Точность обработки на токарных станках с ЧПУ

Обработка заготовок на токарных станках с ЧПУ характеризуется следующей точностью. Однократная обработка поверхности обеспечивает точность 12-13 квалитета и параметр шероховатости R_a = 3,2 мкм. Радиус при вершине резца при этом назначают по наибольшему радиусу галтели на чертеже детали; в других случаях галтель выполняют по УП. При более высоких требованиях к качеству поверхности (R_a< 1,6 мкм) на последнем чистовом переходе уменьшают скорость подачи и увеличивают частоту вращения заготовки. При более высоких требованиях к точности размеров (7...9 квалитет) окончательную обработку выполняют чистовым резцом с коррекцией на размер. Для обеспечения высокой точности размеров при чистовой обработке резец следует устанавливать в такой плоскости, чтобы погрешность позиционирования револьверной головки станка не влияла на точность размера обрабатываемой поверхности.

Черновые переходы при токарной обработке основных поверхностей

Типовые схемы переходов токарной обработки основных поверхностей могут быть различными (рис. 5.7).

Схема «петля» характеризуется тем, что по окончании рабочего хода инструмент отводится на небольшое расстояние (около 0,5 мм) от обработанной поверхности и возвращается во время вспомогательного хода назад. Эту схему наиболее часто применяют при обработке открытых и полуоткрытых зон. Разновидность ее может быть использована также при обработке заготовок деталей типа ступенчатых валиков методом «от упора».

Схема «виток» («зигзаг») предусматривает работу инструмента на прямой и обратной подачах и может быть реализована в зонах обработки всех видов.

Схема «спуск» характерна тем, что припуск снимается при радиальном перемещении резца. Наиболее часто эту схему используют при черновых переходах для закрытых зон.

Особое внимание следует уделять выбору схем для полуоткрытых зон, так как они наиболее часто встречаются при токарной обработке. Помимо простейших схем, приведенных на рис. 5.7, находят применение и более сложные.

Черновая схема с подборкой (рис. 5.8, а) отличается тем, что после прямолинейного рабочего хода инструмент, согласно УП, движется вдоль чернового контура детали (вплоть до уровня предыдущего про-

Рис. 5.7. Типовые схемы переходов при черновой токарной обработке основных поверхностей заготовок деталей: а — открытая зона; б — полуоткрытая зона; в — закрытая зона

хода), срезая при этом оставшийся материал. В результате для последующей обработки остается равномерный припуск по всему контуру Для увеличения стойкости инструмента при использовании этой схемы назначают две рабочие подачи— основную, действующую в течение прямолинейного прохода, и подачу подборки, действующую при движении вдоль контура детали, когда срезаются гребешки. Черновую схему с подборкой можно применять и в качестве окончательной, и в сочетании с последующей чистовой обработкой. Она позволяет получить поверхности с параметром шероховатости вплоть до R_a = 12,5 мкм. В данной схеме в точках конца хода инструмента на поверхности могут оставаться риски. Их можно уменьшить,

Рис. 5.8. Типовые схемы переходов при черновой токарной обработке для удаления припуска из полуоткрытых зон: а — схема с подборкой; б — то же с получистовым (зачистным) проходом; в — эквидистантная; г — контурная

если вводить в конце каждого хода перебег инструмента вдоль контура детали, равный половине радиуса инструмента при вершине.

Другой схемой выполнения черновых переходов для полуоткрытых зон является черновая с получистовым (зачистным) рабочим ходом (рис. 5.8, б). В отличие от предыдущей схемы здесь после каждого хода инструмента не производится подборки материала, остающегося на контуре. Однако после выполнения последнего (или предпоследнего) чернового хода инструменту задают движение вдоль контура детали, т.е. осуществляется получистовой ход, при котором на поверхности срезаются все гребешки и остатки металла. Получистовой ход дает переменную глубину резания, в связи с чем его целесообразно выполнять на подаче, отличной от той, которая использовалась при черновых ходах. Преимущество этой схемы перед предыдущей состоит в том, что она позволяет в ряде случаев обойтись без дальнейших чистовых переходов при изготовлении детали, так как на поверхностях не остается рисок.

При обработке заготовок фасонных деталей можно использовать схему, которую назовем эквидистантной (рис. 5.8, в). Название ее определяется тем, что рабочие ходы инструмента эквидистантны контуру детали.

Контурная схема черновой обработки основных поверхностей заготовки детали (рис. 5.8, г) формируется путем повторения рабочих ходов инструмента вдоль контура обрабатываемой детали. Каждый такой ход совместно со вспомогательным образует траекторию в виде замкнутого цикла. Начальная точка цикла смещается вдоль некоторой прямой, приближаясь к контуру заготовки. Контурная схема соответствует стандартному циклу и достаточно просто программируется.

При выполнении черновых переходов для открытых и полуоткрытых зон (см. рис. 5.7, 5.8) инструмент после завершения каждого рабочего прохода выводится из зоны и подается на глубину следующего хода (вспомогательный ход).

В случае закрытой зоны инструмент не может быть выведен из нее в процессе обработки. При использовании для таких зон схем черновой обработки с подборкой и с получистовым проходом их надо несколько видоизменить: после завершения каждого рабочего хода инструмент возвращается (вспомогательный ход) к начальной точке этого хода и врезается на глубину следующего хода, двигаясь на подаче врезания вдоль контура обрабатываемой зоны.

Оценка производительности основных схем черновых переходов позволяет сделать следующие выводы:

• • наибольшую производительность обеспечивает схема «петля» в связи с отсутствием зачистных рабочих ходов, однако в подавляющем большинстве случаев она может обеспечить равномерный припуск на чистовую обработку только для открытых зон;
• • черновая схема с подборкой проигрывает по производительности черновой схеме с получистовым (зачистным) ходом из-за большей длины вспомогательных ходов;
• • для открытых зон наибольшую производительность обеспечивает схема «петля», а для полуоткрытых и закрытых зон — черновая схема с зачистным ходом.

Комбинированные зоны целесообразно разбивать на несколько участков (рис. 5.9). Если комбинированная зона состоит из открытого и полуоткрытого участков (зон), то первый следует обрабатывать по схеме «петля», а второй — по черновой схеме с зачистным ходом. При наличии в составе комбинированной зоны всех трех участков (см. рис. 5.8, г) первые два целесообразно объединять и обрабатывать по схеме «петля», а участок закрытого типа — по схеме с зачистным ходом, продлив этот ход для зачистки чернового контура, входящего в первые два участка.

Рис. 5.9. Схема разделения припуска на зоны (номера зон указаны

в кружках):

а — расположение зон между базовыми торцовыми сечениями; б, в — рациональное распределение снимаемого припуска