Разработка операционного техноло­гического процесса начинается с состав­ления (уточнения) операционного эскиза, по которому определяют содержание операции. Это позволяет выявить число установов, необходимых для выполнения операции. Далее процесс разрабатывают для каждого установа, выполняя соот­ветствующие эскизы с указанием схемы базирования и крепления заготовки в каждом установе.

На детали выделяют так называе­мые зоны обработки, представляющие собой часть припуска на том или ином элементе или какой-то части детали. Припуск может быть удален различным инструментом за несколько переходов или даже операций. Введение зон обра­ботки позволяет использовать типовые схемы переходов, определяющие правила построения траектории инструмента. А последнее в значительной мере облег­чает подготовку УП для станков с ЧПУ.

Последовательность обработки де­тали по зонам, обычно связанным с кон­структивными особенностями детали, на­мечают отдельно для каждого уста­нова детали.

В каждой из зон определяют вид обработки (черновая, чистовая), уста­навливают ее последовательность для отдельных элементов детали, находящих­ся в данной зоне, находят требуемые типоразмеры режущего инструмента.

Кроме того, выделяют совокупность элементов детали, обрабатываемых об­щим инструментом, что характеризует часть операции, выполняемую по отдель­ной подпрограмме.

Методы разработки операционных ТП аналогичны методам разработки маршрутных ТП. Наиболее успешно технологическое проектирование на осно­ве типизации ТП. Типовые ТП являются базой для самых различных автомати­зированных систем проектирования [5, 16, 58]. Из этих систем следует выде­лить комплексную автоматизированную систему технологической подготовки про­изводства (КАС ТПП), обеспечивающую совершенствование и ускорение техно­логической готовности предприятия к производству изделий высшей категории качества при минимальных трудовых и материальных затратах [35, 36].

Метод проектирования ТП на базе типовых переходов осуществляется вы­бором вариантов обработки отдельных элементов детали и общей последова­тельности ее обработки, наиболее соот­ветствующих конкретным техническим и производственным условиям [16, 36]. При этом за основу принимаются соот­ветствующие переходам типовые схемы обработки элементов, отличающихся гео­метрией контура, характером припуска, точностью и др.

Порядок технологического проекти­рования (синтезирования ТП) в рас­сматриваемом случае следующий. Вы­являют отдельные конструктивные эле­менты обрабатываемой детали и соот­ветствующие зоны обработки. Для об­работки каждого элемента и зоны устанавливают (выбирают) типовой тех­нологический переход (типовую схему обработки) и предназначаемый для этого режущий инструмент. В определенной логической последовательности пере­ходы с назначением режимов обработки объединяют в технологическую цепочку, составляющую технологическую опера­цию в целом. При этом необходимо уже на стадии технологического проек­тирования стремиться строить операцию с такими переходами, которым соответ­ствуют траектории движения режущего инструмента, реализуемые на станках с

ЧПУ в виде так называемых стандарт­ных циклов.

При реализации метода автоматизи­рованной подготовки ТП возникают сложные задачи выбора оптимального решения из допустимого множества ре­шений. Поэтому в условиях автомати­зированного производства решение тех­нологических задач может быть и не­сколько иным [16]. Но все же в практике работ на станках с ЧПУ этот метод удо­бен, поскольку он позволяет упростить составление УП.

Определенное влияние на процесс технологического проектирования для станков с ЧПУ оказывает ограничение по номенклатуре используемого режу­щего инструмента. Поэтому при проекти­ровании операционных процессов для конкретного станка с ЧПУ при опреде­лении переходов исходят прежде всего из возможного числа инструментов, нала­живаемых на операцию. Эти инструмен­ты выбирают из закрепленной за данным станком номенклатуры инструментов. Ес­ли число выбранных для выполнения опе­рации инструментов превышает число позиций на станке, то чаще всего об­работку разделяют на две операции, осуществляемые с определенной пере­настройкой станка и по соответствующим программам.

Использование на станках с ЧПУ спе­циального комбинированного инструмен­та экономически оправдано далеко не всегда и зависит от объема и повторяе­мости партий деталей, обрабатываемых на данном станке. От этого зависит также во многом и характер проработки и отра­ботки технологических процессов и под­готовленных УП.

В общем случае можно выделить че­тыре вида операционных технологиче­ских процессов обработки деталей на станках с ЧПУ: А, Б, В, Г.

Вид А — для обработки малых не­повторяющихся партий деталей. Малой считается партия, для которой суммар­ное время рабочего хода всех инстру­ментов /р(, умноженное на коэффициент времени резания к (время резания), меньше суммы экономических стойко - стей Ti всех инструментов наладки:

Иначе говоря, партия деталей обра­батывается за время, меньшее периода стойкости используемых в наладке ин­струментов в количестве q„ (обязатель­но необходимых).

Вид Б — для обработки малых повто­ряющихся партий.

Вид В — для обработки средних и крупных неповторяющихся партий дета­лей. Средней считается партия, для ко­торой время резания Y_tfiXqH примерно равно или немного больше периода стой­кости используемых в наладке обяза­тельно необходимых инструментов: Ytpjkqu^YTjqn. Крупная партия —такая, для которой время резания £/рД<7,, боль­ше суммарной стойкости всех инстру­ментов наладки (как обязательно необ­ходимых в количестве qH, так и введен­ных дополнительно в количестве дд), т. е. )JviXqK> TJi (<7н + <7д) ■

Вид Г — для обработки средних и крупных повторяющихся партий.

Изложенные данные позволяют в об­щем виде наметить последовательность и определить перечень работ по состав­лению и отработке операционного ТП и УП (табл. 6.1). Совершенно очевидно, что увеличение затрат времени на это экономически оправдывается с увеличе­нием объема партий деталей, обрабаты­ваемых по данному ТП и по подготовлен­ной УП, и с увеличением повторяемо­сти партий.

Установление последовательности пе­реходов, используемого инструмента, ре­жимов резания завершает первую часть работ по составлению операционного технологического процесса, который оформляется на стандартизованных бланках. Одновременно с разработкой операционной технологии готовят карты наладки станка и инструмента, оформ­ление которых заканчивается после раз­работки УП.

В ряде случаев для удобства разра­батывают схемы (эскизы) закрепления заготовки с указанием нулевой точки станка, точки начала обработки, нуле­вой точки детали и т. д. Кроме того,

Таблица 6.1. Общая последовательность работ при проектировании операционных техно­логических процессов и отработке УП для станков с ЧПУ

Вид

Наименование работы

Операционного ТП

Составление операционного эскиза, схемы установки заготовки, общего + + + + плана операции

Выявление обрабатываемых элементов и зон обработки, расчет межпере - + + + + ходных размеров

Выбор типовых технологических переходов и соответствующих им режущих + + + + инструментов из номенклатуры инструментов, закрепленных за станком Выбор для свободных позиций в револьверной головке или магазине допол­нительных инструментов, если они позволяют:

Сократить время обработки + + + +

Выровнять загрузку технологически необходимых инструментов — — + +

Анализ выбранного инструмента, выбор инструмента, технологически не - — — — -)- обходимого для выполнения операций с учетом снижения времени обра­ботки, из числа инструментов за пределами номенклатуры, закрепленной за станком. Рассмотрение возможности применения специальных комби­нированных инструментов

Определение последовательности обработки поверхностей в операции + + + + с установлением очередности работы инструментов по типовым схемам Оптимизация последовательности обработки:

В целях минимизации времени обработки — + — +

В целях минимизации количества используемого инструмента — — + +

Назначение режимов работы каждого инструмента в соответствии в реко - + + + + мендациями

Уточнение режимов резания по ограничениям, связанным со средствами + + + +

Крепления заготовки, жесткостью детали, кинематическими особенностями

Станка

Уточнение режимов работы каждого инструмента с учетом предваритель­ных экспериментов и имеющегося опыта использования, с учетом стойко­сти и надежности его работы

Уточнение режимов резания инструментов наладки (чтобы суммарное время обработки партии было минимальным) с учетом: смены инструмента

Смены, подналадки и наладки инструмента Определение целесообразности установки на станке нескольких одинаковых деталей по затратам времени на установку Подготовка УП

Подготовка УП с. оптимизацией траекторий движения инструментов: основных всех

Отладка программы при обработке первой детали

Отладка программы в части корректировки последовательности работы инструмента, схем его перемещения, количества дополнительного инстру­мента по результатам обработки:

Первой или нескольких первых деталей первой партии деталей Отладка программы в части корректировки режимов резания, подходов и перебегов инструмента по результатам обработки: первой или нескольких первых деталей первой партии деталей Отладка программы в части корректировки режимов резания по резуль­татам обработки первой партии деталей с учетом фактического расхода инструмента, его стоимости, затрат на смену, подналадку, восстановле­ние и т. п.

Наименование работы

Вид Операционного ТП

Примечание. Знак «-f-» означает выполнение данной работы.

На операционном эскизе обрабатываемой детали могут быть указаны контуры за­готовки, контуры первого и второго уров­ней обработки с геометрическими опор­ными точками, припуски. Дальнейшие работы связаны с составлением расчет - но-технологической карты (РТК).

Поиск оптимального варианта техно­логической операции, представляющего собой компромиссное сочетание количе­ственного и качественного критериев (машинного времени обработки детали и заданных параметров ее качества), наиболее успешно осуществляется при использовании ЭВМ. Один из путей проектирования ТП обработки деталей [16, 17] — использование ЭВМ в диало­говом режиме. В основу такого проекти­рования положено целесообразное рас­пределение функций между технологом - проектировщиком и ЭВМ с учетом ка­честв, присущих человеку и ЭВМ.