. Цикли свердління. Функції траєкторії. Програмування контурів. Робота із застосуванням циклів.
Тема 7. Ручне програмування контурів в кодах ISO . Основні функції. Допоміжні функції. Формат кадру. Програмування контурів.
Тема 8. Візуальний контроль траєкторії руху інструменту використовуючи вертуально машину. Принцип роботи, основні функції. Перевірка програм оператором.
Тема 9. Навчання роботі на обладнанні. Складання керуючих програм. Робота на обладнанні. Безпосередня обробка деталі на верстаті.
Токарне оброблення.
Токарний багатоцільовий верстат фірми INDEX моделі АВС призначений для обробки широкої номенклатури деталей тіл обертання порівняно простих геометричних форм, як на автоматі (прутковий варіант заготовки), так і як на верстаті з ЧПУ для деталей складної геометричної форми (обробка індивідуальних заготовок). Таким чином, верстат INDEX моделі АВС об'єднав переваги автомата для обробки прутків з кулачковим управлінням і універсального токарного верстата з ЧПУ.
Необхідність поєднання на одному верстаті двох принципів обробки деталей визначається розвивається в даний час технології обробки дрібних деталей, висока ефективність обробки яких досягається використанням принципу поздовжнього точіння з яка подає цангою.
Автомати з яка подає цангою можуть працювати з прутками діаметром до 22 мм. Більшість таких верстатів управляються від ЧПУ. Практично завжди верстат комплектується спеціальним пристроєм, автоматично подає пруток в зону обробки через цанговий патрон.
Розширені технологічні можливості верстата забезпечуються широкою номенклатурою ріжучого інструменту і відповідне цьому кількість інструментальних головок. Наявність, наприклад, на верстаті 19 інструментів забезпечує повну обробку переважної номенклатури деталей виготовляються з дроту.
Для аналізованого варіанта верстата сьогодні комплект ріжучого інструменту є оптимізований набір, що забезпечує наступні операції обробки деталей: токарні, різьбові, відрізні, канавочні, а також розточувальні .. У цих інструментах використовуються всі переваги сучасних твердосплавних матеріалів зі зносостійкими покриттями і змінних пластин, які повністю використовують можливості верстата.
Вимоги до інструменту для дрібнорозміченою обробки дещо відрізняються від звичайних вимог. Ці вимоги повинні забезпечувати наступні особливості дрібнорозміченою обробки: більш високу точність і якість обробки; можливість обробки будь-яких матеріалів; уважніший контроль над процесом освіти стружки; проводити обробку з високою продуктивністю.
Мал. 1 . Різновиди багатогранних пластин, рекомендовані до використання дрібнорозміченою обробки: 1 - для відрізки і обточування канавок; 2 - для нарізування різьблення; 3 - для відрізки труб і деталей невеликого діаметра; 4 - для зовнішнього точіння; 5 - для розточування внутрішніх діаметрів; 6 - для відрізки, обробки канавок, нарізання різьби; 7 - обробка канавок; 8 - зовнішня різьба; 9 - зовнішнє точіння; 10 - внутрішнє різьблення; 11 - для внутрішнього точіння, обробки канавок і нарізування різьблення
Компонування і основні вузли верстата
Підстава верстата являє собою зварену сталеву конструкцію, на якій встановлена \u200b\u200bпохила станина з двома незалежними револьверними головками. Така конструкція має гарну демпфирующей здатністю, а також створює оптимальні умови для виконання точної обробки, оскільки структура несучої частини верстата має високу стійкість до вигину і крученню, що виникають в результаті процесу різання.
Всі лінійні переміщення по координатам відбуваються по напрямних кочення, які виготовлені з високою точністю і мають особливу чутливість до малих переміщень. З'єднання з силовим замиканням між шпиндельной коробкою і станиною, а також запобіжні муфти на всіх кулькових ходових гвинтах захищають працездатність верстата від можливих непередбачених зіткнень та інших нестандартних ситуацій.
Сприятливі термодинамічні умови роботи верстата забезпечуються симетричною конструкцією шпиндельной коробки і контролем змінюється в процесі різання температури, а також перпендикулярним розташуванням шпінделя коробки до інструментальної площині.
Основні переваги верстата наступні:
Компактна конструкція верстата, що займає порівняно невелику площу;
Скорочення штучного часу за рахунок обробки заготовки з двох сторін і з використанням до 3-х інструментів, що працюють одночасно;
Можливість роботи приводних (обертових) інструментів на всіх супортах верстата;
Можливість обробки сталевих багатогранних прутків;
Зручне і доступне для налагодження робочий простір верстата.
На рис. 2 показані основні вузли, що входять до складу верстата ,. Для наочності верстат представлений у вигляді відкритому від захисних пристроїв і зовнішньої огорожі.
рис.2 . Вузли токарного багатоцільового верстата з ЧПУ Index серії ABC: 1 - підстава; 2 - другий револьверний супорт; 3 - мотор-шпиндель; 4 - головний привід; 5 - супорт для обробки тильної сторони деталі; 6 - перший револьверний супорт; 7 - похила станина; 8 - привід подачі
Мал. 3. Робоча зона верстата: 1 - права частина оброблюваної деталі; 2 - цанговий патрон; 3 - шпиндель; 4 - супорт для обробки тильної сторони деталі; 5 - свердло малого діаметра; 6 - свердло; 7 - ліва частина оброблюваної деталі; 8 - різець; 9 - синхронний шпиндель; 10 - перший револьверний шпиндель; 11 - свердло; 12 поздовжній різець; 13 - другий револьверний супорт; 14 - каретка
Права сторона заготовки 1 може оброблятися будь-яким варіантом прохідного (або підрізного) різця 12 , Розташованого в другому супорті 13 , Який має лінійні координатні переміщення по X 2, Y 2, а також може встановлюватися за кутом по координаті з 1 . Лінійні переміщення супорта здійснюються каретками 14 . Крім того, на цій частині заготовки від першого супорта 10 можна обробляти центральні або бокові поверхні інструментами 11 .
Після повної обробки правій частині заготовки, до неї підводиться синхронно обертається шпиндель 9 і захоплює оброблену праву частину. Поперечним різцем, розташованим на другому супорті (на малюнку не показано), права частина відрізається від заготовки і супорт перший 10 виводить заготівлю 7 в положення, як це показано на рис. 3, для остаточної обробки її інструментами 5, 6, 8 додаткового супорта 4. Остаточно оброблена деталь звільняється від затиску і падає в магазин готових деталей.
При обробці пруткового матеріалу, після закінчення першої частини обробки з завантажувального пристрою подається заготовка до упору з метою не переривання циклу обробки від поєднаного режиму одночасної обробки правої і лівої частин заготовки.
Таким чином, на верстаті при обробці заготовок можна використовувати кілька варіантів технологічних стратегій обробки.
Мал. 4 Зразки деталей, виготовлені на верстатах серії АВС INDEX : А - деталь з алюмінію; б - бронзова втулка; в - сталева шайба; г мідними штуцер; д - сталева втулка; е - вилка
Система управління INDEX C200-4
Система управління INDEX C200-4 (рис. 4.9) виконана на базі системи Siemens 840 D і призначена для здійснення інтелектуального управління процесами різання на верстатах фірми INDEX.
Мал. 5. Система управління INDEX C 200-4
Відмітна особливість системи INDEX C200-4 полягає в незалежності управління процесами і зручністю програмування циклів обробки заготовок.
Незалежність управління дозволяє виробляти тестові індикації, не впливаючи при цьому на процес управління верстатом. На екрані пульта управління можна здійснювати загальний огляд роботи всіх шпинделів і осей переміщення супортів, визначати місце і причину з'явилися помилок, мати оперативну довідку про процес роботи верстата або необхідну сервісну документацію в будь-який час.
Зручність програмування, перш за все, визначається наявністю більше 70 підготовлених циклів, які знайшли більше додаток до технологічних процесів виготовлення різних деталей. У процесі різання система забезпечує оператора детальної інформаційною підтримкою і гарантує також надійне виконання програми при максимальній гнучкості при вирішенні конкретних завдань замовника. Крім того, система може вирішувати завдання забезпечення оптимального завантаження верстата.
Система управління забезпечує швидке налаштування на:
Блокування при необхідності всіх осей верстата;
Покроковий підведення інструментальних супортів;
Тестування перекриваються циклів обробки в стані до включення команди на початок обробки;
Контроль оператора перед кожним перемиканням револьверної головки.
Стартова позиція верстата забезпечується:
Поверненням в початкове положення (в нуль) натисканням відповідної клавішею;
- «перемотуванням» програми до необхідного місця зі збереженням синхронізації каналів;
Підведення за допомогою REPOS точно в стартову (нову) точку;
За допомогою стартових умов.
Структура системи управління
На рис.6 показана структура системи ЧПУ INDEX C200-4.
Для обробки заготовки розробляється, як правило, кілька програм. Ці програми зберігаються в каталозі з іменем заготовки. Кожна програма обробки містить наступні один за одним по часу команди для незалежного переміщення певного вузла верстата (наприклад, інструментальної каретки / револьвера).
Виконання окремої програми обробки, тобто первинна обробка кадру і інтерполяція шляху, відбувається в окремому каналі. Для одночасного виконання декількох операцій потрібно кілька каналів. Ці канали координує PLC (Програмований логічний контролер).
Каналах відповідають керовані осі, шпинделі і функції перемикання верстата, тобто керовані вузли.
Всіма програмами обробки деталей повинні бути привласнені номери, за якими б вони однозначно визначалися в загальній пам'яті.
Рис.6. Структура системи управління
Один канал обробляє власну програму обробки деталі. Всі канали верстата пронумеровані. Оскільки для одного затиску виробу бувають необхідні кілька каналів і нерідко додаткові спеціальні операції (тобто програми обробки деталі), то необхідно дотримуватися наступну структуру номера програми.
Звичайна обробка ( головна програма) Для каналу 1 (револьверна головка 1) називається:% _N_1_0_MPF або% _N_1_MPF.
Звичайна обробка (головна програма) для каналу 2 (револьверна головка 2) називається:% _N_2_0_MPF або% _N_2_MPF,
програма виготовлення деталі з прутка (програма почала прутка) для каналу 1 називається:% _N_1_7_MPF.
Головні програми і підпрограми записані в програмній пам'яті.
Поряд з ними існує ряд типів файлів, які можуть записуватися в проміжну пам'ять і при необхідності (наприклад, при обробці певної заготовки) переносяться в оперативну пам'ять (наприклад, для ініціалізації).
Всі заготовки зберігаються в каталозі " _ N_WKS_DIR ", утворюючи підкаталоги. Кожен підкаталог складається з упорядкованих програм обробки заготовки.
%_ N_1_0_ MPF
; Ім'я програми: ...
; - Початок програми ---
N10 L100
N20 GX73
N9999 M30
% _N_2_0_MPF
; $ PATH \u003d / _ N_WKS_DIR / _N_TEST_WPD
; Ім'я програми: ...
; - Початок програми ---
N10 L100
N20 GX73
N9999 M30
Підпрограма в заготівлі "Test"
% _N_L10_SPF
; $ PATH \u003d / _ N_WKS_DIR / _N_TEST_WPD
Підпрограма в каталозі підпрограм
%_ N_ L700_ SPF
;$ PATH \u003d / _ N_ SPF_ DIR
Практичні заняття.
Побудова моделі вала.
Файл\u003e Признач робочу папку c: \\ users \\ student \\ * .
· Назва моделі задайте VAL, потім натисніть ОК .
OK .
· Новий файл з назвою VAL буде створений.
іконок, відповідно Базові площині вкл / викл і Вкл / викл системи координат .
Налаштуйте систему вимірювання.
У головному меню натисніть Правити\u003e Налаштування\u003e Одиниці . У діалоговому вікні Менеджер одиниць вимірювання міліметр Кілограм Сек та натисніть задати, ОК .
У вікні Менеджер одиниць вимірювання натисніть Close (Закрити).
зберегти > ENTER .
Наступним дією ми створимо ескіз вала см. Рис. 3.
малювання ескіз
прив'язки прив'язки натисніть ОК .
Виберіть іконку Створити лінію, побудуйте контур валу в подовжньому перетині як показано на малюнку.
Виберіть іконку Осьова лінія, і проведіть через початок координат як показано на малюнку 3.
Для завершення створення ескізу на панелі ескізу
натисніть іконку Продовжити з поточним перетином . Готовий ескіз показаний на малюнку 3.
На головній панелі інструментів натисніть іконку Список збережених видів і в випадаючому списку виберіть Standard Orientation .
На панелі створення конструктивних елементів натисніть іконку вирощують . Далі в дереві конструювання виберіть створений ескіз «ЕСКІЗ 1». Система автоматично поверне ескіз з параметрами за замовчуванням. У діалогової панелі вводимо параметр обертання 360 °. Дивись малюнок 4.
………
………
Модель повинна виглядати, як показано на малюнку
ВЕРТИКАЛЬНИЙ ФРЕЗЕРНИЙ БАГАТОЦІЛЬОВИЙ верстат
З ЧПУ МОДЕЛІ MIKRON VCE 600 Pro
Призначення і область використання верстата
Вертикальний 3-х координатний фрезерний багатоцільовий верстат моделі MIKRON VCE 600 Pro, зовнішній вигляд якого показаний на рис. 7 призначений для виконання свердлильних, розточувальних, різьбових отворів (без використання компенсаційного патрона) і фрезерних робіт при обробці сложнопрофільних поверхонь деталей, виготовлених зі сталі, чавуну, високолегованих сталей, кольорових та інших матеріалів.
Мал. 7. Зовнішній вигляд верстата моделі MIKRON VCE 600 Pro
Позитивна особливість верстата визначається високою потужністю різання, точністю і простатою програмування безпосередньо на верстаті із застосуванням стандартних циклів (наприклад, при фрезеруванні відкритих і поглиблених площин). Висока частота обертання інструментального шпинделя (до 10000 хв -1) і стійкість інструменту (завдяки внутрішньому охолодженню) дозволяє обробляти високоміцний алюмінієвий сплав фрезами малого діаметра, що надзвичайно важливо при обробці довгомірних деталей авіаційної та космічної промисловості. Важливою сферою використання верстата є область виготовлення прес-форм і штампів із застосуванням фрез сферичної форми, що забезпечує чистову операцію фрезерування поверхонь.
Область використання багатоцільового верстата з ЧПУ - машинобудування.
Основні вузли і технічні характеристики верстата
На рис. 8 показані основні вузли, що входять до складу верстата MIKRON VCE 600 Pro.
Мал. 8 . Основні вузли MIKRON VCE 600 Pro : 1 - станина; 2 - робочий стіл; 3 - інструментальний шпиндель; 4 - інструментальний магазин; 5 - пневмогидравлический підсилювач тиску; 6 - шпиндельная бабка; 7 - стійка; 8 - привід подачі
Станина 1 і стійка 7 верстата є конструктивною основою системи зв'язку всіх вузлів, що забезпечують формотворчих руху при різанні. Високостабільного і жорстку основу досить великих розмірів пристосоване для успішного гасіння вібрацій навіть при повному навантаженні і в режимі безперервної роботи. Ця особливість корисна при проведенні фрезерних робіт, коли потрібно забезпечувати високу якість при обробці різних поверхонь деталей з необхідною точністю за формою і геометрії.
Робочий стіл 2 призначений для установки, закріплення і позиціонування заготовки щодо різального інструменту. Робочий стіл в верстаті виконує лінійні руху за координатами X і Y . На відкритій поверхні робочого столу розташовані Т-образні пази паралельні координати X . У передній частині столу передбачено підключення стислого повітря для затиску палет.
Інструментальний шпиндель 3 розташований в шпиндельній бабці 6 на високоточних кулькових підшипників, опори яких розташовані один від одного на відстані, що забезпечує високу жорсткість шпинделя. Підшипники змащені змазкою на тривалий період. Захист переднього підшипника заснована на використанні «повітряної» заслінки, що є простим і надійним ущільненням підшипника. Затиск різального інструменту відбувається за рахунок пружини, розташованої в шпинделі, а разжим - від гідравлічної системи. При зміні інструменту внутрішній «крутий» конус обдувається стисненим повітрям. Інструментальний шпиндель забезпечує роботу на великі зусилля при фрезеруванні і розточеннях, а також високі частоти обертання шпинделя при обробці алюмінієвих сплавів. Інструментальна шпиндельная головка має водяне охолодження. Охолоджуюча рідина закачується з резервуара МОР. Охолодження постійне, але не контрольоване і не регульоване. Застосування активного охолодження шпинделя позитивно позначається на роботі шарикопідшипників, зберігаючи при цьому високу термостабільність шпинделя і зберігаючи довгий термін служби. Обертання інструментального шпинделя походить від мотора-шпинделя через ремінну зубчасту передачу.
Інструментальна крамниця 4, входить до складу автоматичної зміни інструменту. Пристрій зміни інструментів виконано як магазин барабанного типу, який комплектується інструментами, необхідними для процесу обробки. Автооператор подає інструмент з магазину в робочий шпиндель і вивантажує з шпинделя в магазин відпрацьований інструмент. Управління зміною відбувається автоматично в загальному циклі роботи верстата. В барабанному магазині інструменти розміщуються в гніздах (осередках) і за допомогою пружинного пристрою механічно підтримуються в гнізді від випадання. стандартна процедура заправки магазину проводиться вручну, шляхом установки інструменту в шпиндель верстата. Потім з шпинделя автооператором передається інструмент в відповідному полі магазину.
Пневмогідравлічний підсилювач тиску 5 створює високий тиск, необхідного для приведення в дію (разжима інструменту) гідромеханічного пристрої установки інструменту. Інструментальний шпиндель має пасивну систему установки інструменту. Це означає, що інструмент утримується в шпинделі за рахунок пружини, а звільняється гідравлічно. Пневмогідравлічний підсилювач розташований над інструментальним шпинделем.
Переміщення на верстаті (приводу подач 8) здійснюються столом по двох координатах ( X і Y) І шпиндельної бабкою 6 вертикально по координаті Z . Кожна координата представляє систему, що складається з високомоментного електродвигуна, сполучної муфти кулькової гвинтової пари. Кулькові ходові гвинти, зафіксовані з двох сторін, монтуються з попереднім натягом. Завдяки цьому забезпечується точність руху, що в свою чергу є важливою умовою досягнення високої якості виготовлення виробу на верстаті. Переміщення виконавчих органів верстата (столу, шпиндельної бабки) здійснюються за лінійним направляють (виготовлених із загартованої сталі) з кульковими блоками. Ці рішення мають відмінні динамічними властивостями і не вимагають великих витрат енергії. Величина і точність переміщення по координатам забезпечується резольвера, вбудованими в двигунах. Сигнал від резольвера передається в систему управління.
Управління верстатом і ручна налагодження окремих його функцій
Опис елементів управління. На рис. 9 показаний екран і панель управління верстатом системи CNC фірми Heidenhain, де горизонтальні і вертикальні функціональні кнопки запрограмовані фірмою. Решта кнопки, функціональні призначення яких вказані в рисунками описах, призначені для включення відповідної функції управління.
Мал. 9. Екран і панель управління: 1 - горизонтальна панель функціональних клавіш; 2 - перемикання на горизонтальну панель управління; 3 - вибір сектора екрану; 4 - перемикання на вертикальну панель управління; 5 - вертикальна панель функціональних кнопок; 6 - клавіша перемикання екрану на режими роботи верстата або програмування
Практичні заняття
Запускаємо Pro / ENGINEER подвійним натисканням на іконку на робочому столі.
Задайте робочу папку. натискаємо Файл\u003e Задати робочу папку відкриється вікно де ми вибираємо потрібну папку, де будуть зберігатися всі моделі нашого завдання, наприклад c: \\ users \\ student \\ * .
створіть нову модель з використанням шаблону, запропонованого за замовчуванням.
· Назва моделі задайте PLITA_V, потім натисніть ОК .
· Залиште без зміни обраний шаблон і клацніть OK .
· Новий файл з назвою PLITA_V буде створений.
Якщо опорні площини і система координат в деталі не показані, на головній панелі інструментів включите їх відображення за допомогою
іконок, відповідно Базові площині вкл / викл і Вкл / викл системи координат .
Виберіть кожен об'єкт в дереві конструювання для підсвічування його в робочому вікні.
Площині у вікні моделювання.
Налаштуйте систему вимірювання.
У головному меню натисніть Правити\u003e Налаштування\u003e Одиниці . У діалоговому вікні Менеджер одиниць вимірювання (Рис. 2) зверніть увагу на активну систему одиниць виміру, якщо вона відрізняється від стандарту ДСТУ то виберете міліметр Кілограм Сек та натисніть задати, у вікні вибираємо інтерпретувати 1 мм \u003d 1 "і натискаємо ОК .
У вікні Менеджер одиниць вимірювання натисніть Close (Закрити).
Малюнок 2: Вікно вибору активної системи одиниць вимірювання.
На головній панелі інструментів натисніть зберегти > ENTER .
Наступним дією ми створимо ескіз для верхньої плити
На панелі інструментів натисніть іконку малювання . Як ескізної площині вкажіть опорну площину TOP (в дереві конструювання або безпосередньо на моделі). У діалоговому вікні Ескіз натисніть ескіз . Після чого, Ви повинні увійти в режим ескізування.
Як прив'язок, якщо з'явилося вікно прив'язки , Виберіть систему координат PRT_CSYS_DEF. У діалоговому вікні прив'язки натисніть ОК .
На панелі інструментів ескізу виберіть іконку окружність . Побудуйте коло довільного радіуса з центром в точці початку координат, двічі натисніть на коліщатко миші, виберіть з'явився розмір подвійним натисканням і введіть значення 90 мм, натисніть Enter .
Виберіть іконку Створити прямокутник, побудуйте прямокутник як показано на малюнку 3 (200Х170) з початком в центрі кола, намалюйте другу окружність з центром у вершині прямокутника.
Виберіть іконку Створити лінію, побудуйте чотири дотичні до кіл під кутом 45 °.
Задайте робочу директорію c: \\ users \\ student \\ * .
натисніть Файл\u003e Новий .
Виберіть тип виробництво і підтип ЧПУ Збірка .
Введіть ім'я PLITA_V і натисніть OK .
У менеджері меню натисніть Налаштування\u003e Одиниці у вікні виберіть пункт Мілліметр.Кілограмм.Секунда і натисніть Признач, у вікні вибираємо інтерпретувати 1 мм \u003d 1 "і натискаємо ОК .
У менеджері меню натисніть Модель виробництва\u003e Зібрати\u003e Посилальна модель .
Виберіть PLITA_V.PRT і натисніть відкрити . З'явиться модель, як показано на наступному малюнку
Посилальна модель.
Закріплення заготовки. Курсором вкажіть систему координат збірки, а потім систему координат деталі як показано на малюнку. натисніть, ОК .
: Вибір прив'язок.
натисніть Зроблено / Повернення .
Створення заготовки.
Натисніть в менеджері меню Модель виробництва\u003e Створити\u003e Заготівля .
Введіть PLITA_V_ZAG і натисніть OK .
натисніть Твердотільний\u003e Виступ
натисніть малювання . Виберіть нижню площину деталі і натисніть кнопку «Ескіз». Відкриється меню ескізу, в меню прив'язки виберете як прив'язки систему координат деталі.
: Прив'язки .
Намалюйте прямокутник як показано на використовуючи команди, і натисніть Готово.
: Ескіз заготовки.
У менеджері меню натисніть зроблено .
Введіть значення виступу 55мм переконайтеся, що витягування відбувається в тіло деталі і натисніть
Модель набуде вигляду як показано на малюнку.
: Заготівля.
Малюнок 24: Вікно настройки операції.
3.2. Натисніть [Параметри верстата] в діалоговому вікні Налаштування операції.
З'явиться вікно Налаштування верстата. Заповнюємо поля ім'я верстата і управління ЧПУ згідно з малюнком 25.
Текст готової програми в СL-коді виглядає наступним чином:
$$ * Pro / CLfile Version Wildfire 4.0 - M040
$$ -\u003e MFGNO / PLITA_V_MFG
PARTNO / PLITA_V_MFG
$$ -\u003e FEATNO / 2437
MACHIN / UNCX01, 1
$$ -\u003e CUTCOM_GEOMETRY_TYPE / OUTPUT_ON_CENTER
$$ -\u003e CUTTER / 0.472441
$$ -\u003e CSYS / 1.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 1.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.0000000000
SPINDL / RPM, 2000.000000, CLW
FEDRAT / 500.000000, IPM
GOTO / -0.3515327633, 2.4880299013, 0.0000000000
CIRCLE / -0.6299212598, 2.7664183978, 0.0000000000, $
GOTO / -0.2362204724, 2.7664183978, 0.0000000000
GOTO / -0.2362204724, 5.1075973502, 0.0000000000
CIRCLE / -0.6299212598, 5.1075973502, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / -0.3515327633, 5.3859858467, 0.0000000000
GOTO / -1.4197813323, 6.4542344157, 0.0000000000
CIRCLE / -0.0000000000, 7.8740157480, 0.0000000000, $
GOTO / 1.4197813323, 9.2937970803, 0.0000000000
GOTO / 2.4880299013, 8.2255485113, 0.0000000000
CIRCLE / 2.7664183978, 8.5039370079, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / 2.7664183978, 8.1102362205, 0.0000000000
GOTO / 6.6928980436, 8.1102362205, 0.0000000000
CIRCLE / 6.6928980436, 7.8740157480, 0.0000000000, $
GOTO / 6.9291185160, 7.8740157480, 0.0000000000
GOTO / 6.9291185160, -0.0000000000, 0.0000000000
CIRCLE / 6.6928980436, -0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, -1.0000000000, 0.2362204724
GOTO / 6.6928980436, -0.2362204724, 0.0000000000
GOTO / 2.7664183978, -0.2362204724, 0.0000000000
CIRCLE / 2.7664183978, -0.6299212598, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / 2.4880299013, -0.3515327633, 0.0000000000
GOTO / 1.4197813323, -1.4197813323, 0.0000000000
CIRCLE / 0.0000000000, -0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, -1.0000000000, 2.0078740157
GOTO / -1.4197813323, 1.4197813323, 0.0000000000
GOTO / -1.4197813323, 1.4197813323, 3.9370100000
Перед будь-яким власником верстата з ЧПУ постає питання вибору програмного забезпечення. Софт, який використовується для подібного технологічного обладнання, повинен бути багатофункціональним і простим у використанні. Бажано купувати ліцензійні програмні продукти. В цьому випадку програми для верстатів з ЧПУ НЕ будуть зависати, що дозволить підвищити ефективність виробничих процесів.
Набір програмного забезпечення для верстатів з ЧПУ
Вибір софта багато в чому залежить від типу обладнання і тих завдань, які користувач має намір вирішити. Однак існують універсальні програми, які можна використовувати практично для всіх видів верстатів з ЧПУ. Найбільшого поширення набули такі продукти:
1.
. Цей програмний пакет був розроблений для моделювання та проектування виробів, що виготовляються на верстатах. Він оснащений функцією автоматичного генерування моделей з плоских малюнків. Пакет програм ArtCAM містить всі необхідні інструменти для дизайну креативних виробів і створення складних просторових рельєфів.
Варто зазначити, що даний софт дозволяє використовувати тривимірні шаблони для створення проектів майбутніх виробів з простих елементів. Крім того, програма дозволяє користувачеві вставляти один рельєф в інший, як в двомірному малюнку.
2.
Універсальна програма управління LinuxCNC. Функціональним призначенням цього софта є управління роботою верстата з ЧПУ, налагодження програми обробки деталей і багато іншого.
Подібний програмний пакет можна використовувати для обробних центрів, фрезерних і токарних верстатів, а також машин для термічної або лазерного різання.
Відмінністю цього продукту від інших програмних пакетів є те, що його розробники частково поєднали його з операційною системою. Завдяки цьому програму LinuxCNC забезпечує надзвичайне функціональними можливостями. Завантажити цей продукт можна абсолютно безкоштовно на сайті розробника. Вона доступна як у вигляді інсталяційного пакета, так і у вигляді LifeCD.
Інтерфейс цього програмного забезпечення інтуїтивно зрозумілий і доступний. Для безперебійного функціонування софта на жорсткому диску комп'ютера повинно бути не менше 4 гігабайтів вільної пам'яті. Докладний опис програми LinuxCNC можна знайти у вільному доступі в інтернеті.
3.
. У цього програмного забезпечення величезна армія шанувальників у всіх країнах світу. Софт використовується для управління фрезерними, токарними, гравірувальними і іншими видами верстатів з ЧПУ. Цей пакет програм можна встановити на будь-який комп'ютер з операційною системою Windows. Перевагою використання даного софта є його доступна вартість, регулярні оновлення, а також наявність русифікованої версії, що полегшує використання продукту оператором, не володіють англійською мовою.
4.
Mach4. Це новітня розробка компанії Artsoft. Mach4 вважається спадкоємицею популярної програми Mach3. Програма вважається однією з найшвидших. Її принципова відмінність від попередніх версій полягає в наявності інтерфейсу, який взаємодіє з електронікою. це нове програмне забезпечення може працювати з великими за обсягом файлами в будь-якій операційній системі. Користувачеві доступно посібник з використання програми Mach4 російською мовою.
5.
MeshCAM. Це пакет для створення керуючих програм для верстатів з ЧПУ на основі тривимірних моделей і векторної графіки. Примітно, що користувачеві не обов'язково володіти багатим досвідом CNC-програмування, щоб освоїти цей софт. Досить мати базовими навичками роботи на комп'ютері, а також точно задавати параметри, за якими буде проводитися обробка виробів на верстаті.
MeshCAM ідеально підходить для проектування двосторонньої обробки будь-яких тривимірних моделей. У цьому режимі користувач зможе швидко обробляти на верстаті об'єкти будь-якої складності.
6.
SimplyCam. Це компактна і багатофункціональна система для створення, редагування, збереження креслень у форматі DXF. Це забезпечення генерує керуючі програми і G-коди для верстатів з ЧПУ. Вони створюються за розчинним малюнків. Користувач може створити зображення в одній з графічних програм свого комп'ютера, а потім завантажити його в SimplyCam. Програма оптимізує цей малюнок і переведе його в векторний креслення. Користувач також може використовувати таку функцію, як ручна векторизация. У цьому випадку зображення обводиться стандартними інструментами, Які використовуються в AutoCAD. SimplyCam створює траєкторії обробки виробів на верстатах з ЧПУ.
7.
CutViewer. Це програма імітує обробку з видаленням матеріалу на двовісний верстатах з ЧПУ. З її допомогою користувач може отримати візуалізацію оброблюваних заготовок і деталей. Використання цього софта дозволяє підвищити продуктивність технологічного процесу, усунути наявні помилки в програмуванні, а також скоротити часові витрати на проведення налагоджувальних робіт. Програма CutViewer сумісна з широким спектром сучасного верстатного обладнання. Її дієві інструменти дозволяють виявити серйозні помилки в технологічному процесі і своєчасно їх усунути.
8.
CadStd. Це проста у використанні чертежная програма. Вона використовується для створення проектів, схем і графіки будь-якої складності. За допомогою розширеного набору інструментів цієї програми користувач може створити будь-які векторні креслення, які можуть використовуватися для проектування фрезерної або плазмової обробки на верстатах з ЧПУ. Створені DXF-файли можна згодом завантажити в CAM-програми, щоб генерувати правильні траєкторії обробки деталей.
2.1. Можливі способи розробки керуючих програм
для верстатів з ЧПУ
Керуючі програми для обробки деталей на верстатах з ЧПУ можуть розроблятися наступними способами:
· Ручним способом;
· Підготовка керуючих програм із застосуванням систем автоматичного програмування (САП);
· Програмування із застосуванням систем CAD / CAM;
· Діалогове програмування безпосередньо з пульта управління верстатом.
· У процесі сканування (оцифровування) існуючої моделі.
Кожен з цих способів в тій чи іншій мірі застосовується.
2.2. РУЧНЕ програмування
Ручне програмування є дуже виснажливим заняттям. Однак все програмісти-технологи зобов'язані мати хороше розуміння техніки ручного програмування незалежно від того, чи дійсно ручне програмування ними використовується.
Можна зіставити ручне програмування для ЧПУ з виконанням арифметичних обчислень за допомогою ручки і паперу на противагу обчислень на електронному калькуляторі. Викладачі математики одностайно погоджуються з тим, що школярі спочатку повинні навчитися виконувати арифметичні обчислення вручну. І тільки потім використовувати калькулятор для того, щоб прискорити процедуру наданих обчислень.
Все ще залишається чимало підприємств, в яких застосовують виключно ручне програмування для верстатів з ЧПУ. Дійсно, якщо на підприємстві використовуються кілька верстатів з ЧПУ, а виготовляються деталі гранично прості, то грамотний технолог-програміст з чудовою технікою ручного програмування буде здатний перевершити по продуктивності праці програміста-технолога, що використовує автоматизовані засоби програмування.
Нарешті, навіть в разі застосування автоматизованих систем програмування нерідко виникає потреба корекції кадрів УП внаслідок виявлення помилок на етапі відпрацювання та перевірки програми. Також, загальноприйнятою є корекція кадрів УП після ряду перших пробних прогонів на верстаті з ЧПУ. Якщо для виконання цих, часто елементарних коригувань програміст повинен знову використовувати автоматизовані засоби програмування, то це невиправдано подовжить процес підготовки виробництва.
Програміст повинен добре уявляти можливості того верстата, для якого розробляється УП. Інформація, яка пояснює конструкцію верстата, зазвичай наводиться в супровідній документації на верстат. В документації можна знайти відповіді на більшість питань про характеристики верстата і про його конструкції. наприклад:
1. Які максимальні оберти шпинделя верстата?
2. Скільки діапазонів швидкостей має шпиндель?
3. Наскільки велика потужність приводного електродвигуна для кожної з координатних осей?
4. Яка максимальна відстань переміщення інструменту або столу уздовж кожної координатної осі?
5. Скільки інструментів може поміститися в інструментальній головці (магазині)?
6. Яка максимальна швидкість різання?
Це всього лише мала частина питань, які потрібно добре уявляти собі перед тим, як почати працювати з будь-яким новим верстатом з ЧПУ. Крім усього іншого, програміст-технолог повинен познайомитися з додатковими компонентами верстата з ЧПУ. У ряді випадків додаткові вузли можуть бути виготовлені виробником верстата, а в інших - сторонніми організаціями. У будь-якому випадку потрібно уважно вивчити посібник з додаткових елементів обладнання з ЧПУ.
До числа додаткових елементів верстата відносяться: вимірювачі довжини робочої частини інструменту, пристрої зміни палет, пристрій очищення і охолодження мастильно-охолоджувальної рідини і багато іншого. Список додаткового устаткування безперервно поповнюється.
2.2.1. Функціональна схема підготовки керуючих програм і підготовки виробництва для обробки деталей на верстатах з ЧПУ
У разі ручного програмування всі етапи підготовки УП і підготовки виробництва для обробки партії деталей на верстаті з ЧПУ показані на функціональної схемою, Представленої на рис. 2.1.
Початкові два етапи, які передбачають розробку маршрутного і операційного технологічних процесів детально вивчаються в технологічних дисциплінах і тому в даному курсі не розглядаються. Аналогічно не будуть зачіпатися і всі проблеми, пов'язані з підготовки виробництва: розробка та виготовлення пристрою, спеціального інструменту і контрольно-вимірювального оснащення, а також розробка всієї технологічної документації, що надходить на робоче місце перед запуском в обробку партії деталей.
Розбір етапу «Розрахунок програми», яка включає в себе процедури вибору системи координат деталі, розрахунку опорних точок на контурі деталі, розрахунку еквідістанти, апроксимації контуру, а також заповнення розрахункових таблиць буде здійснений пізніше, після короткого розгляду всіх інших етапів.
Виконання етапу «Запис програми на программоносітель» полягає в перенесенні інформації з таблиць на будь-якої программоносітель. У разі ручної підготовки програм программоносітель може бути перфолента - найбільш поширений программоносітель, раніше застосовуваний для обладнання з ЧПУ. При цьому використовується пристрій, зване перфоратором. До складу перфоратора входять: безпосередньо перфорує пристрій, що пробиває кодові отвори на стрічці; електрична або механічна друкарська машинка, друкуюча на папері перфоруються знак; пристрій, що зчитує для контролю і реперфорірованія програм.
Етап «Контроль програми» має на меті виявлення помилок в програмі і їх виправлення поза верстата. Помилки в УП можуть виникати як при підготовці вихідних даних, так і в процесі розрахунку і запису програми на программоносітель.
Мал. 2.1. Етапи підготовки УП і підготовки виробництва для обробки
партії деталей на верстаті з ЧПУ 13
Помилки бувають: геометричні, технологічні і помилки перфорації. Геометричні помилки з'являються при завданні геометрії деталі, розрахунку координат опорних точок, положень інструменту і робочих органів верстата.
Технологічні помилки пов'язані з неправильним завданням технологічних параметрів: величини швидкості подачі, частоти обертання шпинделя, глибини різання, різних технологічних команд. Помилки перфорації можуть виникнути при перфоруванні стрічки за рахунок неточних дій друкарки або збоїв самого перфоратора.
Заключний етап підготовки УП - це етап «Відпрацювання програми на верстаті» самий трудомісткий і відповідальний етап, який вимагає спільної роботи технолога - програміста, наладчика верстата і його оператора. Він можливий тільки тоді, коли всі роботи з підготовки виробництва і запуску даної партії деталей завершені. До цього моменту на верстат повинні надійти: заготівля, затискні пристрої, різальний інструмент, допоміжна технологічне оснащення / інструментодержателі, перехідники, затискні втулки і т.п. /, контрольно-вимірювальна оснащення, керуюча програма, записана на программоносітель, роздруківка програми, необхідна технологічна документація - операційна карта, карта налагодження верстата і карта налагодження інструменту.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ
МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ МАМИ Факультет: «Механіко-технологічний» Кафедра: «Автоматизовані верстатні системи та інструмент» КУРСОВА РОБОТА за дисципліною Програмована обробка на верстатах з ЧПУ і САП Розробка керуючої програми для верстата з числовим програмним управлінням Москва 2011 р ведення Технологічна підготовка керуючої програми 1 Вибір технологічного обладнання 2 Вибір системи УЧПУ 3 Ескіз заготовки, обгрунтування методу її отримання 4 Вибір інструмента 5 Технологічний маршрут обробки деталі 6 Призначення режимів обробки Математична підготовка керуючої програми 1 Кодування 2 Керуюча програма Висновки по роботі Список використаної літератури кодування верстат деталь програмне управління
2. Введення
В даний час широкий розвиток отримало машинобудування. Його розвиток йде в напрямках істотного підвищення якості продукції, скорочення часу обробки на нових верстатах за рахунок технічних удосконалень. Сучасний рівень розвитку машинобудування пред'являє наступні вимоги до металорізального обладнання: високий рівень автоматизації; забезпечення високої продуктивності, точності і якості продукції, що випускається; надійність роботи обладнання; висока мобільність обумовлена \u200b\u200bв даний час швидкозмінний об'єктів виробництва. Перші три вимоги привели до необхідності створення спеціалізованих і спеціальних верстатів-автоматів, а на їх базі автоматичних ліній, цехів, заводів. Четверте завдання, найбільш характерна для досвідченого і дрібносерійного виробництв, вирішується за рахунок верстатів з ЧПУ. Процес управління верстатом з ЧПУ представляється, як процес передачі і перетворення інформації від креслення до готової деталі. Основною функцією людини в даному процесі є перетворення інформації укладеної в кресленні деталі в керуючу програму, зрозумілу ЧПУ, що дозволить управляти безпосередньо верстатом таким чином, щоб отримати готову деталь, відповідну кресленням. В даному курсовому проекті будуть розглядатися основні етапи розробки керуючої програми: технологічна підготовка програми, і математична підготовка. Для цього на основі креслення деталі будуть обрані: заготівля, система ЧПУ, технологічне обладнання. 3. Технологічна підготовка керуючої програми
3.1 Вибір технологічного обладнання
Для обробки даної деталі вибираємо токарний верстат з ЧПУ моделі 16К20Ф3Т02. Даний верстат призначений для токарної обробки деталей тіл обертання із ступінчастим і криволінійним профілями за один або кілька робочих ходів в замкнутому напівавтоматичному циклі. Крім того, в залежності від можливостей пристрою ЧПУ на верстаті можна нарізати різні різьби. Верстат використовується для обробки деталей з штучних заготовок з затискачем в механізованому патроні і підтисканням при необхідності центром, встановленому в пінолі задньої бабки з механізованим переміщенням пиноли. Технічні характеристики верстата: Найменування параметраВелічіна параметраНаібольшій діаметр оброблюваного деталі: над станиною над супортом 400 мм 220 ммДіаметр прутка проходить через отверстіе50 ммЧісло інструментов6Чісло частот обертання шпінделя12Предели частот обертання шпінделя20-2500 хв -1Межі робочих подач: поздовжніх поперечних 3-700 мм / хв 3-500 мм / мінСкорость швидких ходів: поздовжніх поперечних 4800 мм / хв 2400 мм / мінДіскретность переміщень: поздовжніх поперечних 0,01 мм 0,005 мм 3.2 Вибір системи УЧПУ
Пристрій УЧПУ - частина системи ЧПУ призначена для видачі керуючих впливів виконавчим органом верстата відповідно до керуючої програмою. Числове програмне управління (ГОСТ 20523-80) верстатом - управління обробкою заготовки на верстаті по керуючій програмі, в якій дані задані в цифровій формі. Розрізняють ЧПУ: -контурне; -позиційне; позиційно-контурне (комбіноване); адаптивне. При позиційному управлінні (Ф2) переміщення робочих органів верстата відбувається в задані точки, при чому траєкторія руху не ставить. Такі системи дозволяють обробити тільки прямолінійні поверхні. При контурному управлінні (Ф3) переміщення робочих органів верстата відбувається по заданій траєкторії і з заданою швидкістю для отримання необхідного контуру обробки. Такі системи забезпечують роботу по складним контурам, в тому числі криволінійні. Комбіновані системи ЧПУ працюють по контрольним точкам (вузловим) і по складних траєкторіях. Адаптивне ЧПУ верстатом забезпечує автоматичне пристосування процесу обробки заготовки до постійно змінюваних умов обробки за певними критеріями. Деталь, що розглядається в цій роботі, має криволінійну поверхню (жолобник), отже, перша система ЧПУ тут не застосовуються. Можливе використання останніх трьох систем ЧПУ. З економічної точки зору доцільно в даному випадку використовувати контурне або комбіноване ЧПУ, тому що вони менш дороги, ніж інші і в той же час забезпечують необхідну точність обробки. В даному курсовому проекті була обрана система УЧПУ «Електроніка НЦ-31», яка має модульну структуру, що дозволяє збільшувати число керованих координат і призначене в основному для управління токарськими верстатами з ЧПУ зі спостережними приводами подач і імпульсними датчиками зворотного зв'язку. Цей пристрій підтримує роздільну контурне управління з лінійно-кругової інтерполяцією. Керуюча програма може вводитися як безпосередньо з пульта (клавіатури), так і з касети електронної пам'яті. 3.3 Ескіз заготовки, обгрунтування методу її отримання
У цій роботі умовно приймаємо тип виробництва даної деталі як малосерійний. Тому в якості заготовки для деталі обраний пруток діаметра 95 мм простого сортового прокату (круглого профілю) загального призначення зі сталі 45 ГОСТ 1050-74 з твердістю НВ \u003d 207 ... 215. Прості сортові профілі загального призначення використовується для виготовлення гладких і східчастих валів, верстатів діаметром не більше 50 мм, втулок діаметром не більше 25 мм, важелів, клинів, фланців. На заготівельної операції втулок нарізається в розмір 155 мм, потім на фрезерно-Центрувально верстаті торцюється в розмір 145 мм, і тут же одночасно виконуються центрові отвори. Оскільки при установці деталі в центрах відбувається поєднання конструкторської та технологічної бази, а похибка в осьовому напрямку мала, то їй можна знехтувати. Креслення заготовки після фрезерно-центрувальної операції представлений на малюнку 1. Малюнок 1 - креслення заготовки 3.4 Вибір інструмента
інструмент Т1 Для обробки основних поверхонь чорновий і чистовий вибираємо правий прохідний різець з механічним кріпленням пластини DNMG110408 з твердого сплаву GC1525 і притиском підвищеної жорсткості (рис. 2). Малюнок 2 - правий прохідний різець K r b, ммf 1, Ммh, ммh 1, ммl 1, ммl 3, мм γλ s еталонна пластіна93 02025202012530,2-60-70DNMG110408 інструмент Т2 Малюнок 3 - збірний відрізний різець l a , ммa r , Ммb, ммf 1, Ммh, ммh 1, ммl 1, ммl 3, МмЕталонная пластіна4102020,7202012527N151.2-400-30 інструмент Т3 Для свердління заданого отвори вибираємо свердло з твердого сплаву GC1220 для свердління під різьблення M10 з циліндричним хвостовиком (рис. 4). Малюнок 4 - свердло D c , ммdm m , ммD 21 max, ммl 2, ммl 4, ммl 6, мм91211,810228,444 інструмент Т4 Для розсвердлювання заданого отвори вибираємо свердло з твердого сплаву GC1220 з циліндричним хвостовиком (рис. 5). D c , ммdm m , ммl 2, ммl 4, ммl 6, мм20201315079 інструмент Т5 Для виконання внутрішньої різьби M 10 × 1 вибираємо мітчик ГОСТ 3266-81 зі швидкорізальної сталі з гвинтовими канавками (рис.5). Малюнок 5 - мітчик 3.5 Технологічний маршрут обробки
Технологічний маршрут обробки деталі повинен містити найменування та послідовність переходів, перелік оброблюваних на переході поверхонь і номер використовуваного інструменту. операція 010
Заготівельна. Прокат. відрізати заготовку Ø 95 мм в розмір 155 мм, виконувати центрові отвори до Ø 8 мм. операція 020
Фрезерно-центровальная. Фрезерувати торці в розмір 145 мм. операція 030
Токарська: встановити заготовку в передньому провідному і задньому обертається центрах. установ А перехід 1 інструмент Т1 Точити попередньо: · конус Ø 30 мм до Ø 40 · Ø 40 · конус Ø 40 мм до Ø 6 0 мм від довжини 60 мм до довжини 75 мм від торця заготовки · Ø 60 · Ø 60 мм до Ø 70 по дузі радіусом 15 мм від довжини 85 мм від торця заготовки · Ø 70 · Ø 70 мм до Ø 80 мм на довжині 120 мм від торця заготовки · Ø 80 мм до Ø 90 · Ø 90 Залишити припуск на чистову обробку 0,5 мм на сторону перехід 2 інструмент Т1 Точити остаточно по переходу 1: · конус Ø 30 мм до Ø 40 мм до довжини 30 мм від торця заготовки · Ø 40 мм від довжини 30 мм на довжину 30 мм від торця заготовки · конус Ø 40 мм до Ø 60 мм від довжини 60 мм до довжини 75 мм від торця заготовки · Ø 60 мм від довжини 75 мм до довжини 85 мм від торця заготовки · Ø 60 мм до Ø 70 по дузі радіусом 15 мм від довжини 85 мм від торця заготовки · Ø 70 мм від довжини 100 мм до довжини 120 мм від торця заготовки · Ø 70 мм до Ø 80 мм на довжині 120 мм від торця заготовки · Ø 80 мм до Ø 90 мм по дузі радіусом 15 мм від довжини від довжини 120 мм від торця заготовки · Ø 90 мм від довжини 135 мм до довжини 145 мм від торця заготовки перехід 3 інструмент Т2 · Точити прямокутну канавку шириною 10 мм з діаметра 40 до діаметра 30 мм на відстані 50 мм від торця заготовки. установ Б перехід 1 інструмент Т3 · свердлити отвір Ø 9 глибиною 40 мм. перехід 2 інструмент Т4 · Рассверлить отвір з Ø 9 до Ø 20 до глибини 15 мм. перехід 3 інструмент Т5 · Нарізати різьбу мітчиком М10 × 1 на глибину 30 мм. операція 040
Промивна. операція 050
Термічна. операція 060
Шліфувальна. операція 070
Контрольна. 3.6 Призначення режимів обробки
установ А Перехід 1 - чорнове точіння інструмент Т1 2. Глибину різання при попередньому точінні стали прохідним різцем з твердосплавної пластиною вибираємо t \u003d 2,5 мм. .При точінні стали і глибині різання t \u003d 2,5 мм вибираємо подачу S \u003d 0,6 мм / об. . .швидкість різання З v До MV \u003d 0,8 (, табл. 4 стор. 263) До Пv \u003d 0,8 (, табл. 5 стор. 263) До ІV \u003d 1 (, табл. 6 стор. 263) 6.Число оборотів шпинделя. 7.Сила різання. де: С р (, Табл. 9 стр. 264) 8.Потужність різання. Перехід 2 - чистове точіння інструмент Т1 .Визначення довжини робочого ходу L \u003d 145 мм. 2. Глибину різання при попередньому точінні стали прохідним різцем з твердосплавної пластиною вибираємо t \u003d 0,5 мм. .При точінні стали і глибині різання t \u003d 0,5 мм вибираємо подачу S \u003d 0,3 мм / об. .Стійкість інструменту Т \u003d 60 хв. .швидкість різання З v \u003d 350, x \u003d 0,15, y \u003d 0,35, m \u003d 0,2 (, табл. 17 стор. 269) КMV \u003d 0,8 (, табл. 4 стор. 263) До Пv \u003d 0,8 (, табл. 5 стор. 263) До ІV \u003d 1 (, табл. 6 стор. 263) 6.Число оборотів шпинделя. 7.Сила різання. де: С р \u003d 300, х \u003d 1, у \u003d 0,75, n \u003d -0,15 (, табл. 22 стор. 273) (, Табл. 9 стр. 264) 8.Потужність різання. Перехід 3 - точіння канавок інструмент Т2 .Визначення довжини робочого ходу L \u003d 10 мм. 2. При нарізуванні канавок глибина різання дорівнює довжині леза різця .