Комплексный анализ ЧПУ-обработки: структура, технологичность, точность и технические требования

Анализ технологичности ЧПУ-деталей включает три части: анализ детального чертежа, анализ структурной технологичности и анализ точности деталей и технических требований.

(1) Анализ детального чертежа

① Способ нанесения размеров на чертеже должен соответствовать особенностям ЧПУ-обработки. На рис. (А) размеры на чертеже ЧПУ-детали должны наноситься с единой базой или прямо задаваться координатными размерами. Этот способ не только облегчает программирование, но и способствует координации размеров, а также объединению проектных, технологических, измерительных баз и точки отсчета программирования. При нанесении размеров конструкторы чаще учитывают сборку и эксплуатационные характеристики, поэтому часто используют частично рассеянный способ (рис. Б), что создает неудобства для технологической подготовки и ЧПУ-обработки. Благодаря высокой точности ЧПУ и повторной позиционировке, эксплуатационные свойства не страдают от накопленных ошибок. Поэтому рассеянный способ можно заменить на единую базу или прямые координатные размеры.

② Анализ конструкторских чертежей обрабатываемых деталей: разделение обрабатываемых поверхностей на важные и второстепенные по размерным и геометрическим допускам, выявление проектных баз, затем по принципам выбора баз определение позиционирующих баз детали. Анализ удобства позиционирования и закрепления заготовки, не препятствует ли выбор способа и точек закрепления движению инструмента, влияет ли деформация от закрепления на качество. Основы для позиционирования, установки и проектирования оснастки.

③ Условия (касание, пересечение, перпендикулярность, параллельность) геометрических элементов (точек, линий, поверхностей), образующих контур детали — важная база для ЧПУ-программирования. При ручном программировании координаты каждого узла вычисляются по этим условиям; при автоматическом — все геометрические элементы определяются по ним. Если какое-то условие неясно, программирование невозможно. Поэтому при анализе чертежей нужно проверять достаточность заданных условий геометрических элементов, и при проблемах оперативно согласовывать с конструктором.

(2) Структурный технологический анализ деталей

① Внутренние полости и формы деталей должны по возможности использовать единые геометрические типы и размеры, чтобы уменьшить номенклатуру инструментов и число смен, облегчить программирование и повысить производительность.

② Радиус скругления внутренней канавки определяет диаметр инструмента, поэтому радиус не должен быть слишком малым. На рисунке качество структуры и технологичности связано с высотой обрабатываемого контура и радиусом углового скругления. На рис. (b) по сравнению с (a) радиус R больше, можно использовать концевую фрезу большего диаметра; при обработке плоскости число проходов также уменьшается, качество поверхности лучше — технологичность выше. Наоборот — технологичность низкая. Обычно при R < 0,2H (H — максимальная высота контурной поверхности заготовки) можно считать, что технологичность этого участка плохая.

③ При фрезеровании дна канавки радиус скругления дна r не должен быть слишком большим. Как на рисунке, максимальный контактный диаметр торца фрезы с плоскостью d = D – 2r (D — диаметр фрезы). При постоянном D чем больше r, тем меньше площадь фрезерования торцом. Хуже плоскостная способность, ниже эффективность, хуже технологичность. При определенном r даже может потребоваться шарофреза — желательно избегать.

④ По возможности обработку всех обрабатываемых поверхностей следует завершить в одной установке. Для этого выбирают способ позиционирования, удобный для обработки каждой поверхности; если нужна вторая установка — применяют единое референсное позиционирование. Если в ЧПУ-обработке нет единой позиционирующей базы, ошибки позиционирования при переустановке заготовки приведут к несовпадению контурных положений и размеров на двух гранях после обработки. Поэтому для обеспечения точности взаимного положения после повторной закрепки нужно использовать единую позиционирующую базу.

3) Анализ точности деталей и технических требований

1) Анализ полноты и обоснованности требований к точности и техническим требованиям. Для поверхностей, обрабатываемых ЧПУ-точением, требования к точности должны быть максимально согласованы, чтобы последняя резель могла обрабатывать непрерывно.

2) Анализ того, может ли точность ЧПУ-обработки в процессе удовлетворить требованиям чертежа. Обратить внимание на оставление достаточного припуска для последующих операций.

3) Выявить поверхности с более высокими требованиями к положению на чертеже, определить, можно ли их выполнить в одной установке.

4) Для поверхностей или симметричных поверхностей с высокими требованиями к шероховатости определить применение функции постоянной скорости резания.