Обработка деталей на станках с чпу и в гибких производственных системах

числе промышленные роботы (ПР), устрой­ства замены оснастки, удаления отходов, ав­томатизированного контроля, включая диаг­ностирование, переналадки и т. д.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) — ГПС, состоящая из нескольких гиб­ких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления, в которой технологическое оборудование рас­положено в принятой последовательности тех­нологических операций.

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) — ГПС, состоящая из нескольких гиб­ких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возмож­ность изменения последовательности исполь­зования технологического оборудования.

ГАЛ и ГАУ могут содержать отдельно функционирующие единицы технологического оборудования.

Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) — ГПС, представляющая собой сово­купность гибких автоматизированных линий и (или) гибких автоматизированных участков, предназначенная для изготовления изделий за­данной номенклатуры.

Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ) — ГПС, представляющая собой совокуп­ность гибких автоматизированных цехов, предназначенная для выпуска готовых изделий в соответствии с планом основного производ­ства. ГАЗ может содержать также отдельно функционирующие неавтоматизированные участки и цехи.

Приведенные определения не охватывают применяемых терминов: автоматическая ли­ния, автоматический участок, цех, завод. ЭНИМС предлагает следующие определения.

Линия автоматическая (Л А) — совокуп­ность технологического оборудования, устано­вленного в последовательности технологиче­ского процесса обработки, соединенного авто­матическим транспортом и оснащенного авто­матическими загрузочно-разгрузочными устройствами и общей системой управления или несколькими взаимосвязанными система­ми управления.

Система линий автоматических (СЛА) — совокупность автоматических линий, устано­вленных в последовательности технологиче­ского процесса обработки, соединенных авто­матическими транспортными (накопительны­ми) устройствами и оснащенных взаимосвя­занными системами управления.

Система линий автоматических комплекс­ной обработки (СЛАКО) — совокупность авто­матических линий, обеспечивающих выполне­ние всех операций, предусмотренных техноло­гическим процессом обработки.

Линия автоматическая переналаживаемая (система линий автоматических переналажи­ваемых) групповой обработки (ЛАП-ГО или СЛАП-ГО) — автоматическая линия (система автоматических линий), предназначенная для одновременной или последовательной обра­ботки группы заранее заданных изделий, однотипных по размерам и технологии обра­ботки.

Линия автоматическая переналаживаемая (система линий автоматических переналажи­ваемых (ЛАП или С ЛАП) — автоматическая линия (система автоматических линий), кото­рая при смене изделий-объектов производства может быть переналажена на обработку новых, заранее неизвестных изделий аналогич­ного типа и технологии изготовления. Перена­ладка осуществляется путем регулирования или замены отдельных элементов технологи­ческой оснастки, транспортных и загрузочных устройств, режущего инструмента и т. д.

Линия автоматическая переналаживаемая широкономенклатурная (ЛАП-Шн) — автома­тическая линия, состоящая из металлорежу­щих станков (станка), оснащенных устройства­ми автоматической смены, транспортирования инструментальной оснастки (в последователь­ности технологического процесса обработки), и предназначенная для изготовления группы корпусных деталей заранее заданной номен­клатуры. Переналадка линии на обработку новых, заранее неизвестных изделий осущест­вляется путем замены инструментальной ос­настки и приспособлений и перепрограммиро­вания системы управления.

По ступеням автоматизации различают два вида ГПС.

Гибкий производственный комплекс (ГПК) — ГПС, состоящая из нескольких гиб­ких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления и автоматизированной транспортно-складской системой, автономно функционирующая в те­чение заданного интервала времени и имею­щая возможность встраивания в систему более высокой ступени автоматизации.

Гибкое автоматизированное производство (ГАП) — ГПС, состоящая из одного или не­скольких гибких производственных комплек­сов, объединенных автоматизированной систе­мой управления производством и транспорт- но-складской автоматизированной системой, и осуществляющая автоматизированный пере­ход на изготовление новых изделий с по­мощью АСНИ, САПР и АСТПП.

ГПС в общем случае включает функцио­нальные системы. Система обеспечения функ­ционирования технологического оборудования ГПС — совокупность взаимосвязанных авто­матизированных систем, обеспечивающих про­ектирование изделий, технологическую подго­товку их производства, управление гибкой производственной системой и автоматическое перемещение предметов производства и техно­логической оснастки. В общем случае в систе­му обеспечения технологического оборудова­ния ГПС входят: автоматизированная систе­ма научных исследований (АСНИ); систе­ма автоматизированного проектирования (САПР); автоматизированная система техно­логической подготовки производства (АСТПП); автоматизированная система упра­вления предприятиями (АСУП.); автоматизи­рованная транспортно-складская система (АТСС); автоматизированная система инстру­ментального обеспечения (АСИО); система ав­томатизированного контроля (САК); автома­тизированная система удаления отходов и т. д.

Автоматизированная транспортно-склад­ская система (АТСС) — система взаимосвя­занных автоматизированных транспортных и складских устройств для укладки, хранения, временного накопления и доставки предметов труда, технологической оснастки и удаления отходов.

Автоматизированная система инструмен­тального обеспечения (АСИО) — система взаи­мосвязанных элементов, включающая накопи­тели, устройства смены и контроля качества инструмента, обеспечивающие хранение, авто­матическую установку и замену инструмента.

Основной областью применения ГПС является серийное многономенклатурное про­изводство. Как видно из определений, каждый вид ГПС характеризуется тем, что может функционировать автономно, представляет со­бой технически законченное целое и имеет свою локальную систему управления; возмож­ность встраивания в систему более высокого

1. Годовой выпуск деталей Оборудование Число наимено­ваний об­рабаты­ваемых деталей Годовой выпуск деталей, тыс. шт. Сверлильно-фрезерно-рас- точные станки с ЧПУ ти­па ОЦ с магазином авто­матической смены инстру­мента и устройством авто­матической смены загото­вок 5-10 1- -4 Переналаживаемые, широ­кономенклатурные авто­матические линии с авто­матической сменой мно­гошпиндельных коробок 3-8 6- -25 Переналаживаемые агре­гатные станки с уста­новкой многошпиндель­ных коробок на поворот­ных столах 2-4 8- Переналаживаемые авто­матические линии группо­вой обработки Непереналаживаемые ав­томатические линии 2-6 1-2 30­40- 200 250

уровня позволяет, спроектировав ГПС высо­кого уровня, начинать внедрять его по частям как ГПС более низкого уровня. Степень авто­матизации как самой ГПС, так и ее функцио­нальных систем может быть различной. И этим определяется число обслуживающего персонала. ГПС обладает также свойством быстрой переналадки на изготовление новых деталей и изделий произвольной номенкла­туры.

Переналаживаемые автоматические линии групповой обработки нескольких заранее из­вестных и аналогичных по конструкции и тех­нологии изготовления деталей в условиях крупносерийного и массового производства не являются ГПС, так как на них не предусмо­трена переналадка на новые детали, заранее неизвестные. Переналадка на таких линиях может быть ручной или автоматической. Как правило, переналадка проводится не чаще 1-3 раз в месяц. Общая годовая производи­тельность такой линии 30 — 200 тыс. деталей в год. В табл. 1 приведен годовой выпуск сложных корпусных деталей размером до 800 х 800 х 800 мм при обработке их на раз­личном оборудовании. Это оборудование предназначено в основном для выполнения операции сверления, растачивания, разверты­вания, зенкерования, фрезерования и резьбона- резания.

Примеры структур гибких производ­ственных систем механической обработки деталей и их характеристики

Так как ГПС в основном применяют в се­рийном производстве, то в основу системы входит станок с ЧПУ. Загрузка и разгрузка его проводится с помощью промышленного робота или автоматизированного загрузочно­го устройства (АЗУ). Смена инструмента осу­ществляется из магазина инструментов или револьверной головки. ГПМ обладает способ­ностью подсоединения к центральной транс - портно-складской системе, системе инструмен­тального обеспечения и управляющим устрой­ствам высшего ранга.

Основные характеристики ГПМ: способ­ность работать ограниченное (3 — 12 ч) время без непосредственного участия оператора, ав­томатическое выполнение операций, легкость наладки, устранения простоев и введения из­менений в управление; легкость встраивания в существующие производства и в ГПС более высокого уровня; экономическая эффектив­ность.

Не следует считать, что любой станок с ЧПУ может входить в ГПМ без всяких пере­делок. Основными требованиями ко всем эле­ментам ГПС являются высокая надежность и автоматизация всех основных вспомога­тельных и рабочих ходов. Даже ГПМ должен иметь в своем составе транспортно-накопи- тельную систему, контрольно-измерительную и диагностическую системы, систему удаления стружки. Например, токарный станок с ЧПУ, встраиваемый в ГПС, должен быть снабжен системами контроля состояния инструмента, смены инструмента и удаления стружки.

Простейший ГПМ включает станок с ЧПУ типа «обрабатывающий центр» (ОЦ) с одним или двумя инструментальными магазинами. Станок имеет два рабочих стола (рис. 1. а). За­готовку устанавливают на стол вручную, в то время как на другом столе изготовляется де­таль. Совмещение времени установки с време­нем обработки дает выигрыш в производи­тельности. Более совершенным является ГПМ, содержащий станок типа ОЦ с одним или с двумя магазинами инструментов (рис. 1,5). Шаговый конвейер — накопитель палет

Рис. 1. Гибкий производственный модуль, со­держащий один станок с ЧПУ: а — с двумя ма­ятниковыми рабочими столами; б — с автомати­зированным загрузочным устройством: 1 — магазины с инструментами; 2— станок с ЧПУ; 3— стол станка; 4— автоматизированное загрузочное устрой­ство (шаговый конвейер-накопитель палет)

с 4, 6, 8 или 12 заготовками позволяет дли­тельное время вести обработку с ограни­ченным участием оператора. На таких ГПМ можно обрабатывать различные детали раз­нообразными инструментами.

ГПМ со стендовым (стационарным) нако­пителем веерного типа характеризуется тем, что число стендов-позиций накопления загото­вок может наращиваться постепенно, что по­зволяет уменьшить первоначальные затраты. Заготовки со стендов на станок перегружают­ся с помощью поворотного стола. Загрузка за­готовок в накопитель может осуществляться роботом или роботкаром. Отсутствие меха­низма конвейера упрощает конструкцию, уве­личивает надежность (рис. 2).

А
&7
/	\ \ч

Рис. 2. Гибкий производственный модуль со стен­довым накопителем веерного типа: 1 —станок с ЧПУ; 2— поворотный стол-перегружатель; 3 — веерный накопитель заготовок, установленных на палетах

ГПМ, показанный на рис. 3, отличается от предшествующих тем, что имеет две системы смены инструмента: одна — из магазина, а

Ft i)

>3

Рис. 3. Гибкий производственный модуль с автома­тизированными системами смены инструмента из ма­газина и шпиндельных головок из накопителя: 1— магазин с инструментами; 2— станок с ЧПУ; 3 — накопитель шпиндельных головок (коробок); 4 — перегружатель головок; 5 — поворотный стол станка; 6 — рельсовая тележка — загружатель за­готовок; 7 — стенд — накопитель палет с заго­товками

вторая обеспечивает замену многошпин­дельных головок.

Применение в ГПС оборудования с много­шпиндельными головками обеспечивает воз­можность совмещения переходов обработки и вследствие этого — высокую производитель­ность. Смена головок может проводиться из магазина (рис. 4, а и б), поворотом револьвер­ной головки (рис. 4, в), поворотом стола (рис. 4, г). Использование специальных шпин­дельных насадок на станке с горизонтальным шпинделем (рис. 5) позволяет вести обработку вертикально расположенными инструментами, что обеспечивает возможность обработки де­тали с пяти сторон. Этой же цели можно до­стичь применением специального поворотного стола.

Рассмотренные выше ГПМ содержали сверлильно-фрезерно-расточные станки с ЧПУ. Как основное оборудование, в ГПМ широко применяют также токарные станки с ЧПУ и токарно-фрезерные станки типа ОЦ. Инструмент меняется из магазина или путем поворота револьверной головки. Применяют станки с одним или двумя шпинделями. На станке с двумя шпинделями обрабатывают одну деталь за два установа или несколько разных деталей. Наличие шпинделя для свер­ления и фрезерования позволяет полностью изготовить деталь типа тел вращения с отвер-

Рис. 4. Виды оборудования гибкой производственной системы с автоматизированной сменой шпиндельных головок

стиями, пазами, канавками, произвольно рас­положенными относительно оси вращения. В таких ГПМ загрузку деталей наиболее часто осуществляют с помощью промышленных ро­ботов (рис. 6).

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) состоит из двух единиц (и более) основ­ного оборудования, загрузочно-разгрузочных устройств, устройств автоматической смены инструмента, накопительных устройств. Уча­сток может функционировать автономно. Осо­бенностью обработки на ГАУ является воз­можность изготовления детали на одном или нескольких станках в любой последовательно­сти.

Простейший ГАУ состоит из двух станков типа ОЦ (рис. 7), общего перегружателя заго­товок, закрепленных на налетах. Каждый ста­нок имеет свой комплект палет (до 15 шт.). За­готовки загружают на палеты чаще всего вручную. ГАУ такого типа обеспечивает сни­жение затрат на автоматизированное загру­зочное устройство. Применение в ГАУ стан­ков разного технологического назначения по­зволяет обработать на участке детали боль­шой номенклатуры.

Рис. 5. Схемы применения на станке с ЧПУ спе­циальной головки для обработки инструментами с горизонтальным и вертикальным расположением оси

Рис. 6. Гибкий производственный модуль с про­мышленным роботом: 1 — станок с ЧПУ; 2 — про­мышленный робот; 3 — кассета с заготовками; 4 — конвейер-накопитель; 5 — роботкара

------------ СВ=*-

На участке, показанном на рис. 8, объеди­нены устройства для смены палет, применена единая система автоматической смены инстру­ментов для нескольких (до четырех) станков. Инструмент меняется с помощью специально -
го ПР. В отличие от рассмотренного ранее ГАУ здесь один комплект налет используют для нескольких станков. Это сокращает за­траты времени на перезакрепление заготовки и повышает точность взаимного расположе­ния поверхностей, обработанных на разных станках. Взаимозаменяемость станков сокра­щает простои участка при отказах какого-либо станка или необходимости его ремонта.

ГАУ, предназначенный для выполнения не­скольких операций, показан на рис. 9. Исполь­зуют станки с разными технологическими воз­можностями, взаимно дополняющие друг дру­га. Применяется одна транспортно-накопи» тельная система. Заготовки перегружаются с помощью поворотных устройств. В рассма­триваемом ГАУ, кроме основного оборудова­ния, предназначенного для полной обработки сложных заготовок с шести сторон, предусмо­трены контрольно-измерительная машина и установка для мойки и удаления стружки с заготовки и с палеты после обработки на ка­ждом станке. На этом участке могут работать станки типа ОЦ или шлифовальные, про­тяжные и другие станки.

Рис. 7. Гибкий автоматизированный участок, со­держащий два модуля и единое автоматизированное загрузочное устройство для смены палет: 1, 2 — станки с ЧПУ; 3 — рельсовая тележка — перегру­жатель палет; 4, 5 — стенды с палетами, за­крепленными за каждым станком

Рис. 8. Гибкий автоматизированный участок с двумя модулями и единым автоматизированным загрузочным устройством смены палет и инструмента: 1и 2 — станки с ЧПУ; 3 — накопитель инструмента; 4 — промышленный робот смены инструмента; 5 — рельсовая тележка — перегружатель палет; 6— пале- ты для любого станка участка; 7 — позиции за­грузки-разгрузки палет; 8— АСУ распределения загрузки

Рис. 9. Гибкий автоматизированный участок с контрольно-измерительной машиной и установкой для мойки деталей: 1и 2 — станки с ЧПУ; 3 — стол — перегружатель палет; 4 — установка для уда­ления стружки и мойки деталей и палет; 5 — контрольно-измерительная машина; 6 — конвейер-на­копитель палет; 7 — станция загрузки-разгрузки палет заготовками и деталями; 8— промышленный ро­бот — кантователь заготовок; 9 — ЭВМ участка

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) состоит из нескольких ГПМ с единым устрой­ством загрузки и транспортирования загото­вок. Группы деталей обрабатывают в при­нятой последовательности по фиксированному программой циклу. Для повышения произво­дительности в ГАЛ используют станки с многошпиндельными головками. Такая ли­ния имеет более высокую производительность вследствие потери гибкости. На гибкой авто­матической линии с жестким конвейером по­дачи заготовок (рис. 10) обработка проводится

Рис. 10. Гибкая автоматизированная линия с после­довательным выполнением операций: 1— конвейер подачи заготовок на линию; 2 — автоматический загружатель линии; 3 — шаговый конвейер; 4 — стан­ки с ЧПУ; 5 — накопитель шпиндельных головок; б — промышленный робот; 7 — станок с ЧПУ с мно­гошпиндельными головками"; 8— установка для уда­ления стружки и мойки деталей; 9 — контрольно- измерительная машина; 10— конвейер с обрабо­танными деталями; 11 — ЭВМ линии

последовательно на каждом или некоторых рабочих местах. На ГАЛ, как правило, обра­батывают детали с общими технологическими признаками. В основе организации производ­ства лежит групповой технологический про­цесс (ГОСТ 3.1109 - 82) - технологический процесс изготовления группы изделий с раз­ными конструктивными, но общими техноло­гическими признаками. ГАЛ обычно исполь­зуют для ограниченной номенклатуры деталей с годовым выпуском несколько десятков ты­сяч в год. Гибкость ГАЛ определяется типом используемого оборудования.

На ГАЛ, представленной на рис. 11, часть оборудования расположена на параллельных потоках, а часть — на одном потоке обработ­ки. В этом случае возможны различные ком­бинации. Определяющим является необходи­мость последовательно-параллельной обра­ботки деталей, что позволяет совмещать одно- инструментные и многоинструментные станки, работающие с использованием специальных головок. Сочетание разных станков позволяет повысить коэффициент их использования. На линии обрабатывают до 10 тыс. деталей в год. С увеличением партии запуска за счет умень­шения затрат на наладку эффективность при­менения таких линий повышается.

Высокопроизводительная ГАЛ для крупно­серийного производства деталей включает не­сколько ОЦ с многошпиндельными головками (рис. 12). Подача заготовок на позицию за­грузки ГАЛ осуществляется с помощью ро- боткары. Заготовка перемещается по линии жестким конвейером. На станках проводится одновременная обработка заготовок с не­скольких сторон с использованием много­шпиндельных головок. При переходе на обра­ботку новых деталей требуется смена от­дельных или всех многошпиндельных головок, что вызывает потерю гибкости ГАЛ, но зато обеспечивает высокую производительность. Многошпиндельные головки, не находящиеся в рабочей позиции, поступают на позицию контроля, на которой весь изношенный ин­струмент заменяется.

На рис. 13 показана ГПС для обработки деталей типа тел вращения с использованием станков разных групп. Подача заготовок осу­ществляется в кассетах. Промышленный ро­бот забирает заготовки из кассет и подает их на станки. Снятую со станка деталь ПР, укладывает обратно в кассету. На линии ис­пользован накопитель — один для всех стан­ков. Часто применяют индивидуальные нако­пители (тактовые столы) около каждого стан-

Рис. 11. Гибкая автоматизированная линия с парал­лельно-последовательным выполнением операций: / — конвейер подачи заготовок; 2—7, 12 я 15 — станки с ЧПУ; 8 —автоматический загружатель; 9 — кон­вейер; 10 — станок с ЧПУ с многошпиндельными головками; 11 —установка смены многошпиндель­ных головок; 13 — промышленный роботкантователь заготовок; 14 — установка для удаления стружки и мойки заготовок; 16 —конвейер обработанных деталей; /7—ЭВМ линии

ка. В наиболее совершенных ГПМ промыш­ленный робот используют также для смены инструмента. Управление всеми станками осу­ществляют от ЭВМ, что позволяет детально, по часам, дням, неделям и месяцам планиро­вать загрузку станков и точно определять со­стояние производства, время подачи заготовок в ГПС и подачи деталей на сборку.

Рис. 12. Гибкая автоматизированная линия со стан­ками с ЧПУ, оснащенными многошпиндельными головками: 1 — 3 — станки с ЧПУ с устройствами автоматической смены многошпиндельных головок; 4 — позиции загрузки-разгрузки заготовок; 5~— роботкара; б — конвейер заготовок (палет с заготов­ками); 7 — накопитель многошпиндельных головок; 8 — контрольно-измерительная машина с ЧПУ; 9 — позиция накопления заготовок; 10 —центральная ЭВМ; // — ЭВМ управления транспортом; 12 — ЭВМ управления контролем и настройкой инстру­мента

| 1 | | | | -ут-з

Достаточно часто для транспортирования заготовок и деталей используют роботкары. Несколько роботкар обеспечивают доставку заготовок с автоматизированного склада, перемещение заготовок от одного станка к другому. Преимуществом роботкар является перемещение их по имеющимся в цехе проез-

! I--------------

П., ,

IM | и I I I I 1 и I 1 I I I I I | I 11111 1,1 II I I I 1 II I I III I иI 11 I I I I I 1 I I р

ГЕН

ш

9 ПЗ

Рис. 14. Гибкая производственная система, вклю­чающая различные функциональные системы (АТСС, САПР, АСТПП и др.): 1, 2, 4- станки с ЧПУ; 3 — место для расширения ГПС (установки новых модулей); 5 — установка для очистки заготовок от стружки и мойки; 6 — контрольно-измерительная машина с ЧПУ; 7 — позиции перегрузки заготовок на конвейер; 8 — автоматизированный склад; 9 — роботкара; 10— станок для обработки баз загото­вок; 11 — РТК доделочных операций; 12 — централь­ная ЭВМ; 13 — ЭВМ управления автоматизированной транспортно-складской системой; 14 — ЭВМ управ­ления контролем и наладкой инструмента; 15 — ЭВМ диагностики элементов ГПС

ф Ф Ф ф C^D ЦЭ-

-&S -Ввй-

о

Ш3~7 6 J

Рис. 13. Гибкая производственная система для обработки деталей типа тел вращения со станками с ручным управлением и с ЧПУ: 1— протяжной станок; 2— зубофрезерный станок; 3, 4 —токар­ные станки с ЧПУ; 5 — промышленные роботы для загрузки-разгрузки станков; б — конвейер-накопи­тель; 7 — позиции загрузки заготовок; в— цент­ральная ЭВМ; 9— ЭВМ управления транспортом;10 —ЭВМ управления контролем и наладкой инст­румента

дам. Трасса их перемещения рассчитывается на ЭВМ. Часто разгрузка заготовок (обычно уложенных в тару) проводится в специальную накопительную позицию около станка.

В представленной на рис. 14 ГПС автома­тизированы все потоки информации на ка­ждом уровне управления, руководства. ГПС включает автоматизированную транспортно- складскую систему (АТСС), систему автомати­зированного проектирования (САПР), aBfoMa-

тизированную систему технологической подго­товки производства (АСТПП). Автоматизация конструкторских работ, технологической под­готовки производства, обработки на станках, непосредственно управляемых от центральной ЭВМ, позволяет в наибольшей степени ис­пользовать преимущества ГПС.

ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧНО­СТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛЕЙ, ОБРАБАТЫВАЕМЫХ НА СТАНКАХ С ЧПУ И В ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМАХ

Оценка технологичности конструкции дета­ли является важным этапом технологической подготовки производства. Конструкция детали является технологичной, если при ее изгото­влении и эксплуатации затраты материала, времени и средств минимальны. Оценка техно­логичности проводится качественно и количе­ственно с расчетом показателей технологично­сти по ГОСТ 14.201 — 83*. Качественная оцен­ка («хорошо», «плохо») предшествует количе­ственной. Во всех случаях анализ технологич­ности завершается расчетом технико-экономи­ческих показателей, подтверждающих целесоо­бразность предложенных мероприятий.

542 ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ И В ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМАХ I

Комплекс критериев технологичности дета­ли, обрабатываемой на станках с ЧПУ и в ГПС, условно можно разделить на две группы. Первая группа критериев определяет общие требования к детали; во вторую группу входят критерии технологичности, относящие­ся к обрабатываемой поверхности. К общим требованиям относятся: обоснованный выбор материала детали и увязка требований каче­ства поверхностного слоя (шероховатости по­верхности, упрочнения, остаточных напряже­ний в поверхностном слое и т. д.) с маркой материала детали; обеспечение достаточной жесткости конструкции; наличие или создание искусственных технологических баз, исполь­зуемых при обработке и захвате заготовки промышленным роботом; сокращение до ми­нимального числа установов заготовки при обработке; наличие элементов, удобных для закрепления заготовки в приспособлении, при­чем зажимные элементы должны обеспечивать доступ для обработки всех поверхностей дета­ли и высокую жесткость системы заготовка — приспособление; возможность обработки мак­симального числа поверхностей с одного установа с использованием в основном кон- сольно закрепленного инструмента; отсут­
ствие или сведение к минимуму глухих отвер­стий и отверстий, расположенных не под прямым углом к основным координатным осям детали (взаимное угловое расположение обрабатываемых поверхностей должно учиты­вать дискретность углов поворота стола стан­ка и возможность использования стандартных угловых фрез); максимальная возможная уни­фикация формы и размеров обрабатываемых элементов, что обеспечит обработку их мини­мальным числом инструментов и использова­ние типовых подпрограмм, т. е. сократит за­траты на подготовку программы; задание координат обрабатываемых элементов с уче­том возможностей устройства ЧПУ станком; форма детали, удобная для автоматического контроля и обеспечения условия легкого уда­ления стружки.

Таким образом, при анализе технологично­сти деталей, обрабатываемых в ГПС, необхо­димо учитывать требования обработки, кон­троля, захвата и транспортирования заготовок и деталей при изготовлении, надежного удале­ния стружки, максимального упрощения про­граммирования, обеспечения благоприятных условий работы режущего инструмента, т. е. высокой надежности технологической си­стемы.

Для облегчения программирования при разработке чертежей деталей необходимо учитывать возможности устройств ЧПУ. По­зиционные устройства ЧПУ имеют абсолют­ную систему отсчета, поэтому координаты обрабатываемых элементов в этом случае не­обходимо задавать от технологических баз (абсолютная система). В контурных устрой­ствах ЧПУ способ задания размеров принят, как правило, в относительной системе, т. е. по приращениям.

Современные устройства ЧПУ позволяют задавать размеры в декартовой системе координат (абсолютной или относительной), в полярной системе и смешанным образом, когда координаты центра, например, группы отверстий задают в декартовой системе, а по­ложение центров отверстий — в полярной.

Предполагается, что при обработке на станках с ЧПУ поле рассеяния размеров рас­положено симметрично относительно среднего размера. Поэтому программирование ведут по средним размерам. Для всех размеров с не­симметричным расположением поля допуска необходим расчет среднего размера.

Форма задания контура поверхности мо­жет быть графической, табличной или анали­тической. Аналитическое задание предпочти­тельно при применении САПР.

На сверлильно-фрезерно-расточных стан­ках с ЧПУ при анализе технологичности дета­ли особое внимание обращают на точность обработки поверхностей, используемых в каче­стве технологических баз, на унификацию формы и расположения повторяющихся эле­ментов, расположенных симметрично и зер­кально ^[16] (ячейки, карманы, группы отверстий). Особое внимание следует обратить на созда­ние условий работы инструмента (работы без ударов).

Примеры повышения технологичности де­талей, изготовляемых на станках с ЧПУ и в ГПС, приведены в табл. 2.

2. Примеры повышения технологичности конструкции деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ Примеры повышения технологичности Эскиз детали Эффективность мероприятия Унификация поверхностей и их элементов Коррекция формы выточек   -     п Сокращение числа применяемых ин­струментов, снижение вспомогатель­ного времени на смену инструмента Сокращение числа инструментов в результате использования резцов, применяемых для обработки основ­ных поверхностей JS       LD

Продолжение табл. 2

Эффективность мероприятия

Эскиз детали

Примеры повышения технологичности

Расположение шпоночных ка­навок с одной стороны детали

Коррекция размеров торца де­тали

Сокращение вспомогательного вре­мени на поворот детали, сокраще­ние числа приспособлений

Повышение точности обработки пу­тем рационального базирования (по торцу)

ш

£<Ja       PI t t

Уменьшение перепада диа­метров на детали

Уменьшение консольности при фрезеровании концевой фрезой

Уменьшение числа переходов, повы­шение производительности, точности

Повышение точности и производи­тельности обработки вследствие при­менения более жесткого инструмента

Применение симметричных конструкций

Сокращение числа программ и вре­мени на их подготовку

Придание детали дополните­льной установочной базы

Возможность использования стан­дартного приспособления

U

и

Изменение формы поверхно­сти, позволяющее избежать поворота стола

Сокращение числа типоразмеров ин­струмента, повышение производи­тельности в результате сокращения числа поворотов стола и смен ин­струментов

Изменение взаимного распо­ложения плоскостей с целью снижения требований к точ­ности взаимного расположения

Повышение производительности в результате сокращения числа пере­ходов и повышения режимов обра­ботки

Продолжение табл. 2

Эффективность мероприятия

Эскиз детали

Примеры повышения технологичности

Ш/////Л

Снижение требований к шеро­ховатости свободной поверхно­сти, уменьшение числа обра­батываемых поверхностей

Уменьшение поверхности обработки с соответствующим повышением производительности

Введение дополнительного тех­нологического отверстия с соответствующим оформле­нием фаски

■Й*------------ El

Увеличение ширины паза с целью обеспечения обработки канавок в углах фрезерованием вместо строгания

Упрощение конструкции приспособ­ления (отпадает необходимость в до­полнительной опоре)

Возможность полной обработки на станке с ЧПУ, в результате чего повышается производительность

Увеличение размера необрабо­танной поверхности, что поз­воляет избежать перезакрепле­ния детали

Повышение производительности об­работки вследствие сокращения вспо­могательного времени

Замена углубления платиком

т

/////'/Л

Сокращение числа инструментов, по­вышение производительности

Уменьшение раз