Поэтому станки с ЧПУ являются принципиально новыми средствами автоматизации для мелкосерийного и серийного машиностроения, сочетающими в себе производительность и точность станков-автоматов с гибкостью универсального оборудования.
Для современного этапа развития станков с ЧПУ характерно резкое расширение их функциональных возможностей, повышение уровня автоматизации и все более широкое применение в системах управления мощных вычислительных средств (микро-ЭВМ и микропроцессорной техники). Появилась новая разновидность металлорежущего оборудования – многоцелевые станки.
В многоцелевых станках выражен новый подход к построению технологического процесса. Они обеспечивают различными видами инструмента комплексную обработку деталей без переустановок или при минимальном их числе.
Чтобы перейти от одной технологической операции к другой, приходится каждый раз освобождать деталь, снимать ее со станка и транспортировать на другой станок, где вновь производить установку (базирование), настройку на исходные размеры и закрепление. Каждая переустановка обрабатываемой детали непременно вносит свои погрешности в ее окончательные размеры.
Таким образом, большой выбор выполняемых на одном станке разнородных операций изменяет представление о традиционных технологических группах станков.
На операции сверления и нарезания резьбы в отверстиях заготовку устанавливаем в специальное приспособление с базированием по внутренней цилиндрической поверхности и торцу (опорные штыри и короткий цилиндрический палец - реализуем установочную и двойную опорную базу: 3+2 степени свободы), для токарной операции используем трехкулачковый патрон с базированием по наружной цилиндрической поверхности и торцу, на операции шлифования применяем цанговый патрон.
Разработку маршрутного технологического процесса обработки детали в целом начинают с определения маршрутов обработки ее элементарных поверхностей.
Маршрут обработки устанавливается исходя из требований чертежа и принятой заготовки. По заданному классу точности и шероховатости данной поверхности с учетом размера, массы и формы детали выбирают 1 или несколько методов окончательной обработки.
Для обработки внутренних цилиндрических поверхностей, а именно размеров D2, D3, D4 используем следующий вариант обработки:
D4 и D2 – черновое, предварительное, чистовое растачивание и окончательное шлифование;
D3 – однократное растачивание.
Для обработки поверхностей D1 используем трехкратное точение + шлифование, для поверхности D5 – двукратное точение, D6 - однократное точение.
На данном этапе необходимо разработать общий план обработки заготовки по операциям, выбрать модель оборудования, вид и тип технологической оснастки, а также вид режущего инструмента и материал режущей части инструмента.
Технологический процесс обработки корпуса представлен в таблице
| № операции | Наименование операции | Содержание операции | Модель станка |
| 005 | Токарная с ЧПУ | Установить, закрепить, снять деталь по диам. 100 (автоматический 3-х кулачковый патрон) 1. Подрезать торец в размер 62+-0,37 2. Точить начерно наружную цилиндрическую поверхность по контуру начерно, выдерживая размеры диам. 101-0,87; 52+-0,1; диам. 120-0,54; 27+-0,1; диам. 170-1,0 3. Точить наружную ступень получисто, выдерживая размеры диам. 100-0,22; 52+-0,1 4. Расточить внутреннюю цилиндрическую поверхность начерно в размер диам. 48+0,62 5. Точить 4 фаски 1,5х45 | Токарный с ЧПУ 16К20Ф3С32 |
| 010 | Токарная с ЧПУ | Установить, закрепить, снять деталь по диам. 100 (автоматический 3-х кулачковый патрон) 1. Подрезать торец в размер 60+-0,37 2. Подрезать торец по фланцу начерно в размер 45,5+-0,05 3. Точить поверхность диам. 102-0,87 начерно в размер 45,5+-0,05 4. Точить канавку с одновременным чистовым подрезанием торца, выдерживая размеры диам. 95-0,35; 45+-0,05 5. Точить поверхность диам. 101-0,22 предварительно 6. Точить поверхность диам. 100,4-0,054 начисто 7. Расточить внутреннюю цилиндрическую поверхность по контуру начерно, выдерживая размеры диам. 78+0,87; 40+-0,31; диам. 82+0,87; 20+-0,1; диам. 48+0,62 8. Расточить внутреннюю цилиндрическую поверхность по контуру предварительно, выдерживая размеры диам. 79+0,19; диам. 49+0,16 9. Расточить внутреннюю цилиндрическую поверхность по контуру начисто, выдерживая размеры диам. 79,6+0,074; диам. 49,6+0,062 10. Расточить 2 фаски 2х45 11. Точить фаску 1,5х45 по диам. 100 | Токарный с ЧПУ 16К20Ф3С32 |
| 015 | Термическая | Закалка | Печь |
| 020 | Торцекругло-шлифовальная | Установить, закрепить, снять деталь (оправка) 1. Шлифовать одновременно наружную цилиндрическую поверхность и торец начисто, выдерживая размеры диам. 100-0,022; 45+-0,05 | 3Т240 |
| 025 | Внутришлифовальная | Установить, закрепить, снять деталь (цанговый патрон) 1. Шлифовать внутреннюю цилиндрическую поверхность | 3К228А |
| 030 | Многоцелевая с ЧПУ | Установить, закрепить, снять деталь (ось детали горизонтальна, базирование по внутренней цилиндрической поверхности и торцу: палец и опорные штыри) 1. Центровать 8 отверстий диам. 3+0,25 по торцу в диам. 84+-0,27 и по фланцу в диам. 140+-2,0 2. Сверлить 4 отверстия диам. 13+0,43 по диам. 140+-2,0 3. Сверлить 4 отверстия диам. 5+0,36 под резьбу М6 на глубину 12 мм по диам. 84+-0,27 4. Зенковать фаску 1х45 в 4-х отверстиях под резьбу М6 5. Нарезать резьбу М6-7Н в 4-х отверстиях 6. Центровать отверстие диам. 5+0,36 под резьбу М8 по диам. 120 7. Сверлить отверстие диам. 6,8+0,36 под резьбу М8 по диам. 120 8. Зенковать фаску 1х45 в отверстии под резьбу М8 по диам. 120 9. Нарезать резьбу М8-7Н | Сверлильно-фрезерно-расточной 6902МФ2 |
| 035 | Контрольная | Контролировать размеры согласно чертежа | Плита контрольная |
Станки с ЧПУ сочетают точность специализированных станков и имеют более высокую производительность.
Область применения станков с ЧПУ достаточно широка как по характеру технологических операций, так и по типам производств, для которых они предназначаются.
К основным условиям целесообразности можно отнести следующие:
необходимость построения процесса по принципу концентрации операций, т.е. сосредоточения возможно большего числа однотипных видов обработки на одном рабочем месте;
необходимость уменьшения доли вспомогательного времени, которое затрачивается в рассматриваемой операции на приеме, связанные с изменением режимов резания, переходом с обработки одной поверхности на другую, сменой режущего инструмента и др.;
обработку отверстий сложной геометрической формы, требующих применения нескольких последовательно работающих инструментов.
До появления многоцелевых станков металлорежущие станки создавали применительно к одному из традиционных методов обработки: токарная группа станков – для токарной обработки, фрезерная – для фрезерной и т.д. Поэтому технологический процесс строился таким образом, что определенные технологические операции выполнялись на станках определенной технологической группы.
Чтобы перейти от одной технологической операции к другой, приходится каждый раз освобождать деталь, снимать ее со станка и транспортировать на другой станок, где вновь производить установку (базирование), настройку на исходные размеры и закрепление. Каждая переустановка обрабатываемой детали непременно вносит свои погрешности в ее окончательные размеры. Кроме того, деталь совершает сложные перемещения по цеху, долго пролеживает у станков различных технологических групп в ожидании обработки.
Таким образом, большой выбор выполняемых на одном станке разнородных операций изменяет представление о традиционных технологических группах станков.
В связи с применением таких станков значительно сокращается основное и вспомогательное время обработки, т.к. будет производиться комплексная обработка детали без переустановок или при минимальном их числе.
При обработке Втулка на станках с ЧПУ применяют резцы с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин. Припайка твердосплавных пластин к державке часто вызывает трещины пластин. Трещины возникают в результате дополнительных напряжений, возникающих вследствие неравномерного охлаждения пластин и различного линейного расширения твердого сплава и материала державки инструмента. Температурный коэффициент линейного расширения у твердых сплавов примерно в 2 раза меньше, чем у углеродистой стали. Это обстоятельство приводит к трещинам пластин и способствует их интенсивному выкрашиванию и разрушению во время работы. Наряду с образованием трещин в пластинах дополнительные напряжения вызывают отслаивание пластин, что также снижает качество инструмента. К недостаткам напайных резцов относится и то, что для завивания стальной стружки в спираль малого радиуса и излома ее на мелкие части, необходимо либо делать на передней поверхности специальные лунки и уступы, либо применять специальные стружколоматели.
Ввиду этих недостатков напайных резцов мы применяем резцы с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин. Компактность, надежность в работе, удобство в обслуживании, простота конструкции, долговечность державок и простота их восстановления в случае повреждения или разрушения пластины, удовлетворительный отвод стружки, экономия в расходах на инструмент делает эти резцы применимыми для широкого внедрения. Чтобы повысить режимы резания, т.е. поднять производительность, применяем твердосплавные неперетачиваемые пластины с покрытием. Для чернового фрезерования и точения стали (детали Корпус) применяем твердый сплав Т5К10, а для чистовой обработки - Т15К6. Осевой и резьборезный инструмент изготавливаем из быстрорежущей стали марки Р6М5.