Построение операций в тяжелом машиностроении

Сложные многопереходные операции обработки крупных заготовок осуществляются в тяжелом машиностроении на тяжелых, иногда уникальных станках без специальных приспособлений, с установкой по выверке. В этом случае вспомогательное время заметно увеличивается вследствие многократной смены инструментов, пробных ходов и измерений, сложной транспортировки и выверки крупногабаритных заготовок при их установке. Поэтому при проектировании технологических процессов стремятся к сокращению числа операций и установок и к выполнению наибольшего числа переходов при одном установе заготовки. Для этого обычные универсальные станки снабжают приспособлениями, расширяющими их технологические возможности. Например, на карусельном станке с помощью долбежного приспособления можно строгать шпоночные пазы в ступице детали после ее растачивания.

Для тяжелого машиностроения характерны те же направления интенсификации процессов обработки резанием, что и для других отраслей машиностроения. Параллельную обработку нескольких поверхностей тяжелой заготовки осуществляют с помощью переносных сверлильных, расточных, долбежных и других станков, устанавливаемых на одной плите с заготовкой. Тяжелые токарные станки выполняют многосуппортными, что позволяет выполнять параллельную обработку нескольких шеек заготовки. При серийном изготовлении крупногабаритных деталей в тяжелом машиностроении применяют специальные станки агрегатного типа.

Вспомогательное время обработки на тяжелых станках сокращают заменой ручного перемещения столов, кареток, кулачков и других устройств ускоренным механическим. При ограниченных возможностях применения многоместных схем операций возможно перекрытие времени установки одной заготовки основным временем обработки другой; например, с помощью радиально-сверлильного станка можно попеременно сверлить отверстия в двух деталях, устанавливаемых в зоне расположения шпинделя при повороте рукава станка.

Обработка на автоматических линиях осуществляется по параллельно-последовательным схемам; заготовка последовательно переходит из позиции в позицию; при этом в каждой позиции одновременно несколько инструментов обрабатывают разные поверхности заготовки. Одновременно в работе используется несколько сотен инструментов. Основное время операции определяется временем лимитирующего перехода. Вспомогательное время операции на автоматической линии включает время транспортировки заготовки в следующую позицию, которое можно отнести к времени индексации , время установки ; (фиксация расфиксация, зажим-открепление) и время подвода и отвода инструмента. Несмотря на большое число слагаемых, условия выполнения операций позволяют довести величину до 10…15 с.

Наряду с анализом и расчетным обоснованием возможных погрешностей обработки и производительности должны быть решены задачи транспортировки заготовки в ходе обработки и автоматического контроля процесса, исключающего появление брака.

При проектировании операций обработки на станках с программным управлением на первом этапе разрабатывают технологический процесс обработки заготовки, определяют траекторию движения режущих инструментов, увязывают ее с системой координат станка и с заданной исходной точкой и положением заготовки, устанавливают припуски на обработку и режимы резания. На этом этапе определяют всю предварительную обработку заготовки, ее базы и необходимую технологическую оснастку. В конце первого этапа составляют расчетно-технологическую карту (РТК) с чертежом, на котором вместе с контуром детали наносят траекторию движения инструмента. На втором этапе рассчитывают координаты опорных точек траектории от выбранного начала координат, производят аппроксимацию криволинейных участков профиля детали ломаной линией с учетом требуемой точности обработки; устанавливают скорости движения инструмента на участках быстрого перемещения, замедленного подвода к детали и на участках обработки; определяют необходимые команды (включение и выключение подачи, изменение скорости движения, остановы, подачу и выключение охлаждающей жидкости и др.), продолжительность переходов обработки и время подачи команд. Для многоинструментальных станков и особенно многооперационных станков характерны многоинструментальные последовательные схемы (одноместные или многоместные) построения операций, включающие большое число технологических переходов. Технологический процесс изготовления корпусной детали средней сложности на универсальных станках включает 5…15 операций; при обработке на многооперационных станках он состоит из двух-трех операций (включая отделочные). Трудоемкость обработки при этом снижается в основном из-за сокращения времени на установку заготовки.

При обработке на многооперационных станках элементы времени не совмещаются и время равно сумме времен всех переходов обработки. Применяя сборные инструменты (например, при обработке ступенчатых отверстий), можно совместить несколько переходов.

Однако время при обработке заготовок на многооперационных станках сокращается в 1,5…2 раза по сравнению с основным временем при обработке на универсальных станках; это достигается устранением пробных рабочих ходов при программном управлении. Вспомогательное время сокращается из-за автоматической смены инструмента, меньших перебегов, устранения измерений после пробных ходов и сокращения времени установки и съема заготовок.

При правильном построении операций доля времени во времени при обработке на многооперационных станках достигает 70…85% вместо 30…60% при обработке на универсальных станках. Вспомогательное время при работе на многооперационных станках не отличается от времени при обработке на универсальных станках, но имеет некоторые особенности.

При установке заготовки в рабочей позиции станка учитывается время . При установке в запасной позиции (на втором столе или в приспособлении-спутнике) время . содержит только время смены спутника. При обработке на многооперационных станках элементы времени те же, однако приемы изменения режимов резания можно совместить с автоматической сменой инструмента. Время при обработке заготовок на многооперационных станках учитывает поворот стола и кантование спутника в рабочей позиции для обработки заготовки с нескольких сторон. Составляющая времени содержит время перемещения и установки стола с заготовкой или шпинделя с инструментом на другую координату. Составляющая времени содержит время осуществления приемов по отысканию, захвату, откреплению, переносу, установке и закреплению инструмента; при использовании револьверной головки время затрачивается только на поворот и фиксацию револьверной головки.

Время на измерение и пробные ходы при обработке на многооперационных станках затрачивается только на отладку программы и в не входит.

Совмещение времени и при обработке заготовок на многооперационных станках достигается с помощью запасных установочных позиций. Некоторые схемы позволяют полностью перекрыть время основным временем, другие позволяют заменить время временем в рабочей позиции.

При системе с двумя запасными позициями (рис. 1.61,а) заготовка, обработанная в рабочей позиции 1, с поворотным столом перемещаются со спутником в позицию 3.

Рис. 1.61. Обработка на многооперационных станках: а – с двумя запасными позициями; б – с двумя поворотными столами

Здесь она снимается и на ее место устанавливается необработанная; из позиции 2 в рабочую позицию перемещается спутник с другой установленной во время работы станка заготовкой. Неперекрываемое вспомогательное время

Система с двумя поворотными столами 1 и 2 и перемещающейся шпиндельной головкой 3 (рис. 1.61,б) позволяет обрабатывать в каждой позиции заготовку 4 с четырех сторон; время полностью перекрывается временем обработки заготовки в другой позиции; неперекрываемое вспомогательное время определяется за вычетом времени смены спутника

Применение стационарного двухместного приспособления на поворотном столе 3 (рис. 1.61, в) обеспечивает полное исключение времени установки и съема заготовок из штучного времени. Заготовка 2 устанавливается во время обработки заготовки 1; при повороте стола она вводится в рабочую зону, а обработанная заготовка снимается. Для обработки заготовки с трех сторон необходимы индексации стола и позиционирование шпинделя на координаты нескольких отверстий; поэтому неперекрываемое вспомогательное время определяется так же, как и в предыдущем случае. Применяют и другие схемы, включающие кантование заготовки.

Время смены спутника с установленной в запасной позиции заготовкой составляет 20% времени установки заготовки. Время смены одного инструмента составляет 3…7 с, а время позиционирования по координатам и время индексации поворотных столов 5…10 с; при этом для замедленного перемещения на последнем участке пути, необходимого для повышения точности позиционирования, требуется до 80% времени позиционирования.

При проектировании многоинструментной наладки составляют план размещения инструмента по переходам и предварительно рассчитывают режимы резания, составляют наладочную карту с размещением инструментов и указанием их шифров, уточняют схему установки, корректируют режимы резания, уточняют схемы и элементы наладки, определяют штучное время, составляют технические задания на проектирование рабочих и контрольных приспособлений и специальных инструментов. Проектирование станочной операции и многоинструментной наладки станка сопровождается расчетами настроечных размеров, действующих сил и ожидаемой точности обработки. Настроечный размер определяет такое положение режущей кромки инструмента относительно рабочих элементов станка и установочных элементов приспособления, которое обеспечивает с учетом явлений, происходящих в процессе обработки, получение выдерживаемого размера в пределах установленного допуска.

Дата добавления: 2015-06-04