Подготовка геометрической информации для обработки детали на фрезерном станке с чпу.

Выбор системы координат(z-главная ось)

Схема базирования

Выбор начальных точек(О1-на наибольшем удалении револьверной головки от детали, О2-главная начальная точка, О3-вершина осевого инструмента в начальном положении,О4 – вершина любого инструмента)

Выбор траекторий движения

Задание длин участков

Коррекция инструмента

Линейная и круговая интерполяция на фрезерных станках с чпу.

Одним из основных узлов контурных УЧПУ (устройство числового программного управления) является интерполятор — специальное вычислительное устройство, преобразующее записанную на перфоленте или заданную от ЭВМ информацию в управляющие воздействия на двигатели приводов подач с целью обеспечения требуемой траекторий и скорости движения инструмента вдоль заданного контура.

На перфоленте траектория перемещения инструмента относительно заготовки задается значениями координат отдельных точек А, В, С..., которые называются опорными точками. Характер движения инструмента между соседними опорными точками определяется видом интерполяции, которую выполняет интерполятор.

В современных системах ЧПУ применяются в основном интерполяторы двух типов: линейные, обеспечивающие перемещение инструмента между соседними опорными точками по прямым линиям, расположенным под любыми углами, и линейно-круговые, реализующие такой характер управления, при котором инструмент между соседними опорными точками может перемещаться как по прямым линиям, так и по дугам окружностей.

При разработке программ для станков с линейными интерполяторами криволинейный контур, заданный на чертеже, заменяют ломаной линией. Такая замена называется аппроксимацией контура. При аппроксимации точки ломаной должны как можно меньше отклоняться от заданного контура. Однако уменьшение этих отклонений приводит к увеличению числа опорных точек, а следовательно, к возрастанию объема вычислений по определению их координат, к увеличению числа кадров на перфоленте. Возрастает общая длина перфоленты, которая может превысить допустимое значение для данного устройства ЧПУ, повышается вероятность возникновения ошибок при чтении перфоленты в процессе обработки и др.

Для выполнения кругового движения в программе кроме координат опорных точек должны быть заданы координаты центров дуг окружностей. При фрезеровании, как правило, программируется траектория движения центра фрезы. Для обеспечения правильного формирования обрабатываемой поверхности эта траектория строится в виде эквидистантной кривой по отношению к заданному контуру. Эквидистантной называется кривая, все точки которой удалены от заданного контура в направлении по нормали к нему на одно и то же расстояние. При фрезеровании таким расстоянием является радиус фрезы.

На фрезерных станках с ЧПУ наиболее широко используется более простая и универсальная линейная интерполяция, поскольку многие детали, изготовляемые на фрезерных станках, очерчиваются контурами, составленными из более сложных кривых, чем дуги окружностей.

Термическая обработка в технологических процессах изготовления деталей машин.

Термическая обработка, вызывая разнообразные по природе структурные изменения, позволяет управлять строением металлов и сплавов и получать изделия с требуемым комплексом механических, физических и химических свойств. Благодаря этому, а также простоте и дешевизне оборудования термическая обработка является самым распространённым в промышленности способом изменения свойств металлических материалов.

Основными технологическими параметрами, определяющими свойства сплавов после термической обработки, являются температура и скорость нагрева, длительность выдержки при выбранной температуре нагрева и скорость последующего охлаждения. Изменяя эти параметры, можно получить сплав с теми или иными физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

В зависимости от режимов обработки, определяющих фазовые и структурные изменения в металле, различают следующие виды термической обработки – отжиг, закалку и отпуск. Некоторые из этих операций имеют разновидности.

Отжиг стали. Отжигом называется процесс термической обработки -- нагрев стали до определенной температуры, выдержка и последующее, как правило, медленное охлаждение (в печи) с целью получения более равновесной структуры.Отжиг производится для снижения твердости, увеличения пластичности и вязкости и улучшения обрабатываемости стали. В результате отжига снижаются внутренние напряжения, выравнивается химический состав материала по объему заготовки и устраняется его структурная неоднородность. В отдельных случаях отжиг применяют для изменения физических свойств стали. Например, с помощью отжига можно изменить магнитные свойства трансформаторных сталей.

Отжиг является длительной операцией, продолжающейся иногда до 12…14 ч. Поэтому часто для углеродистых сталей вместо отжига применяют нормализацию. В этом случае деталь после нагрева до 920…950оС и непродолжительной выдержки охлаждается не вместе с печью (как при отжиге), а на воздухе в цехе, что экономичнее. Нормализованные детали имеют хорошее сочетание прочности и вязкоупругих свойств и применяются в узлах, подвергающихся сравнительно невысоким знакопеременным нагрузка

Закалка.Закалкой называют процесс термической обработки --нагрев стали до оптимальной температуры, выдержка и последующее быстрое охлаждение с целью получения неравновесной структуры. Она производится для повышения твердости, износостойкости и упругости сталей. После закалки наряду с высокой твердостью стали приобретают одновременно и наибольшую хрупкость. Главным отличием закалки от других операций термической обработки является высокая скорость охлаждения, достигаемая применением различных закалочных сред.

Большинство конструкционных сталей под закалку нагревают до температуры 800…880оС. Температура нагрева под закалку инструментальных сталей составляет 760…780оС. Длительность нагрева зависит от теплопроводности стали, способа нагрева, типа печи, формы и размера детали. Наибольшая скорость нагрева достигается при индукционном нагреве, наименьшая – в пламенных печах. Ориентировочно для углеродистых сталей при нагреве в электрических печах время нагрева до 800…850оС принимают равным 1…2 мин на каждый миллиметр толщины детали.

После достижения заданной температуры изделие выдерживается в печи в течение некоторого времени для полного прогрева по сечению и завершения структурных превращений. Обычно время выдержки принимают равным 15…25% от длительности нагрева.

Наиболее распространенными закалочными средами являются вода, водные растворы солей или щелочей (например, 10% раствор NaCl или 10…15% раствор NaОН), минеральные масла, расплавленные металлы.

Закалка всегда связана с резким охлаждением, в результате чего внутренние и наружные слои металла детали охлаждаются с разной скоростью. Это приводит к возникновению значительных внутренних напряжений.

Для уменьшения хрупкости сталей после закалки, а также для снижения или полного устранения внутренних напряжений закаленные детали подвергают конечному процессу термической обработки –отпуску. В практике термообработки используют три вида отпуска – низкий, средний и высокий.

Низкий отпуск заключается в нагреве закаленной детали до 150…200оС, выдержке в течение 1,0…1,5 ч и последующего медленного охлаждения (иногда вместе с печью). Твердость стали при этом практически не снижается, а прочность и вязкость повышаются. Этот вид отпуска применяют в основном для режущего и измерительного инструмента из углеродистых и низколегированных сталей, а также для деталей, прошедших поверхностную закалку и химико-термическую обработку.

Среднему отпуску подвергаются углеродистые и легированные стали, из которых изготовляют пружины, рессоры и некоторые виды штампового инструмента. Схема такого отпуска включает нагрев до 300…450оС, выдержку продолжительностью от 1…2 до 3…8 ч в зависимости от размеров детали и охлаждение, выполняемое, как правило, на воздухе.

Высокий отпуск назначают в основном для конструкционных среднеуглеродистых сталей, для которых его совмещение с закалкой дает наилучшее сочетание прочности и вязкости. Процесс отпуска включает нагрев до 500…650оС, выдержку в течение 1…8 часов в зависимости от размеров детали и последующего охлаждения на воздухе. Высокий отпуск применяется главным образом для деталей, работающих при значительных знакопеременных нагрузках (валы, оси и др.).