Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Автоматизация производственных процессов

ОПЕРАЦИОННЫЕ РАЗМЕРНЫЕ СВЯЗИ

В автоматизированном процессе изготовления детали все ее размеры в результате обработки должны получаться автоматически. Размеры, получаемые на детали, можно разделить на несколько видов, которые отличаются структурами операционных размерных цепей, а следовательно, и составляющими звеньями. Рассмотрим отдельные виды операционных связей и соответствующие им виды размеров деталей, получаемых в автоматизированном производстве. Во всех случаях размеры при автоматической обработке должны обеспечиваться либо по методу полной взаимозаменяемости на настроенном оборудовании, либо по методу регулирования. Это размеры, получаемые:

  • 1) мерным инструментом;
  • 2) на детали формообразующим движением;
  • 3) на детали до технологических баз.

Размеры, получаемые мерным инструментом, обеспечиваются методом копирования как размеры замкнутых поверхностей. На рис. 4.4 показана схема получения диаметров отверстий при сверлении, зенкеровании, развертывании, хонинговании. Диаметр отверстия на детали в основном зависит от диаметра соответствующего инструмента, которым осуществляется обработка, если не принимать во внимание динамические погрешности, вызываемые биением шпинделя, а также упругую деформацию технологической системы. В этом случае настройка инструмента на получение требуемого размера может осуществляться по методу полной взаимозаменяемости.

Для получения требуемого диаметра отверстия выбирается соответствующий стандартный инструмент, например сверло или зенкер. В сложных инструментах настройка в узком диапазоне может осу-

Схема получения размеров деталей мерными инструментами

Рис. 4.4. Схема получения размеров деталей мерными инструментами: а — сверлом; б — разверткой; в — хонинговальной головкой

ществляться методом регулирования, например раздвижением брусков в хонинговальной головке.

Во многих случаях размеры получают с использованием формообразующего движения инструмента или заготовки. Примером является получение диаметра отверстия при расточке отверстия в заготовке / расточной борштангой 2 (рис. 4.5). Расточная борштанга закреплена в стандартном инструментальном переходнике 3, имеющем конусный хвостовик для установки в шпиндель 4 многоцелевого станка. На переходнике находится кольцевая проточка для захвата манипулятором, осуществляющим переустановку инструмента из инструментального магазина в шпиндель и обратно по команде устройства Ч ПУ. Диаметр отверстия в результате растачивания образуется как удвоенная величина Бд вращения режущей кромки резца 5, закрепленного в борштанге. Радиус Бд может быть представлен как замыкающее звено размерной цепи:

БД- Б1 + Б2+ Б3’

где Бд — расстояние от режущей кромки резца 5 до оси базирующегося конуса оправки 3; Б2 — отклонение от соосности конуса оправки и конусного отверстия в шпинделе 4 станка; Б3 — отклонение от соосности конуса шпинделя от оси вращения, т.е. половина радиального биения конуса шпинделя.

Размер Б1 обеспечивается перемещением резца 5 в борштанге 2 микрометрическим винтом при настройке борштанги вне ставка на специальном приборе для настройки режущих инструментов. Размер Б-, является размером установки борштанги в конусе шпинделя. Размер Б3 характеризует точность станка. Достижение требуемого радиуса Бд при расточке на станке должно осуществляться автоматически, т.е. по методу полной взаимозаменяемости при установке налаженного вне станка инструмента в шпиндель. По сравнению с получением размера А мерным инструментом размер Бд зависит не только от размера самого инструмента — Б|5 но и от размера установки инструмента Б2, от точности формообразующего движения станка Б3.

Уравнение допусков для размерной цепи Б имеет следующий вид:

Т = Т + Т + Т

1А 1 1 2 1 3’

где ТГ Т2, Г3 — допуски размеров Бр Б2, Б3 соответственно.

Для повышения точности диаметра отверстия необходимо уменьшить допуски на все составляющие звена. Таким образом определяются технические требования ко всем устройствам.

При обработке на станках получают размеры от режущих кромок инструментов или их осей до технологических баз заготовки.

а

в

б

ы

Рис. 4.5. Схема получения диаметра отверстия растачиванием: а — схема размерной цепи; б — эскиз инструмента; в — эскиз шпинделя

На рис. 4.6 показаны схема обработки и размерная цепь, определяющая получение радиуса на токарном станке с ЧПУ.

В процессе токарной обработки на заготовке формируется размер Дд, равный расстоянию от вершины резца до оси вращения заготовки. Для станка с ЧПУ режущий инструмент настраивается на определенную заданную длину — Д2 вне станка на специальном приборе для настройки инструментов с помощью винта. Размер Д, — расстояние от оси револьверной головки до оси заготовки — обеспечивается с помощью системы ЧПУ при помощи кодирования этой величины в управляющей программе. Как показано на рис. 4.6, образуется размерная цепь, которая имеет следующий вид:

Дд Д| Дг Дз-

Если размер Дд будет обеспечиваться по методу полной взаимозаменяемости, т.е. автоматически, то должно соблюдаться уравнение:

т = т + т + т

1А 1 1 л2 23’

где 7д, Гр т2 и тъ допуск размеров Дд, Др Д2 и Д3.

Для обеспечения на детали размера Дд с требуемым по чертежу допуском (Гд) необходимо ограничить допуск на настройку режущих инструментов вне станка (Гии) и допуск на износ режущего инструмента.

Рис. 4.6. Размерная цепь образования радиуса детали при токарной обработке

При обработке корпусных заготовок на многоцелевых станках в числе прочих размеров на заготовке образуются размеры от обработанных поверхностей до технологических баз. На рис. 4.7 показана операция фрезерования торцевой фрезой плоскости. В результате операции фрезерования получают размер Е на обрабатываемой заготовке от режущих кромок инструмента до технологических баз, который должен соответствовать требованиям чертежа детали. При обработке детали по управляющей программе на настроенном станке размер Еа образуется как замыкающее звено размерной цепи. Составляющими звеньями этой размерной цепи являются: размер настройки режущего инструмента Е , программируемый размер Еп позиционирования подвижной каретки вдоль оси шпинделя, размер установки заготовки на спутнике Е , конструктивный размер многоцелевого станка Ес, связывающий положение торца шпинделя относительно нуля отсчета станка.

Чтобы получить требуемые по чертежу детали, необходимо составить программу обработки с указанием размера позиционирования Еп и эту величину ввести в систему ЧПУ станка. Необходимо настроить торцевую фрезу, установленную в стандартной конусной оправке для автоматической смены режущего инструмента, на размер Е в отделении настройки режущих инструментов. Далее — установить заготовку на спутник с определенным размером установки Е . Все указанные размеры образуются в различных отделениях производства: Еп — в отделении установки заготовок на спутники.

На станке все подготовленные заранее составляющие размеры стыкуются или собираются вместе, образуя размерную цепь Е, и реализуется получение требуемого по чертежу размера на детали Е.

Уравнение в номиналах имеет следующий вид:

+ Е -Е -Е

п с ри

Схема согласования размеров в управляющей программе, настройки режущего инструмента, установки заготовки на спутник для автоматического

Рис. 4.7. Схема согласования размеров в управляющей программе, настройки режущего инструмента, установки заготовки на спутник для автоматического

получения требуемого размера детали

Допуск замыкающегося звена ЕА определяется следующим выражением:

Т=Т + Т + Т + Т

А ус п с ри

Если удается обеспечить требуемые допуски составляющих звеньев, то требуемый размер на детали может быть получен автоматически по методу полной взаимозаменяемости без какой-либо подналадки оборудования, если нет — необходимо добиваться требуемой точности замыкающего звена другими методами, например автоматическим регулированием размеров с использованием измерительных головок.

В современных гибких производственных системах обработку первой заготовки новой детали осуществляют в полуавтоматическом режиме, вводя вручную коррекции в устройство ЧПУ станка с целью компенсации систематических погрешностей. Для этого в устройстве

ЧПУ имеются корректоры размеров для всех инструментов по количеству гнезд в магазине.

На рис. 4.8 показана размерная цепь получения размера А от конца сверла до технологической базы корпусной детали. Получение этого размера аналогично получению размера Е на рис. 4.7. В размерной цепи А дополнительно учтен размер А , устанавливаемый в корректоре размеров устройства ЧПУ станка для компенсации отклонений размеров.

Настройку станка можно автоматизировать, используя контактную головку (рис. 4.9), которая устанавливается на каретке для контакта с инструментом, расположенным в шпинделе. Режущий инструмент — в данном случае сверло — может не настраиваться предварительно вне станка на приборе, а перед первым использованием автоматически подводится к щупу — контактной головки.

При отклонении щупа по оси Zoт исходного положения всего на 1 мкм внутри головки срабатывают электрические контакты и электрический сигнал через преобразователь (ПР) поступает в устройство ЧПУ. Подача каретки с головкой на инструмент мгновенно прекращается, а координата положения каретки по оси Е, отсчитываемая при программном перемещении датчиком обратной связи (ДОС), запоминается в регистре. Поскольку положение шпинделя известно (размер Аст), то автоматически вычисляется размер Ари.

Использование контактной головки на многоцелевом станке для автоматического измерения вылета инструмента позволяет не только отказаться от настройки многих инструментов вне станка и повысить

а

Рис. 4.8. Влияние размера настройки режущего инструмента на размер

детали:

о — схема операционной размерной цепи; б — размер инструментов

тем самым степень автоматизации, но и компенсировать погрешности установки инструмента в шпиндель станка, размерный износ, тепловые деформации технологической системы. Использование описанного метода регулирования требует получения дополнительной информации, которая обеспечивается контактной головкой, и дополнительных затрат времени на осуществление измерений.

Размер Г, получаемый между двумя поверхностями, обработанными на многоцелевом станке за одну установку заготовки, зависит от двух размеров — Г! и Г2, — полученных от каждой обработанной поверхности до одной и той же технологической базы заготовки как размер третьего вида Е (см. рис. 4.7). Этот случай показан на рис. 4.10.

Схема использования контактной головки для взаимодействия

Рис. 4.9. Схема использования контактной головки для взаимодействия

с инструментом на многоцелевом станке:

7 — контактная головка на каретке станка; 2 — преобразователь сигналов для устройства ЧПУ; ДОС — датчик обратной связи; СД — серводвигатель перемещения

каретки вдоль оси I) ПР — преобразователь сигналов

Рис. 4.10. Схема получения размера между поверхностями, обработанными за одну установку заготовки и режущего инструмента

В соответствии с выражением для полей рассеяния размер Г получается менее точным, чем каждый из размеров Г! и Г2. Это происходит потому, что в данном случае погрешности настройки и уста-

новки режущего инструмента при обработке обеих поверхностей заготовки одинаковы по величине и направлению. Однако на размер Гд эти приращения влияния не оказывают, так как одинаковые погрешности взаимно компенсируются, что следует из следующей закономерности:

Г1 = Г1 + А3 + Ари’ Г2 = Г2 + А3 + Ари’

Гд-Г1-Г2-Г,+аз + Дри - (Г2 + Д3 + Дри) _ Г, - Г2 - Г3 — Гд.

Отсюда следует, что увеличение или уменьшение обоих размеров Г! и Г2 на одну и ту же величину не изменяет размера между поверхностями, обработанными за одну установку.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы