Mając na celu problemy trudnej obróbki przestrzennych powierzchni łukowych, wielu elementów obróbki, wysokiej precyzji obróbki i wysokich wymagań dotyczących chropowatości powierzchni w obróbce okładek, poprzez analizę systemów obrabiarek, możliwości produkcyjnych części, narzędzi obróbczych i metod programowania, formułę przetwarzania opracowano centrum obróbcze. Plan realizacji procesu wprowadza metodę zastosowania narzędzi kulistych w procesie obróbki zakrzywionej powierzchni przestrzeni obudowy.
1 Przedmowa
Pokrywa jest powszechnie stosowana jako uszczelka. Przed montażem należy go poddać próbom gazowym, wodnym i innym ciśnieniowym, aby mieć pewność, że produkt nie będzie przeciekał oraz zapewnić szczelność jego montażu i użytkowania. Większość z nich to integralne odlewy lub części spawane o skomplikowanych kształtach i wielu strukturach. Zmienne, różne rozmiary, wnętrze w kształcie wnęki, cienkie i nierówne ściany. W produkcji i wytwarzaniu występują nie tylko systemy otworów, rowki uszczelniające i płaszczyzny o wysokich wymaganiach dotyczących precyzji, ale także wiele specjalnych zaokrągleń, występów i nieregularnie zakrzywionych powierzchni, które są trudne w obróbce i wykonaniu [1].
2 Struktura części i analiza procesu
2.1 Analiza struktury części
Pokrywa jest częścią typu pudełkowego. Jest to półzamknięty wielościan z nierównymi wnękami i ścianami wewnętrznymi oraz przeważnie nieregularnymi strukturami. Stosowany jest głównie w celu zapewnienia czystości ciała oraz ograniczenia hałasu generowanego przez ciało podczas pracy. Jednocześnie może odgrywać rolę w upiększaniu wyglądu. W obróbce mechanicznej występuje wiele elementów obróbczych, duża objętość obróbki i nieregularna struktura, co czyni proces skomplikowanym.
zdjęcie
Rysunek 1. Obejmuje wymagania procesu
2.2 Analiza procesu
Pokrycie: Półfabrykat jest solidną częścią żeliwną o rygorystycznych wymaganiach dotyczących jakości powierzchni, materiał jest trudny w obróbce, narzędzie szybko się zużywa i trudno jest obrabiać przestrzennie zakrzywione powierzchnie. Części pokrywy pokazano na rysunku 1. Z tyłu kołnierza znajdują się lewy i prawy łuk, oddzielone pośrodku żebrami o średnicy 14 mm. Lewa i prawa są strukturami symetrycznymi, z jedną stroną lewą na górnej i dolnej stronie. Wartość chropowatości powierzchni Ra=1.6μm.
2.3 Analiza trudności
Pokrywa jest częścią typu pudełkowego. Materiał QT{{0}} to odlew z żeliwa sferoidalnego, który charakteryzuje się dużą wytrzymałością i dobrą ciągliwością. Charakteryzuje się odpornością na zużycie, pochłanianiem wibracji i odpornością na utlenianie, ale jego wydajność cięcia jest słaba. Zgodnie z wymaganiami rysunku tylna strona kołnierza łączącego musi zostać w pełni obrobiona. Łuki są symetrycznie rozmieszczone po lewej i prawej stronie, oddzielone pośrodku żebrami. Powierzchnia łuku jest obrabiana prostopadle do osi narzędzia. Podczas obróbki zakrzywionej powierzchni wymiary geometryczne narzędzia muszą być dopasowane do ścieżki narzędzia powierzchniowego, aby mieć pewność, że kształt końcowej zakrzywionej powierzchni spełnia wymagania procesu. . Jak pokazano na rysunku 1, grubość blachy żebrowej wynosi (16±0,025) mm, (14±0,02) mm, a filet korzeniowy R (82,5±0,025) mm. Dokładność przetwarzania jest wysoka, a wymagania dotyczące jakości powierzchni są rygorystyczne. Ponieważ tył kołnierza jest oddzielony żebrami, przy zastosowaniu frezarki trójstronnej lub tokarki wystąpią zakłócenia, które uniemożliwią obróbkę [3].
3. Przebieg procesu i metody obróbki CNC
3.1 Metody przetwarzania
Chociaż powierzchnia łuku tej części jest powierzchnią obrotową, jej kształt i struktura to części typu skrzynkowego (patrz rysunek 2), dlatego nie nadaje się ona do tokarek. Tylna strona kołnierza jest oddzielona trzema żebrami z zaokrąglonym przejściem nasady. Tylna i przednia strona wymagają dużej dokładności wymiarowej i chropowatości powierzchni i mogą być obrabiane na frezarkach trójosiowych i wieloosiowych. W obróbce wieloosiowej, ponieważ wzajemne położenie narzędzia i przedmiotu obrabianego zmienia się w dowolnym momencie obróbki, całą obróbkę można zakończyć w jednym mocowaniu, aby uzyskać optymalne warunki obróbki. Jednak koszty zakupu i oprogramowania są znacznie wyższe niż w przypadku maszyn trójosiowych, koszty konserwacji i utrzymania są zbyt wysokie, a wymagania dotyczące umiejętności operacyjnych operatorów są również wysokie, co skutkuje wysokimi kosztami pracy. W obrabiarce trójosiowej wektor osi narzędzia pozostaje niezmieniony i jest obrabiany w płaszczyźnie normalnej osi Z. Zastosowanie mocowania łączącego może zakończyć przestrzenną obróbkę powierzchni i osiągnąć lepszą sztywność systemu. Ponieważ ten produkt jest produkowany w dużych ilościach i małych partiach, nie ma potrzeby dostosowywania oprzyrządowania. Potrzeby produkcyjne tego produktu można zaspokoić, stosując istniejące uniwersalne podkładki o równej wysokości i skierowane w dół płyty dociskowe do pozycjonowania i mocowania. Po dokonaniu na miejscu pomiaru głowicy frezarskiej obrabiarki i analizie czynników obróbki obudowy, można zastosować frez z końcówką kulistą do wykonania zaokrąglenia powierzchni zakrzywionej w płaszczyźnie ZY wzdłuż kierunku osi Z w celu uzyskania lepszej powierzchni dokładność przetwarzania, jakość i wydajność. I najlepszy stosunek jakości do ceny.
zdjęcie
Rysunek 2 Pusta okładka
3.2 Koncepcja narzędzia
Dobór narzędzi i określenie wielkości skrawania są ważnymi treściami w technologii obróbki CNC. Wpływają nie tylko na wydajność obróbki obrabiarek CNC, ale także bezpośrednio wpływają na jakość obróbki, a jednocześnie zmieniają cały koszt obróbki. W połączeniu z charakterystyką obrabiarki, wydajnością materiału przedmiotu obrabianego, wymaganiami dotyczącymi mocowania i procesu, do obróbki wybierane są trójstronne frezy krawędziowe, frezy palcowe i frezy kulowe. Ponieważ trzy sekcje żeber z tyłu kołnierza są równomiernie rozmieszczone pod kątem 90 stopni, przy frezowaniu wstecznym za pomocą trójstronnego frezu krawędziowego u nasady żeber pozostaje dużo pozostałości, a frez trzpieniowy może być używany do obróbki wszystkich żeber wzdłuż kierunku łuku. Powierzchnia łuku korzenia jest trójwymiarową powierzchnią utworzoną od dołu do góry. Do frezowania interpolacyjnego należy używać narzędzia z kulistą końcówką o promieniu mniejszym lub równym minimalnemu promieniowi krzywizny powierzchni. Zmierzono, że margines 6 mm po jednej stronie półwyrobu jest duży. Aby zapewnić sztywność i wydajność obróbki, specyfikacje pokazane na rysunku 3 to frez palcowy φ20mm×80mm×150mm×4F (YT) i frez kulisty R10mm×80mm×150mm (YT). nóż.
zdjęcie
Rysunek 3 Frez palcowy (na dole) i frez kulowy (na górze)
3.3 Plan cięcia
W procesie cięcia, zgodnie z rzeczywistymi warunkami obróbki przedmiotu obrabianego, w celu zapewnienia dokładności i chropowatości powierzchni zaokrąglonej zakrzywionej powierzchni, stosuje się frezowanie współbieżne od dołu do góry. Oddzielne punkty początkowe narzędzia i punkty ustawienia narzędzia. Wychodząc z założenia zapewnienia bezpieczeństwa, punkt początkowy narzędzia powinien znajdować się jak najbliżej przedmiotu obrabianego, aby ograniczyć przesuw narzędzia na biegu jałowym, skrócić drogę posuwu i zaoszczędzić czas wykonania w procesie obróbki. Ponieważ pusty margines jest duży, należy zastosować metodę obróbki cyklicznej do frezowania w kolejności pokazanej na rysunku 4, stopniowo usuwając margines w kierunku YZ i pozostawiając margines 0,2 mm na wykończenie. W tym okresie należy zwrócić uwagę, aby punkty posuwu i wycofania były prostopadłe do. W kierunku osi Z prędkość posuwu nie może wynosić „G0”, a komenda „G0” należy unikać jednoczesnego poruszania się „Y, Z”.
Wybierane są parametry skrawania narzędzia: frez palcowy φ20mm. Materiał narzędzia obsługuje prędkość liniową vc wynoszącą 90~120m/min, wielkość skrawania wstecznego ap wynoszącą 0,3 ~ 2 mm i posuw fz wynoszący 0,07 ~ 0,3 mm/z.
Frez kulisty R10mm×80mm×150mm (YT) z kulistą końcówką, materiał narzędzia obsługuje prędkość liniową vc wynoszącą 120~150m/min, sprzężenie zwrotne ap 0,3 ~ 0,8 mm i posuw fz 0,11 ~ 0,18 mm/z.
Ponieważ blank jest litym odlewem, na który wpływa proces odlewania, na powierzchni blanku mogą czasami występować twarde plamy, pory i wtrącenia piasku. W celu ograniczenia ryzyka jakościowego i zapewnienia stabilności skrawania, po debugowaniu i weryfikacji próbki, ostateczne parametry skrawania freza palcowego φ20mm wybrano jako vc=92m/min, n=1465r/ min, ap=1,5 mm, fz=0,07 mm/z, vf =410mm/min; parametry skrawania frezu kulistego R10mm wybiera się jako vc=130m/min, n=2070r/min, ap=0.5mm, vf=228mm/min. Po przetworzeniu 12 sztuk w partii, przy zastosowaniu powyższych parametrów cięcia, jakość i stabilność obróbki są dobre, a narzędzie jest trwałe.
zdjęcie
Rysunek 4: Ścieżka narzędzia
3.4 Programowanie
Zgodnie z wymiarami geometrycznymi rysunku części obliczane są dane trajektorii ruchu środka narzędzia. Ponieważ powierzchnia łuku leży w płaszczyźnie YZ, w przypadku użycia frezu z końcówką kulistą konieczne jest obliczenie współrzędnych punktu styku i wykonanie przybliżenia frezowania łukowego R82,5 mm. Ostatecznym celem obliczeń numerycznych jest uzyskanie wszystkich istotnych danych dotyczących współrzędnych pozycji wymaganych do programowania. Oblicz wartości współrzędnych Y i Z za pomocą funkcji trygonometrycznych zgodnie z rysunkiem 5: Y=Rcos , Z=Rsin .
zdjęcie
Rysunek 5 Zasada obliczania współrzędnych
Programując program CNC firmy Heidenhain, należy ustawić Q1=17 jako kąt początkowy, Q2=0.1 jako przyrost kąta, Q3=+76.5 jako kąt końcowy, Q{{5} },5 (R=82.5+10) jako promień łuku, Q1=Q1 +Q2 dodaje zmienną określającą kąt. Po skompilowaniu programu należy sprawdzić działanie programu, zanim zostanie on oficjalnie użyty do produkcji i przetwarzania. W szczególnych przypadkach wymagana jest również kontrola próbna części. Zgodnie z wynikami kontroli program jest modyfikowany i dostosowywany, a często jest wielokrotnie powtarzany, aż do uzyskania programu w pełni spełniającego wymagania przetwarzania.
56 WYWOŁANIE NARZĘDZI „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; kąt początkowy
63 FN 0:Q2 =+0.1; przyrost kąta
64 FN 0:Q3 =+76.5; końcowy kąt
65 FN 0:Q4 =+92.5; promień łuku
66 FN 0:Q5 =+0
67 FN 0:Q6 =+0
68 LBL.2
69 Q1=Q1+Q2; kąt zwiększa się zmiennie
70 kw.5=4 kw.×COS 1 kw.; obliczenia w pętli wartości Y
71 kw.6=Kwartał 4×SIN Kwartał 1; obliczenia pętli wartości Z
72 L Y-Q5 Z+Q6 R0 F1000
73 FN 12: IF+Q1LT+Q3 GOTO LBL 2; wyrok w pętli
74L Y-21 Z+90.085
75L Z+100 FMAX; wycofanie noża
76 M0
4 Debugowanie, przetwarzanie i inspekcja
Początkiem obróbki zaokrąglenia powierzchni w programie jest środek kołnierza, to znaczy X{0}}, Y0 i Z0 w G54 znajdują się na górnej powierzchni kołnierza . Po użyciu czujnika krawędzi do wycentrowania w kierunkach X i Y, wprowadź współrzędne mechaniczne do odpowiedniego G54. Po dopasowaniu trzpienia w kierunku Z lub noża referencyjnego do zewnętrznego okręgu kołnierza, oblicz wartość Z i wprowadź ją do G54. Przed obróbką należy pozostawić obrabiarkę do wyschnięcia w celu sprawdzenia poprawności toru ruchu narzędzia. Podczas debugowania prędkość wrzeciona i posuw podczas obróbki można odpowiednio dostosować do aktualnej sytuacji (patrz rysunek 6 przedstawiający proces obróbki), aby uzyskać najlepszą wydajność skrawania. Po skompletowaniu pierwszej części jest ona wysyłana do trójwspółrzędnego przyrządu pomiarowego w celu zmierzenia wymiarów liniowych, tolerancji geometrycznych i chropowatości powierzchni. Wyniki badań spełniają wymagania procesu.
zdjęcie
Rysunek 6 Obróbka zaokrągleń powierzchni
5. Wniosek
Dzięki specjalnemu zastosowaniu frezów z kulistą końcówką, po wielu próbach i testach, ostatecznie ustalono plan procesu obróbki powierzchni otuliny, skutecznie rozwiązując problem trudnej obróbki powierzchni łukowej przestrzeni otuliny, wielu elementów obróbczych, wysokiej dokładność obróbki i chropowatość powierzchni. Surowe wymagania i inne trudne kwestie. Zapewnia poprawność obróbki okładek, poprawia sterowalność i stabilność jakości obróbki, a ostatecznie kształtuje możliwości produkcji masowej. Jednocześnie metoda ta ma szerokie zastosowanie i może zapewnić pomoc i odniesienia w przypadku podobnych zastosowań obróbki powierzchni.
