Сверлильно-фрезерно-расточном станке.

Текущая точка траектории инструмента А переводится из сис­темы координат детали Х_ДУ_ДZ_Д в систему координат станка через базовую точку Б крепежного приспособления А—Од—Б—С.

Наладка станка для работы по УП упрощается, если нулевая точка станка находится в начале стандартной системы координат станка, базовые точки рабочих органов приведены в фиксирован­ные точки станка, а траектория инструмента задана в УП переме­щениями базовой точки рабочего органа станка, несущего инстру­мент в системе координат станка. Это возможно, если базовая точка крепежного приспособления определена в системе координат детали и станка. Если траектория инструмента задана в УП пе­ремещениями вершины инструмента в системе координат детали, то для реализации такой УП используют «плавающий нуль», что усложняет обеспечение точности изготовления детали с переста­новками заготовки [4].

ЭЛЕМЕНТЫ ТРАЕКТОРИИ ИНСТРУМЕНТА

Формообразующие движения инструмента совместно с его под­водами и отводами описываются линией, вдоль которой переме­щается определенная точка инструмента. Эта линия называется траекторией инструмента.

Траектория инструмента рассчитывается в соответствии с опе­рационным технологическим процессом (см. рис. 2.1). Характер траектории обусловлен числом управляемых (в том числе одно­временно) координат и принципом управления движением рабо­чих органов. Основой для расчета траектории инстру­мента служит контур детали.

РАСЧЕТ ОПРНЫХ ТОЧЕК КОНТУРА ДЕТАЛИ

Определение геометрических элементов контура детали ведется по заданным на чертеже размерам. Вычисление координат опор­ных точек контура детали ведется в системе координат детали ме­тодами аналитической геометрии. Величина настроечного размера выбирается в соответствии с рекомендациями курса «Технология машиностроения» и в первом приближении:

где ;;— соответственно верхнее и нижнее отклонения данного номинального размера.

Иногда в качестве расчетного принимается номинальный раз­мер с последующим вводом коррекции на этот программируемый размер с пульта УЧПУ по результатам пробной обработки детали, что позволяет учитывать погрешности динамической настройки.

Точность вычислений при расчете УП определяется дискрет­ностью перемещений по управляемым координатам.

Для упрощения подготовки УП для токарных станков преду­сматривается задание в кадрах УП перемещений по си X значе­ниями диаметров, а не радиусов. Но дискретность по оси X у то­карных станков в два раза меньше дискретности по оси Z. Пример задания координат опорных точек для детали, показанной на рис. 12.8 приведен в табл. 2.1.

2.1. Координаты опорных точек детали

№ опорной точки Координаты	1	2	3	4	5	6	7
X U		2c	0
Z W	0	-c -c		0

Примечание: в данном примере координатные оси X,Zприменяют для задания абсолютных размеров, аU,W– для задания относительных размеров.

Рис. 12.8. Опорные точки детали типа «вал»

РАСЧЕТ ОПРНЫХ ТОЧЕК ТРАЕКТОРИИ ИНСТРУМЕНТА

Траекторию инструмента рассчитывают для определенной его точки.

Для концевого инструмента это центр основания, для резцов — настроечная точка В или центр закругления Ц (см. рис. 2.5), для инструмента, диаметр которого изменяется (уменьшается) при переточках — ось инструмента. Траектория центра в плоскости об­работки в большинстве случаев представляет собой линию, экви­дистантную (равно отстоящую на величину Ru) к обрабатываемо­му контуру. Эквидистанта — геометрическое место точек, равно­удаленных от контура детали на расстояние, равное радиусу R_и инструмента. В микро­процессорных системах УЧПУ третьего поколения программирова­ние может вестись непосредственно по чертежу детали, т. е. вы­полняется безэквидистантное программирование. При этом расче­ты, связанные с вычислением эквидистантного контура, выполня­ются в них автоматически. Действительный диаметр инструмента учитывается за счет введения; коррекции на радиус инструмента с пульта УЧПУ. Однако, если понимать отличие эквидистантного контура от контура детали, легче определить погрешности обра­ботки, обусловленные неточностью задания УП.

Для заданного контура 1—2—3—4—5—6—7—8 (рис. 12.9) по­строим траекторию инструмента с радиусом R_ж для обработки на­ружного и внутреннего контура. При этом эквидистантой к отрез­ку прямой служит отрезок, параллельный данному, а к дуге ок­ружности — дуга концентричной ей окружности с тем же цент­ральным углом. Отличие эквидистанты от заданного контура показано на рис. 12.9.

Рис. 12.9. Траектория инструмента

Вычисление опорных точек эквидистанты сводится к трем ти­повым случаям сопряжения дугой окружности радиусом R_И участ­ков эквидистанты к парам несопряженных геометрических элемен­тов контура типа: «прямая — прямая», «прямая — окружность» и «окружность — окружность».

Метод соединения элементов эквидистанты выбирают в зави­симости от угла а, образованного соседними элементами контура, если смотреть со стороны расположения инструмента при обходе этого контура. Этот угол для пары отрезков измеряют непосред­ственно между ними (рис. 12.9, в). Если элементом контура явля­ется дуга окружности, то угол измеряют относительно касатель­ной к этой дуге в общей точке рассматриваемой пары элементов контура детали (рис. 12.9, б).

При <180° общей точкой элементов эквидистанты является точка пересечения этих элементов.

Точка получена пересечением эквидистант—и— к прямым 7—6 и 6—5 (рис. 12.9, в). При >180° элементы эквидистанты соединяются сопрягающими дугами окружностей радиусаR_И, центры которых находятся в общих точках элементов контура. При профилировании точки 6 траекторией инструмента будет дуга или ломаная. Границы обрабатываемости оп­ределяются условиемR_дет<R_{инструмента}.

Траектория перемещения инструмента состоит из участков под­вода, врезания, прохода вдоль обрабатываемого контура и отвода от обработанной поверхности. Участок врезания при чистовой об­работке должен быть построен таким образом, чтобы сила резания на нем нарастала и плавно приближалась по величине и на­правлению к силе, действующей на рабочем участке обрабатывае­мого профиля. Это обеспечивается вводом инструмента в зону ре­зания по касательной к обрабатываемому профилю. При черновой обработке врезание производят обычно по нормали к контуру. Аналогично строят участки выхода фрезы из зоны резания.

Траектория перемещения инструмента при обходе контура мо­жет иметь участки с резким изменением направления движения, что вызывает искажение контура вследствие упругих деформаций инструмента в процессе резания и динамических погрешностей приводов подач станка. Искажение контура можно исключить или уменьшить путем снижения скорости подачи, уменьшения припу­ска на обработку или предискажением траектории инструмента. Для случая, приведенного на рис. 12.9, в, эквидистантой является линия , а более технологичной траекторией — ли­ния. При обработке контура 7—8—1 траекторияобеспечивает врезание по касательной.

При обработке на токарных станках радиус инструмента при­нимается равным радиусу закругления вершины резца (см. рис. 12.5).