Типовые схемы переходов. В табл. 6.3 показаны типовые схемы переходов то­карной обработки основных поверхно­стей.

Схема «петля» характеризуется тем, что по окончании рабочего хода инстру­мент отводится на небольшое расстоя­ние (около 0,5 мм) от обработанной по­верхности и возвращается во время вспомогательного хода назад. Эту схему наиболее часто применяют при обра­ботке открытых и полуоткрытых зон. Разновидность ее может быть использо­вана также при обработке деталей типа ступенчатых валиков методом «от упора».

Схема «виток» («зигзаг«) предусмат­ривает работу инструмента на прямой и обратной подаче и может быть реали­зована в зонах обработки всех видов.

Схема «Спуск» характерна тем, что припуск снимается при радиальном пе­ремещении резца. Наиболее часто эту схему используют при черновых пере­ходах для закрытых зон.

Особое внимание следует уделять выбору схем для полуоткрытых зон, так как они наиболее часто встре­чаются при токарной обработке. Поми­мо простейших схем, приведенных в табл. 6.3, для них находят применение и более сложные.

Черновая схема с подборкой (рис. 6.7, а) отличается тем, что после прямо­линейного рабочего хода инструмент, согласно УП, движется вдоль чернового контура детали (вплоть до уровня пре­дыдущего прохода), срезая при этом оставшийся материал. В результате для последующей обработки остается равно­мерный припуск по всему контуру. Для увеличения стойкости инструмента при использовании этой схемы назначают две рабочие подачи: 1) основную, дейст­вующую в течение прямолинейного про­хода; 2) подачу подборки, действую­щую при движении вдоль контура де­тали, когда срезаются гребешки.

Рис. 6.7. Типовые схемы переходов при черновой токарной обработке для удаления припуска Из полуоткрытых зон

8)

Ж

Черновую схему с подборкой можно применять и в качестве окончательной, и в сочетании с последующей чистовой обработкой. Она позволяет получить поверхности с параметром шероховато­сти вплоть до Rz = 40. В данной схеме в точках конца хода инструмента на контуре детали могут оставаться риски. Их можно уменьшить, если вводить в конце каждого хода перебег инструмен­та вдоль контура детали, равный по­ловине радиуса инструмента при вер­шине.

Другой схемой выполнения черно­вых переходов для полуоткрытых зон является черновая с получистовым (за - нистным) проходом (рис. 6.7,6). В от­личие от предыдущей схемы здесь после каждого хода инструмента не произво­дится подборки материала, остающегося на контуре. Однако после выполнения последнего (или предпоследнего) чер­нового хода инструменту задают дви­жение вдоль контура детали, осущест­вляя получистовой ход, при котором на контуре срезаются все гребешки и остат­ки металла. Получистовой ход дает пе­ременную глубину резания, в связи с чем его целесообразно выполнять на подаче, отличной от той, которая ис­пользовалась при черновых ходах. Пре­имущество этой схемы перед преды­дущей в том, что она позволяет в ряде случаев обойтись без дальнейших чисто­вых переходов при обработке детали, так как на поверхностях не остается рисок.

При обработке фасонных деталей можно использовать схему, которую на­зовем эквидистантной (рис. 6.7, В). На­звание ее определяется тем, что рабо­чие ходы инструмента эквидистантны контуру детали.

Последняя схема черновой обработки основных поверхностей детали — кон­турная (рис. 6.7, г) формируется путем
повторения рабочих ходов инструмента вдоль контура обрабатываемой детали. Каждый такой ход совместно с вспомо­гательным образует траекторию в виде замкнутого цикла, начальная точка ко­торого смещается вдоль некоторой пря­мой, приближаясь к контуру заготовки. Контурная схема соответствует стан­дартному циклу и достаточно просто программируется.

При выполнении черновых переходов для открытых и полуоткры­тых зон (см. рис. 6.7 и табл. 6.3) инструмент после завершения каждого рабочего прохода выводится из зоны и подается на глубину следующего хода (вспомогательный ход).

В случае закрытой зоны ин­струмент не может быть выведен из нее в процессе обработки, поэтому при ис­пользовании для таких зон схем черно­вой обработки с подборкой и с полу - чистовым проходом их надо несколько видоизменить: после завершения каждо­го рабочего хода инструмент возвра­щается (вспомогательный ход) к началь­ной точке этого хода и врезается на глубину следующего хода, двигаясь на подаче врезания вдоль контура обраба­тываемой зоны.

Оценка основных схем черновых пе­реходов по производительности позво­ляет сделать следующие выводы [17].

1. Наибольшую производительность обеспечивает схема «петля» в связи с отсутствием зачистных рабочих ходов. Однако в подавляющем большинстве случаев она может обеспечить равно­мерный припуск на чистовую обработку только для открытых зон.

2. Черновая схема с подборкой про­игрывает по производительности черно­вой схеме с получистовым (зачистным) ходом из-за большей длины вспомога­тельных ходов.

3. Для открытых зон наибольшую производительность обеспечивает схема «петля», а для полуоткрытых и закры­тых зон — черновая схема с зачистным ходом.

Комбинированные зоны це­лесообразно разбивать на несколько участков (см. рис. 6.6, г, участки 1—3). Если комбинированная зона состоит из открытого и полуоткрытого участков (зон), то первый следует обрабатывать по схеме «петля», а второй — по черно­вой схеме с зачистным ходом. При на­личии в составе комбинированной зоны всех трех участков (см. рис. 6.6, г), пер­вые два целесообразно объединять и обрабатывать по схеме «петля», а уча­сток закрытого типа обрабатывать по схеме с зачистным ходом, продлив этот ход для зачистки чернового контура, входящего в первые два участка.

Определение зон при разработке то­карных переходов. Область черновой обработки основных поверхностей раз­бивают на зоны. Существует несколько схем разделения припуска на зоны. На рис. 6.8, а показана схема, где зоны рас­положены между базовыми торцовыми сечениями 1—5. Припуск снимают по­следовательно по основным обрабаты­ваемым поверхностям. Очевидно, такая схема разделения на зоны не является рациональной, так как проигрывает по производительности схемам, приведен­ным на рис. 6.8, б, в. Это происходит из-за увеличения длины вспомогатель­ных ходов, которые должны выполнять­ся на всех торцах, кроме последнего.

Отсюда следует, что при работе на токарных станках при построении зон черновой обработки основных поверх­ностей надо стремиться включать в зону максимальное число таких поверхно­стей, обработка которых на данном установе возможна с применением вы­бранного инструмента.

Схемы удаления припуска при чер-

Я

Ff)

Hobo^i Обработке. Разделение обрабаты­ваемого участка на переходы и выбор траектории инструмента в автоматизи­рованных системах проектирования ТП осуществляется с помощью ЭВМ. Ана­лиз реализованных в системах алгорит­мов решения геометрических задач по­зволяет установить определенные форма­лизованные правила построения траекто­рий инструмента при токарной обра­ботке. Рассмотрим это на примере.

При обработке ступенчатого вала (рис. 6.9, а), определенного размерами в системе координат детали ZWX, мож­но выделить границу черновой зоны обработки. Эта граница определяется черновым контуром детали (рис. 6.9,6), образованным с учетом припусков на цилиндрические и торцовые поверхно­сти, и контуром заготовки. Поэтому можно выделить опорные точки черно­вого контура детали, определив их соот­ветствующими координатами X и Z, а также крайнюю точку заготовки, опре­деленную размером l3 = ZWO и диамет­ром D3Ar. Полагаем, что в рассматривае­мом случае вал изготавливается из предварительно заторцованной цилинд­рической заготовки. Таким образом, припуск черновой зоны может быть четко определен схемой на рис. 6.9, б и разде­лен на области (с размерами ZW3, ZW2 и XW1, XW2, XW3) над каждой цилиндрической поверхностью в соответ­ствии с вертикалями, проходящими че­рез опорные точки 1—3 (рис. 6.9, в). При этом относительно наружной по­верхности заготовки можно определить припуски T, Ti, 1з в каждой области.

Для определения числа проходов черновую зону разбивают горизонталь­ными прямыми-уровнями. Последова­тельность разбивки:

А) вычисляют припуски на черновую, обработку для каждой цилиндрической поверхности (TЬ U, H на рис. 6.9, в); U=XWO-XFfl; T2 = XWO — XW2 H = = XWO-XW3;

Б) определяют наименьшее число черновых проходов по каждой цилиндри­ческой поверхности. Для этого делят вычисленные припуски T, /2, /з на пре:. дельную глубину резания Tnp и округ­ляют полученное число до большего целого. Величина Tnp зависит от проч­ности инструмента, мощности привода подач станка, максимального крутящего момента, задаваемой стойкости и дру­гих факторов при назначении режимов обработки. Для рассматриваемого при­мера примем, что величина t„v больше T3, но меньше h и t\

В) вычисляют глубину резания при черновых проходах в предположении, что припуск над каждой цилиндриче­ской поверхностью разбит равномерно на определенное в предыдущем пункте число проходов. Для рассматриваемого примера в области первого цилиндра такой глубиной будет величина TcPi, в об­ласти второго цилиндра — /ср2, третьего цилиндра — <Срз;

Г) наибольшая среди определенных в предыдущем пункте глубин резания принимается единой (/р) для всей чер­новой зоны. Примем, что для рассмат­риваемого примера такой глубиной бу­дет /ср2, т. е. Tp = TcV2

Д) по. принятой величине Tp после­довательным вычитанием из размера за­готовки XWO определяют горизонтали сверху вниз по всему припуску черно­вой зоны (рис. 6.9, г).

Величина Tp делит черновой припуск на проходы более равномерно, чем fnp.

Полученные горизонтали и верти­кали определяют элементарные участки обрабатываемой заготовки (рис. 6.10, а), удалять которые при точении можно разными способами. Естественно, что при составлении траектории должна быть задана величина б — недоход ин­струмента до заготовки (см. рис. 6.9, в).

Принимая во внимание рассмотрен­ные выше схемы распределения при­пуска, можно выделить три основные схемы его удаления.

В схеме по циклам вертикалей при­пуск удаляют последовательно в каж­дой области. При такой схеме сначала удаляют припуск T (рис. 6.10, а), по­том /г, потом /3, и траектория резца проходит по следующим точкам: А, 4, 5, Отход по 0,5 мм в точку 6 и на ускорен­ном ходу в точки 7, 8, 2, 9—16, 5. Далее резец движется по точкам: 5, 18, 19, 23(2), 20, 21, 22, 17, 3, 24, 25 и А (рис. 6.10, б).

В схеме по циклам уровней припуск снимают последовательно вниз при про­дольных перемещениях резца в преде­лах уровня во всех областях (рис. 6.11). Там верхний слой будет удаляться при движениях резца через точку А, 4, 5, Отход на 0,5 мм в точку 6, ускоренный возврат в точку 7, радиальное смеще­ние (на /р + 0,5 мм) в точку 8. Далее на рабочей подаче происходит удале­ние следующего слоя припуска при тра­ектории движения резца через точки 9, 3, 10. Потом (после возврата резца на исходную вертикаль) срезают припуск при рабочих ходах резца из точки 11 в точку 12 и из точки 1 в точку 13. Хо­дом 13—2 подчищают торец и резец возвращается в точку А.

Схема по циклам горизонталей чер­нового контура (рис. 6.12, а) отличается от предыдущего варианта тем, что сна -

Рис. 6.10. Схема удаления припуска черновой зоны при обработке ступенчатых валов по циклам вертикалей

Чала инструмент удаляет припуск Tv Продольным ходом по всем зонам (тра­ектория А—4—5). Далее такой же при­пуск удаляется в первой зоне за два хода (траектории 4—6—2 и 6—7—8), а затем следует окончательный проход, формирующий черновой контур заго­товки,— движение резца от точки 1 че­рез точки 9, 2, 10, 3, 11.

Сравнивая данную схему и типо­вую — черновую с получистовым (за­чистным) ходом (см. рис. 6.7,6), можно установить их определенное сходство, поскольку идея в них сводится к сле­дующему: удалить слои припуска за не­сколько ходов инструмента по всем об -

Рис. 6.11. Схема удаления припуска по циклам уровней

Б) х.

Рис. 6.12. Схемы удаления припуска по цик­лам горизонталей

Ластям, оставляя в каждой области при­пуск, меньший предельного; затем вы­полнить зачистной ход по всему черно­вому контуру, сформировав его.

Щ///////М

Еще один вариант удаления припуска по указанной схеме показан на рис. 6.12,6. Здесь припуск T В третьей зоне меньше предельного T9. Сначала удаляют последовательно слои металла, обозна -

Рис. 6.13. Зона черновой обработки сту­пенчатой заготовки

Ченные в кружках цифрами /, 2, 3, по­сле чего выполняют ход по черновому контуру от точки / через точки 10, 2, 11, 3, 12.

Анализ [15] рассмотренных схем удаления припуска при черновой обра­ботке показывает примерно одинаковую эффективность второй и третьей схем, однако предпочтение следует отдавать третьей схеме.

Рассмотренные схемы удаления при­пуска при обработке ступенчатых валов могут быть распространены на любые ступенчатые заготовки. Несложно пред­ставить зону черновой обработки сту­пенчатой заготовки отдельными участ­ками, каждый из которых ограничен контуром одной ступени. На рис. 6.13, а показано разделение обрабатываемой части ступенчатой заготовки на участки / и II, на рис. 6.13,6 — деление этих участков на уровни (на базе Tp) с вы­делением опорных точек, на рис. 6.13, в — последовательность удаления припуска (цифры 1—б, заключенные в кружки) по отдельным элементарным участкам при рабочих ходах инструмента через точки А, 3,5, 12, 1, 4, 2, 6, 7, 8, 9, 6, 10, 3, 11, А.

Следует отметить общность обра­ботки ступенчатых деталей различных классов: валков, втулок, дисков, кры­шек и др., черновой припуск у которых может быть сформирован и обработан по рассмотренным для вала схемам [15, 17].