logo search
Е

5.2. Проектирование технологических циклограмм

На схемах наладок цикловых полуавтоматов и автоматов, а также станков с ручным управлением обязательно наличие технологической циклограммы относительного движения инструмента и заготовки в процессе формообразования. Такая циклограмма, как уже отмечалось, необходима для определения величин рабочих и вспомогательных ходов, по которым рассчитываются машинное время и соответствующая доля вспомогательного времени при техническом нормировании операции.

Строго формализованных правил составления технологических циклограмм ЕСТД не предусматривает. Поэтому, при их проектировании целесообразно придерживаться следующих рекомендаций:

1) Циклограмма выполняется в любом месте чертежа (схемы) наладки. При выполнении на одном формате нескольких чертежей наладок и циклограмм, последние должны располагаться таким образом, чтобы исключить неопределенность их отнесения к конкретному виду (проекции). Циклограмма может выполняться по правилу эскиза – без масштаба, но желательно соблюдение относительных пропорций величин ходов. Над циклограммой может быть нанесена необязательная надпись «Циклограмма».

2) Рабочие хода (движения формообразования) условно обозначаются сплошной основной линией со стрелкой на конце, показывающей направление движения (см. рис. 38, 39, 40, 43, 45, 46, 47, 48, 55, 58, 60). В зоне стрелки выполняется надпись величины рабочего хода: «72» или «РХ 72».

3) Вспомогательные хода (ускоренные подводы и отводы, делительные движения) условно обозначаются пунктирной основной линией со стрелкой на конце, показывающей направление движения. Также в зоне стрелки выполняется надпись величины вспомогательного хода: «144» или «ВХ 144».

4) В станках с ручным управлением рекомендуется выделять разновидность вспомогательных ходов, называемых наладочными. Это движение выполняется ручными приводами при позиционировании рабочего органа станка (суппорта, стола) на наладочные размеры обрабатываемой поверхности по отсчетным устройствам: лимбам, линейкам, оптическим приборам, цифровым индикаторам и т.п., то есть отличается принципом нормирования времени (относится к доле вспомогательного времени на управление станком).

Так как наладочные хода выполняются с относительно низкой скоростью, то они условно обозначаются сплошнойосновной линией со стрелкой на конце, показывающей направление движения. В зоне стрелки выполняется надпись величиныналадочногохода: «10Н» или «НХ 10».

В станках полуавтоматах и автоматах этот вид движения отсутствует.

5) Достаточно часто в цикле обработки выполняется несколько ходов в одной плоскости проекции. Для более наглядного графического представления этих ходов допускается линии сместить относительно друг друга, заключив все их в один прямоугольник, выполненный сплошной тонкой линией (см. рис. 38, 40). Линии всех ходов (РХ, ВХ, НХ) внутри этого прямоугольника условно считаются лежащими в одном сечении.

6) В точках технологической циклограммы могут быть нанесены условные графические обозначения смены позиций многопозиционных инструментальных рабочих органов (резцедержателей, револьверных головок), как это показано на рис. 38…40, или выполнена надпись «Смена инструмента».

7) В зоне циклограммы могут быть приведены суммарные величины рабочих, вспомогательных и наладочных (при их наличии) ходов, как это выполнено на рис. 38…40. Именно эти величины должны приниматься при нормировании операции (переходов) и оформлении операционных карт.

8) При большом количестве близкорасположенных и пересекающихся рабочих, наладочных и вспомогательных ходов допускается в зоне стрелок соответствующих линий указывать сквозные номера граничных точек ходов (см. рис. 43), а величины этих ходов, а также их суммарные значения приводить отдельно на листе (или пояснительной записке проекта).

9) При составлении технологических циклограмм необходимо иметь ввиду, что на операции, состоящей из нескольких переходов, выполняемых различными инструментами, прочерчивается несколько циклограмм по переходам, являющихся фрагментами единой технологической циклограммы всей операции. Поэтому, циклограммы по переходам должны быть увязаны друг с другом методом решения размерных цепей.

Принцип размерной привязки циклограмм, приведенных в рассмотренном примере токарной операции на рис. 38…40, поясняется схемами на рис. 63…65.

Для разработки технологических циклограмм по переходам операции следует определить начальные точки этих циклов (точнее фрагментов единого цикла). Условиями для определения положений инструментов перед выполнением траектории движения перехода могут быть:

а) безаварийная смена позиций инструментальных резцедержателей или револьверных головок;

б) автоматическая смена инструмента из инструментального магазина, производимая в однозначно определенном пространственном положении рабочего органа станка;

в) безопасность ручной или безаварийность автоматической смены обработанной детали на новую заготовку.

Рис. 63. Схема начальных положений инструментов перед выполнением технологических циклов переходов

В рассмотренном примере токарной операции (см. раздел 5.5.1) при использовании станка с ручным управлением должны учитываться условия безаварийной смены инструментов при повороте резцедержателя и требования техники безопасности при съеме обработанной детали и установке заготовки.

При повороте резцедержателя в расчет необходимо принимать максимальный вылет инструмента, из всех установленных (см. рис. 63)

Первоначально устанавливается единая линия отвода суппорта для смены позиции резцедержателя (инструмента) таким образом, чтобы при его повороте между инструментом с максимальным вылетом и любым элементом технологической системы был бы гарантированный зазор (в примере – 50 мм). Поворот резцедержателя производится в непосредственной близости от пиноли задней бабки и заготовки. Так как диаметр заготовки (80 мм) меньше диаметра пиноли (100 мм), то положение линии отвода – размер А0– рассчитывается от пиноли по размерной цепи (рис. 64):

А0 = А1 + А2 + А3 = 243 (мм),

где А1=R=143 (мм)– радиус максимального вылета инструмента;

А2=50 (мм)– принятый гарантированный зазор;

А3=50 (мм)– радиус пиноли задней бабки станка.

Рис. 64. Размерные цепи для расчетов положения линии отвода суппорта для поворота резцедержателя (смены инструмента) и поперечных вспомогательных ходов в начале переходов токарной операции (ВХ1 – переходы 2…4; ВХ2 – переход 5; ВХ3 – переходы 6, 7)

При выполнении перехода 2 проходной резец ускоренно подводится в поперечном направлении на линию диаметра заготовки с недобегом по торцу 2 мм (рис. 38), после чего выполняется наладочное (по лимбу) поперечное движение на диаметр обрабатываемой ступени (74 мм). При известном положении линии отвода несложно вычислить величину вспомогательного хода (подвода) ВХ1этого перехода:

ВХ1 = А0 - (В1 + В2 + В3) = 86 (мм),

где В1=40 (мм)– радиус заготовки;

В2=42 (мм)– вылет проходного резца;

В3=75 (мм)– размер резцедержателя.

Вычисленная величина ВХ1отражена на циклограмме рис. 38, которая завершается на той же линии отвода для поворота резцедержателя, но с продольным смещением от начала цикла на 91 мм.

Рассчитаем требуемое смещение оси резцедержателя для начала технологического цикла перехода 5 (рис. 65). Координата С0от опорной базовой точки0заготовки определяется по размерной цепи

С0 = С1 + С2 + С3 + С4 – Е1 = 364 (мм)

где С1=300 (мм)– длина заготовки;

С2=2 (мм)– недобег инструмента до торца заготовки;

С3=7 (мм)– боковой вылет проходного резца;

С4=В3=75 (мм)– размер резцедержателя;

Е1=20 (мм)– длина базовой (зажимной) ступени заготовки.

Рис. 65. Размерные цепи для расчетов продольных смещений (координат) начал технологических циклов переходов 2, 5 и 6 токарной операции

Соответственно, продольное смещение оси поворотного резцедержателя станка от точки начала перехода 2 до точки начала перехода 5 составит

ВХ4 = С0 – (Е2 + Е3 + Е4)= 92 (мм)

где Е2=190 (мм)– координата торца при прорезки канавки;

Е3=7 (мм)– боковой вылет канавочного резца;

Е4=С4=75 (мм)– размер резцедержателя.

Так как технологическая циклограмма переходов 2…4 завершается поперечным отводом и продольным смещением 91 мм, то для точного позиционирования канавочного резца, после поворота резцедержателя, требуется смещение всего на 92 - 91=1мм, что и отражено на циклограмме рис. 39.

Поперечный вспомогательный ход (подвод) канавочного резца определяется по соответствующей размерной цепи на рис. 64

ВХ2 = А0 - (В4 + В5 + В6 + В3) = 101,5 (мм),

где В4=29 (мм)– радиус левой от канавки ступени вала;

В5=3 (мм)– радиальный недобег канавочного резца;

В6=34,5 (мм)– вылет канавочного резца;.

Технологическая циклограмма перехода 5 прорезки канавки является простейшей линейной (если не считать начального сдвига 1 мм), следовательно переход 6 должно начинаться после поворота резцедержателя с продольного смещения ВХ5 (рис. 65)

ВХ5 = С0 + С5 – (Е5 + Е4 + ВХ4)= 101 (мм)

где С5=4 (мм)– фаска на проточке вала;

Е5=100 (мм)– линейный размер проточки;

ВХ4=92 (мм)– ранее вычисленный продольный вспомогательный ход, рассматриваемый в данной размерной цепи как уменьшающий размер (пунктир на рис. 65).

Вычисленная величина продольного смещения указана на технологической циклограмме рис. 40. Завершают технологическую циклограмму два вспомогательных хода – поперечный на линию отвода и продольный в исходное положение. Величины этих ходов несложно рассчитать с помощью размерных цепей, как это показано в вышеизложенном примере.

Исходное положение резцедержателя на расстоянии С0от упорной базы детали, выбранное в рассмотренном примере, является достаточным для травмобезопасного манипулирования с заготовками и деталями при их установке и съеме. Если это условие не выполняется, то исходная позиция резцедержателя (суппорта) корректируется и рассчитываются величины дополнительно совершаемых вспомогательных ходов.

Рассчитанные таким образом суммарные рабочие, наладочные и вспомогательные хода по всем переходам (циклограммам) принимаются при техническом нормировании операции. Если в справочнике нормировщика отсутствуют данные о времени настройки на размер по отсчетным устройствам станка (лимбам, линейкам, оптическим приборам или цифровым индикаторам), то эта часть составляющей вспомогательного времени (на управление станком) принимается как время совершения наладочныхходов на рабочей подачепоследующего перехода (отношение суммарного наладочного хода вммк скорости подачи вмм/мин).

10) Особо следует отметить некоторые неудобства при выполнении на плоском чертеже трехмерных технологических циклограмм обработки на станках фрезерной и сверлильной групп. «Плоское» представление трехмерной циклограммы допустимо только в том случае, когда все рабочие и вспомогательные хода в направлении оси координат, перпендикулярной плоскости чертежа (эскиза) циклограммы, совершаются не одновременнос движением по любой другой координате (т.е. нет движений, «наклонных» к плоскости чертежа). Для большей наглядности и единообразия «плоского» изображения трехмерных технологических циклограмм рекомендуются условные обозначения таких ходов (рис. 66):

Рис. 66. Условные обозначения вертикальных рабочих и вспомогательных ходов на плоском изображении трехмерных технологических циклограмм

На рис. 67,а приведен пример «плоской» проекции трехмерной технологической циклограммы.

11) Для трехмерных технологических циклограмм с одновременным движением рабочих органов по двум или трем осям координат должны использоваться аксонометрические изображения (допустимые и для циклограмм с последовательными движениями в направлении осей координат станка). Пример оформления трехмерной циклограммы приведен на рис. 67,б. Циклограммы на рис. 67 являются, для сравнения, идентичными, но во втором примере начальный и конечный вспомогательные хода совершаются при одновременном движении рабочего органа станка по всем трем осям координат.

Для расчета пространственных рабочих и вспомогательных ходов рекомендуется выполнять тонкими линиями их проекции на соответствующие оси координат (прочерчивать пространственные «треугольники Пифагора») с обозначением в скобках величин этих проекций. Проекции замыкающего вспомогательного хода рассчитываются по правилам размерных цепей.

Например, по циклограмме на рис. 67,б первый вспомогательный ход – ускоренный подвод инструмента к заготовке – является результирующим одновременного движения по всем трем осям координат (ВХZ100), (ВХX50), (ВХY120):

Проекции замыкающего вспомогательного хода – ускоренного отвода инструмента – определяются как замыкающие звенья соответствующих размерных цепей:

,

,

,

где ,- увеличивающие;,- уменьшающие звенья цепи – вспомогательные и рабочие хода. К увеличивающим звеньям причисляются составляющие пространственных ходов, направления которых совпадают с направлениями соответствующих осей координат.

Знаки при полученных вычислениями величинах проекций указывают направление соответствующей составляющей движения: минус – в направлении положительной оси(Z,XилиY);плюс – в противоположном направлении.

В примере на рис. 65 составляющие замыкающего вспомогательного хода:

ВХZ = 100 – 65 = 35 мм

BXY = 120 + 116 = 236 мм

BXX = 50 + 110 – 185 = – 25 мм

(BXXвыполняется в направлении оси+Х,ВХZиBXY– в направлении–Zи–Y).

Соответственно, абсолютная величина замыкающего вспомогательного хода (отвода) составит:

Для станков с числовым программным управлением выполняется не циклограмма, а схема траектории центра инструмента или ее фрагмент, выполненные по рекомендациям [3].

Рис. 67. Примеры «плоского» (а) и аксонометрического (б) изображения трехмерных технологических циклограмм