Націлюючись на проблеми складної обробки просторових дугових поверхонь, багатьох елементів обробки, високої точності обробки та високих вимог до шорсткості поверхні при обробці покриття, шляхом аналізу систем верстатів, технологічності деталей, засобів обробки та методів програмування, формула для обробки був сформульований обробний центр. У плані впровадження процесу представлено застосування методу кулькових інструментів у процесі обробки криволінійної поверхні житлового простору.
1 Передмова
Кришка зазвичай використовується як ущільнювач. Перед складанням його необхідно пройти випробування тиском газу, води та інші, щоб переконатися, що виріб не витікає, і забезпечити герметичність його складання та використання. Більшість із них є цілісними відливками або зварними деталями складної форми та багатофункціональної конструкції. Змінний, різних розмірів, внутрішність у формі порожнини, тонкі та нерівні стіни. У виробництві існують не тільки системи отворів, ущільнювальні канавки та площини з високими вимогами до точності, а й багато галтелів спеціальної форми, бобишок і нерегулярних криволінійних поверхонь, які важко обробити та виготовити [1].
2 Структура частини та аналіз процесу
2.1 Аналіз структури деталей
Кришка є деталлю коробчатого типу. Це напівзамкнутий багатогранник з нерівними порожнинами та внутрішніми стінками та переважно неправильною структурою. В основному використовується для забезпечення чистоти тіла та зменшення шуму, який створює тіло під час роботи. У той же час він може зіграти роль у прикрашанні зовнішнього вигляду. У механічній обробці є багато елементів обробки, великий об’єм обробки та нерегулярна структура, що робить процес складним [2].
картина
Рисунок 1 Вимоги до процесу покриття
2.2 Аналіз процесу
Обкладинка: Заготовка — суцільна чавунна деталь із суворими вимогами до якості поверхні, матеріал складний для обробки, інструмент швидко зношується, важко обробляти просторові криволінійні поверхні. Частини кришки показані на малюнку 1. На задній частині фланця є ліва та права дуги, розділені ребрами 14 мм посередині. Ліва і права сторони є симетричними структурами, одна сторона ліва на верхній і нижній сторонах. Значення шорсткості поверхні Ra=1.6μm.
2.3 Аналіз складності
Кришка є деталлю коробчатого типу. Матеріал QT{{0}} — це лиття з ковкого чавуну, яке має високу міцність і хорошу в’язкість. Він має характеристики зносостійкості, поглинання вібрації та стійкості до окислення, але його продуктивність різання є поганою. Відповідно до вимог креслення тильна сторона з'єднувального фланця повинна бути повністю оброблена. Дуги симетрично розподілені зліва і справа, розділені ребрами посередині. Поверхня дуги обробляється перпендикулярно осі інструменту. Під час обробки вигнутої поверхні геометричні розміри інструмента повинні бути підігнані до траєкторії інструменту поверхні, щоб гарантувати, що форма кінцевої вигнутої поверхні відповідає вимогам процесу. . Як показано на малюнку 1, товщина реберної пластини становить (16±0.025) мм, (14±0,02) мм, а корінця R (82,5±0,025) мм. Точність обробки висока, а вимоги до якості поверхні суворі. Оскільки задня частина фланця розділена ребрами, при використанні тристоронньої фрези або токарного верстата виникне перешкода, що унеможливить обробку [3].
3. Технологічний процес і методи обробки з ЧПК
3.1 Методи обробки
Хоча дугова поверхня цієї деталі є поверхнею обертання, її форма і структура є деталями коробчастого типу (див. рис. 2), тому вона не підходить для токарних верстатів. Тильна сторона фланця розділена трьома ребрами з округлим кореневим переходом. Тильна і лицьова сторони вимагають високої точності розмірів і шорсткості поверхні, їх можна обробляти на тривісних і багатоосьових фрезерних верстатах. У багатоосьовій обробці, оскільки взаємне положення інструменту та заготовки змінюється в будь-який час під час обробки, уся обробка може бути завершена одним затисканням для отримання оптимальних умов обробки. Однак його закупівельна вартість і вартість програмного забезпечення набагато вищі, ніж у трьохосьових, витрати на обслуговування та обслуговування занадто високі, а також високі вимоги до навичок роботи операторів, що призводить до високих витрат на оплату праці. У тривісному верстаті вектор осі інструменту залишається незмінним і обробляється в нормальній площині осі Z. Використання з’єднувального фітинга може завершити просторову обробку поверхні та досягти кращої жорсткості системи. Оскільки цей продукт виробляється у великих кількостях і невеликими партіями, немає необхідності налаштовувати оснащення. Виробничі потреби цього продукту можна задовольнити за допомогою існуючих універсальних прокладок однакової висоти та спрямованих вниз притискних пластин для позиціонування та затискання. Після вимірювання на місці фрезерної головки верстата та аналізу факторів обробки корпусу можна використовувати кулькову фрезу для створення криволінійної поверхні в площині ZY вздовж напрямку осі Z, щоб отримати кращу поверхню точність, якість і ефективність обробки. І найкраще співвідношення ціни та якості.
картина
Малюнок 2 Заготовка обкладинки
3.2 Концепція інструменту
Вибір інструментів і визначення обсягу різання є важливим змістом технології обробки з ЧПК. Вони не тільки впливають на ефективність обробки верстатів з ЧПК, але й безпосередньо впливають на якість обробки, і в той же час змінюють всю вартість обробки. У поєднанні з характеристиками верстата, продуктивністю матеріалу заготовки, вимогами до затискання та процесу для обробки вибираються тристоронні фрези, кінцеві фрези та кулькові фрези. Оскільки три секції ребер на задній частині фланця розташовані рівномірно під кутом 90 градусів, у корені ребер залишається багато залишків під час зворотного фрезерування за допомогою тристоронньої фрези, і кінцева фреза може бути використовується для обробки всіх ребер по дузі. Поверхня кореневої дуги - це тривимірна поверхня, сформована знизу вгору. Для інтерполяційного фрезерування слід використовувати кульковий інструмент із радіусом, меншим або рівним мінімальному радіусу кривизни поверхні. Виміряно, що поле 6 мм на одній стороні заготовки є великим. Щоб забезпечити жорсткість і ефективність обробки, характеристики, показані на малюнку 3, мають φ20 мм × 80 мм × 150 мм × 4F (YT) кінцеву фрезу та R10 мм × 80 мм × 150 мм (YT) кульову фрезу. ніж.
картина
Малюнок 3 Кінцева фреза (внизу) і кулькова кінцева фреза (вгорі)
3.3 План розкрою
У процесі різання, відповідно до фактичних умов обробки заготовки, щоб забезпечити точність і шорсткість поверхні округлої вигнутої поверхні, використовується фрезерування знизу вгору. Окремі початкові точки інструменту та точки встановлення інструменту. Згідно з передумовою забезпечення безпеки, початкова точка інструменту повинна бути якомога ближче до заготовки, щоб зменшити хід інструменту в холостому ході, скоротити шлях подачі та заощадити час виконання під час процесу обробки. Оскільки пусте поле велике, слід використовувати метод циклічної обробки для послідовного фрезерування, як показано на малюнку 4, поступово видаляючи поле в напрямку YZ і залишаючи поле 0.2 мм для чистової обробки. Протягом цього періоду слід зазначити, що точки подачі та відведення повинні бути перпендикулярні до У напрямку осі Z швидкість подачі не може бути "G0", а команда "G0" слід уникати одночасного руху "Y, Z".
Вибираються параметри різання інструменту: φ20мм торцева фреза. Матеріал інструменту підтримує лінійну швидкість vc 90~120м/хв, величину заднього різання ap 0,3~2 мм і подачу fz 0,07~0,3 мм/z.
R10мм×80мм×150мм (YT) кульова фреза, матеріал інструменту підтримує лінійну швидкість vc 120~150 м/хв, заднє зачеплення ap 0,3~0,8 мм, fz подачі 0,11~0,18 мм/z.
Оскільки заготовка є суцільним литтям, на поверхні заготовки іноді можуть бути тверді плями, пори та вкраплення піску. Щоб зменшити ризики якості та забезпечити стабільність різання, після налагодження та перевірки випробувального зразка остаточні параметри різання кінцевої фрези φ20 мм були обрані як vc=92m/min, n=1465r/ min, ap=1.5mm, fz=0.07mm/z, vf =410mm/min; параметри різання кульової фрези R10 мм вибираються як vc=130м/хв, n=2070об/хв, ap=0.5 мм, vf=228мм/хв. Після обробки 12 штук у партії з використанням вищевказаних параметрів різання якість обробки та стабільність є хорошими, а інструмент довговічним.
картина
Рисунок 4: Шлях інструмента
3.4 Програмування
За геометричними розмірами креслення деталі розраховуються дані траєкторії руху центру інструменту. Оскільки поверхня дуги знаходиться в площині YZ, при використанні кулькової торцевої фрези необхідно розрахувати координати точки контакту та виконати дугове фрезерування R82,5 мм через точкову апроксимацію. Кінцевою метою чисельних розрахунків є отримання всіх відповідних даних координат позиції, необхідних для програмування. Обчисліть значення координат Y і Z за допомогою тригонометричних функцій згідно з малюнком 5: Y=Rcos , Z=Rsin .
картина
Рисунок 5 Принцип обчислення координат
Під час програмування програми ЧПК Heidenhain встановіть Q1=17 як початковий кут, Q2=0.1 як приріст кута, Q3=+76.5 як кінцевий кут, Q{{5} }.5 (R=82.5+10) як радіус дуги, Q1=Q1 +Q2 додає змінну для кута. Після того, як програму скомпільовано, необхідно перевірити роботу програми, перш ніж її офіційно використовувати для виробництва та обробки. В особливих випадках необхідна також пробна механічна перевірка деталей. За результатами перевірки програма модифікується і коригується, часто багаторазово повторюється, поки не буде отримана програма, яка повністю відповідає вимогам обробки.
56 TOOLCALL "D20-QTD" Z S500
57L Z+100 R0 FMAX
58L X-50 Y-150 R0 FMAX
59L Z+26R0 FMAX
60 L X+32 R0 F1000
61 L Y-88.771
62 FN 0:Q1 =+17; стартовий кут
63 FN 0:Q2 =+0.1; приріст кута
64 FN 0:Q3 =+76.5; кінцевий кут
65 FN 0:Q4 =+92.5; радіус дуги
66 FN 0:Q5 =+0
67 FN 0:Q6 =+0
68 LBL.2
69 Q1=Q1+Q2; змінний кут збільшення
70 Q5=Q4×COS Q1; цикл обчислення значення Y
71Q6=Q4×SIN Q1; цикл обчислення значення Z
72 L Y-Q5 Z+Q6 R0 F1000
73 FN 12: IF+Q1LT+Q3 GOTO LBL 2; петля судження
74L Y-21 Z+90.085
75L Z+100 FMAX; втягування ножа
76 M0
4 Налагодження, обробка та перевірка
Початком обробки скруглення поверхні в програмі є центр фланця, тобто X{{0}}, Y0 і Z0 у G54 знаходяться на верхній поверхні фланця . Після використання шукача кромок для центрування в напрямках X і Y введіть механічні координати у відповідний G54. Після того, як оправка в напрямку Z або еталонний ніж підійде до зовнішнього кола фланця, обчисліть значення Z і введіть його в G54. Перед обробкою дайте верстату просохнути, щоб перевірити правильність траєкторії руху інструменту. Під час налагодження швидкість шпинделя та швидкість подачі під час обробки можна належним чином регулювати відповідно до фактичної ситуації (див. Малюнок 6 для процесу обробки), щоб досягти найкращої продуктивності різання. Після виготовлення першої деталі її відправляють на трикоординатний вимірювальний прилад для вимірювання лінійних розмірів, геометричних допусків і шорсткості поверхні. Результати випробувань відповідають вимогам процесу.
картина
Малюнок 6 Обробка скруглення поверхні
5 Висновок
Завдяки спеціальному використанню кулькових фрез, після багатьох спроб і випробувань, план процесу обробки поверхні кришки був остаточно визначений, успішно вирішуючи проблему складної обробки дугової поверхні простору кришки, багатьох елементів обробки, високих точність обробки і шорсткість поверхні. Жорсткі вимоги та інші складні питання. Це забезпечує правильність обробки покриття, підвищує керованість і стабільність якості обробки і в кінцевому результаті формує можливості масового виробництва. У той же час цей метод має широку практичність і може надати допомогу та довідку для подібних застосувань обробки поверхні.
