НОВОЕ  В  ПОВЫШЕНИИ  ЭФФЕКТИВНОСТИ  ОБРАБОТКИ  И  ПОВЫШЕНИИ  КАЧЕСТВА  ИЗГОТОВЛЕНИЯ  ДЕТАЛЕЙ  НА  ПРОГРАММИРУЕМЫХ  СТАНКАХ  С  ЧПУ

Сидорчик  Елена  Владимировна

аспирант  кафедры  электронных  приборов,  Северо-Кавказский  Горно-Металлургический  институт  (Государственный  Технологический  университет),  г.  Владикавказ

E-mail:  tekaitoka@bk.ru

Введение  и  постановка  задачи  исследования.  Одним  из  наиболее  отличительных  преимуществ  станков  с  ЧПУ  считается  повышенная  устойчивость  свойства  обработки  (наиболее  высокая  точность  контуров,  объемов  и  траектории  подвергнутой  обработке  заготовки  или  детали,  шероховатость  подвергнутых  обработке  поверхностей),  обеспечивающая  наиболее  полную  и  достоверную  схожесть  элементов  всей  партии.

На  станках  с  ЧПУ  высокая  точность  контуров,  объемов  и  формы  обрабатываемых  плоских  поверхностей  детали,  шероховатость  плоскости  поддерживаются  СПИД,  жесткостью  резца  или  другого  инструмента  и  точностью  станка,  дискретностью  и  устойчивостью  позиционирования  и  ввода  кода  управляющей  программы,  качеством  настройки  ЧПУ.  Отверстия  на  данных  станках  обрабатывают  в  отсутствии  кондукторов.  Автоматическая  (по  программному  коду)  обработка  на  станках  с  ЧПУ  может  обеспечивать  устойчивость  свойства  и  схожесть  подвергнутых  обработке  составных  частей  всей  партии,  а,  следовательно,  исключаются  моменты,  имеющие  место  при  ручном  управлении  и  редактировании  характеристик  управляющего  кода  программы  вручную  (изможденность,  усталость,  отвлечение  внимания,  мысли  и  идей  токаря  или  фрезеровщика  наружными  действиями,  негативные  и  позитивные  впечатления,  ошибку  в  наблюдениях  и  отсчете  текущего  объема  обработки,  временное  несоблюдение  координации  перемещения  рук  и  др.),  и  исключения  погрешностей  станочника,  связанных  с  наиболее  полным  обеспечением  достоверной  точности  характеристик  и  технологических  размеров  при  переходе  от  одной  обрабатываемой  поверхности  к  следующей.  Впрочем,  сохраняется  возможность  более  правильной  наладки,  а  значит,  профессионализм  и  опыт  работы  наладчика  программного  кода  играет  особо  важную  роль  при  обработке  детали  на  станке  с  ЧПУ.  Погрешности  базирования  сокращаются  вследствие  уменьшения  количества  переустановок  болванки  или  детали  в  период  обработки.

Предлагаемые  методы  решения.  Увеличение  свойства  обработки  на  станках  с  ЧПУ  базируется  на  увеличении  жесткости  и  точности  самого  станка  и  обеспечении  некоторого  количества  условий,  предъявляемых  к  числовому  программному  устройству  либо  приспособлению.  Устройство  ЧПУ,  его  возможности  и  характеристики,  прием  считывания  и  ввода  управляющей  программы  оказывают  воздействие  на  качество  и  производительность  обработки  деталей  и  составных  частей  корпусных  изделий  из  металла. 

Предполагает  энтузиазм  воздействие  приборов  ЧПУ  на  высокую  точность  технологической  обработки  вследствие  следующих  характеристик  процесса,  как  вид  интерполяции,  дискретность,  значение  минимального  приращения  вводимой  координаты,  межкадровые  паузы  и  качество  системы  механической  регулировки. 

Часто  при  программировании  появляются  ошибки  внутри  самого  программного  кода,  связанные  с  неточностью  задания  контура  —  опорных  точек  траектории  изготавливаемой  детали.  При  линейной  интерполяции  линейного  контура  ошибка  направления  движения  резца  токарного  станка  находится  в  непосредственной  зависимости  от  угла  наклона  линейных  опорных  точек  [1].  При  круговой  интерполяции,  который  в  данном  случае  состоит  из  дуг  окружностей,  отклонение  по  радиусу,  возможно,  будет  достигать  значения  2-ух  дискрет,  а  при  интерполяции  способом  оценочной  функции  отклонение  по  радиусу  становится  менее  одной  дискреты.  Отклонение  настоящего  контура  опорных  точек  траектории  детали  вследствие  выравнивающего  воздействия  концевой  фрезы  станет  менее  одной  дискреты. 

Следовательно,  значение  меньшего  перемещения  либо  приращения  вводимой  информации  (дискрета)  считается  и  кратчайшей  величиной  отличия  (погрешности)  при  недоступности  сочиняющих  погрешности  от  других  причин  (податливость  системы  СПИД,  термодеформации,  износ  прибора,  межкадровые  паузы  и  т.  д.).  Значение  дискреты  в  характеристиках  новых  фрезерных  и  токарных  станках  с  ЧПУ  может  составлять  не  более  10,  5,  2  и  1  мкм.

Межкадровые  паузы,  характеризуемые  временем  перерыва  в  поступлении  кода  управляющей  программы  на  ЧПУ  с  последнего  кадра  программы,  который  впоследствии  отлаживает  предшествующий  кадр,  вызывают  остановку  контролируемого  перемещения  подачи,  при  этом  основное  рабочее  перемещение  продолжается  [2],  к  примеру,  вращение  фрезы  (на  фрезерном  станке)  либо  резца  (на  токарном  станке).  При  всем  при  этом  вследствие  регенерации  тугой  системы  СПИД  на  обрабатываемой  поверхности  по  опытным  данным  обнаруживаются  макропогрешности.  В  приспособлениях  ЧПУ  убавление  воздействия  межкадровых  пауз  на  ошибку  обработки  достигается  усложнением  электронной  схемы  и  текстуры,  обеспечивающих  отработку  кода  управляющей  программы  раньше  считанного  кадра,  также  использованием  круговой  интерполяции  с  внедрением  вспомогательных  характеристик  обработки.

При  обработке  на  станках  с  ЧПУ  образуются  погрешности,  вносимые  системой  ЧПУ:  вычисления,  аппроксимации,  интерполяции,  отладки  и  воссоздания  программы.  При  обработке  на  токарных  станках  с  ЧПУ  ошибку,  вносимая  системой  ЧПУ  (погрешность  подготовки  и  воссоздания  кода  управляющей  программы),  составляет  приблизительно  0,2—0,25  допуска  на  обработку  основной  части.  Иные  первичные  погрешности  в  суммарной  погрешности  обработки  на  токарном  станке  с  ЧПУ: 

1.  позиционирования  0,1—0,2;

2.  ошибка,  вносимая  тугими  деструкциями  научно-технической  системы  под  воздействием  непостоянности  сил  резания,  0,05—0,1;

3.  опции  и  центровки  0,4—0,45; 

4.  ошибку  от  тепловых  деструкций  технологической  системы  0,1—0,15; 

5.  ошибку,  вносимую  размерным  износом  режущих  инструментов,  0,1—0,2.

Главные  пути  убавления  погрешности,  вносимой  системой  ЧПУ:  использование  при  отладке  правящей  программы  на  ЭВМ  уточненных  добавочных  и  вспомогательных  характеристик  для  режимов  процесса  обработки  для  вычислений  и  автоматизация  подготовки  кода  управляющей  программы,  улучшение  приборов  числового  управления,  поиски  свежих  структурных  решений. 

Высокая  точность  и  точность,  необходимая  при  изготовлении  детали,  обработки  элементов  на  токарных  станках  с  ЧПУ  обеспечивается  по  4-му,  3-му  классам  [2],  а  на  рядах  станках,  в  том  числе  и  по  2-му  классу  точности.  Высокая  точность  обработки  на  фрезерных  станках  концевой  фрезой  располагается  около  4—5-го  классов  точности  при  обработке  элементов  из  стали  и  алюминиевых  сплавов.  При  обработке  фрезерованием  концевой  фрезой  солидную  долю  погрешности  прибавляет  и  деформация  режущего  инструмента. 

Высокая  точность  обработки  на  фрезерных  станках  увеличивают  научно-техническими  способами  на  программном  уровне,  как,  к  примеру,  проектированием  траектории  перемещения  прибора  так,  чтобы  мощь  резания  действовала  на  кинематические  цепи  и  узлы  станка  с  одной  стороны.

Критическое  обсуждение  результатов  исследований.  На  станках  с  ЧПУ  вида  многооперационных  Haas  SL20  и  VF40  достигается  точность  обработки  2-го  класса  точности.  Такая  высокая  точность  достигается  предшествующей  и  конечной  настройкой  прибора  на  точный  размер  технологической  обработки  детали.  Подготовительная  настройка  прибора  вне  станка  на  устройстве  с  индикатором  часового  на  подобии  гарантирует  высокую  точность  растачивания  1  составной  части  детали  около  0,05  мм.  Завершающая  настройка  (корректировка)  завершается  управлением  значений  переключателей  характеристик  технологического  процесса  на  пульте  приспособления  ЧПУ.

Системы  механической  регулировки  по  характеристикам,  определяющим  высокую  точность  детализации  и  обработки  (к  примеру,  регулировку  процесса  методом  стабилизации  сил  резания,  обеспечивающей  неизменность  величины  тугого  движения  системы  СПИД),  гарантируют  увеличение  точности  обработки  в  2—5  раз,  при  всем  при  этом  стойкость  прибора  возрастает  примерно  в  1,5  раза,  а  неисправности  уменьшаются.

Список  литературы:

1.Адаптивное  управление  технологическими  процессами  /  Ю.М.  Соломенцев  [и  др.].  М.:  Машиностроение,  1980.  —  536  с.

2.Станки  с  ЧПУ  и  оборудование  гибких  производственных  систем:  Учебное  пособие  для  студентов  вузов.  /  Под  ред.  Харченко  А.О.  К.:  ИД  «Профессионал»,  2004.  —  304  с.