Особенности понятий и определений параметров операционного технологического процесса обработки деталей на станках с ЧПУ

При изготовлении деталей на станках с ЧПУ, так же как и при обработке на станках с ручным управлением, сохраняются понятия операция, проход, переход и т. д., хотя они и требуют пояснения и уточнения. По существующему определению наименьшей законченной частью процесса обработки, определяющей производительность и качество обрабатываемой поверхности, является переход. Некоторые авторы считают, что переход характеризуется единством обрабатываемой поверхности, режущего инструмента и режимов резания. Для станков с ручным управлением, автоматов и пр., где переналадка на другие режимы требует остановки работы оборудования, такое традиционное понимание перехода соответствует реальным условиям. Однако, есть основание не включать неизменность режимов резания в число обязательных атрибутов, определяющих переход. Переходы делятся на элементарные, инструментальные, позиционные и вспомогательные. Такая классификация переходов полностью соответствует структуре технологического процесса обработки деталей на станках с ЧПУ. Можно предложить следующие определения элементов технологического процесса обработки деталей на станках с числовым программным управлением.

Элементарный переход – непрерывный процесс обработки одной элементарной поверхности (ЭОП) одним инструментом по заданной программе. Обработка деталей на фрезерных станках производится фрезами, имеющими до трех режущих поверхностей: торец, периферию и их радиус сопряжения. В зависимости от комбинации этих режущих поверхностей в элементарных переходах различают семь технологических вариантов обработки (рис. 1).

Рис. 1. Образование различных видов ЭОП концевой фрезой.

Инструментальный переход – законченный процесс обработки одной или нескольких поверхностей при непрерывном движении одного инструмента по заданной программе.

Если в результате инструментального перехода образовалась одна поверхность, то инструментальный переход совпал с элементарным. Это всегда будет происходить, например при обработке наружного контура детали, контуров окон. Инструментальный переход, в котором образовались обработанные плоскость и ограничивающие ее выступы, состоит уже из двух элементарных переходов.

Позиционный переход – совокупность инструментальных и вспомогательных переходов, выполняемых при неизменности позиции или положения обрабатываемой детали или оснастки, или коробки скоростей, или инструмента в блоке, или без замены программоносителя. Необходимость в позиционном переходе возникает при переустановке детали, при ее перезакреплении, при замене инструмента, программоносителя и в других случаях, предусмотренных технологической картой.

Вспомогательный переход – часть траектории движения инструмента, не связанная с образованием поверхности. В отличие от обработки на обычных станках время вспомогательного перехода является составляющей частью общего машинного времени станка с ЧПУ. Траектории вспомогательного перехода делятся на три типа: траектории подхода инструмента к началу инструментального перехода (траектория врезания); траектории выхода инструмента из зоны обработки; траектории холостого хода инструмента. Каждая такая траектория соединяет конечную точку траектории выхода инструмента из какого-либо инструментального перехода с начальной точкой траектории подхода инструмента к другому инструментальному переходу.

Длина траектории холостого перемещения определяется технологичностью конструкции детали, выражающейся в необходимости внеочередной обработки некоторых поверхностей и способе установления очередности обработки остальных поверхностей. В связи с тем, что общее машинное время существенно зависит от суммарной длины траектории холостого хода, для траектории этого типа целесообразно применение методов оптимизации (минимизации длины).

Операция представляет собой комплекс всех позиционных переходов, выполняемых на станке с ЧПУ с помощью определенной оснастки или комплекса оснастки. По окончании выполнения операции деталь снимается со станка. Обязательным является совмещение начальной и конечной точки траектории. Закон движения исполнительных органов станка в процессе выполнения операции, зафиксированный в виде кода на программоносителе, носит название программы обработки.

Совокупность операций обработки данной детали на фрезерном станке с ЧПУ является частью общего технологического процесса изготовления детали и может рассматриваться как самостоятельный технологический процесс.

Применение изложенной классификации переходов позволяет производить достаточно полное формальное описание технологического процесса изготовления деталей на станках с ЧПУ, необходимое для решения вопросов проектирования операционной технологии как вручную, так и с применением ЭВМ (рис. 2).

Рис. 2. Классификация элементов операции.