Технологические маршруты обработки корпусных, плоских деталей и деталей сложной конфигурации для мелкосерийного и серийного производства на универсальных станках разработаны и определены регламентами. Маршрут обработки детали должен использовать возможности МС. Если на обработку, на МС переводится деталь, которая в настоящее время изготовляется на универсальных станках, необходимо рационально использовать имеющуюся технологию. Например, операция по проверке литья, включая проверку припусков и правильность их расположения, должна входить в маршрутную технологию при переводе детали на обработку на МС.
Ответственные детали из чугуна после черновой обработки, как правило, проходят термическую операцию старения, все чаще заменяемую вибростарением. После старения деталь проходит механическую обработку черновую, получистовую и чистовую. Рекомендуется выполнять черновую обработку на МС нормальной точности, чистовую — на МС повышенной и высокой точности. Правильность выполнения черновой обработки обеспечивает равномерность припуска и точность базирования при окончательной обработке. Когда выделение черновой обработки в отдельную операцию на МС неэффективно, ее выполняют на универсальных станках с ручным управлением или объединяют с операцией чистовой обработки на МС. На станках с ручным управлением выполняют первую черновую операцию, если базирование детали затруднено из-за литейных приливов и малой площади опорной поверхности. На этих же станках выполняют обработку базовой плоскости, если у ответственных и точных деталей она велика по размерам и требует минимального числа инструментов (1—2 фрезы). Выполнение операции на станках с ручным управлением требует дополнительных транспортных операций, поэтому при коэффициенте загрузки 0,8 такой станок следует устанавливать на участке станков с ЧПУ.
При необходимости обрабатывать деталь с пяти или шести сторон, когда с одной установки обработка детали невозможна, в маршрут включают две черновые операции. На первой операции обработку детали ведут с двух-трех сторон, и деталь базируется на плоскости, являющиеся конструкторской базой с выверкой по линиям разметки. Производится обработка плоскостей й отверстий большого диаметра. Плоскости, к которым предъявляют повышенные технические требования, обрабатывают с припуском 2 мм, занижения, выборки обрабатывают окончательно. На второй черновой операции поверхности обрабатывают аналогично. При выполнении черновых операций необходимо в каждой из них стремиться обрабатывать плоскости и отверстия, взаимосвязанные допусками и техническими требованиями.
Если имеется возможность обработать деталь с трех-четырех сторон с одной установки с поворотом стола, то черновая обработка выполняется за одну операцию. Учитывая большой разброс припусков на литье, в некоторых случаях предусматривают дополнительный проход. Шероховатость поверхности на черновых операциях 40 мкм. В некоторых случаях чистовым операциям предшествует доводка или шлифование основных базовых плоскостей детали и только после этого деталь поступает на МС. Чистовые операции разбивают на две, если требуется обработка с пяти или шести сторон. Обычно чистовые операции требуют большого числа инструментов, которое может превысить емкость инструментального магазина. Рекомендуется разбивать эту операцию на две, чтобы на одной из них производили сверление, нарезание резьб, а на следующей чистовые проходы.
При обработке корпусных деталей из цветных сплавов или алюминия, отливки которых отличаются высокой точностью и не требуют старения, возможно совмещение черновых и чистовых проходов. При этом необходимо учитывать жесткость детали и ее деформации при зажиме. При совмещении черновых и чистовых операций могут возникнуть тепловые деформации, влияющие на окончательную точность детали. Поэтому при наличии отверстий большой длины и плоскостей большой площади черновые и чистовые проходы должны быть выделены в отдельные операции. Таким образом, технологический маршрут для большинства корпусных, плоских и деталей сложной конфигурации определяется группой операций. При необходимости включения в маршрут обработку на станках с ручным управлением общий цикл изготовления детали резко увеличивается.
В соответствии с маршрутом обработку детали разбивают на черновую и чистовую операции. При разработке операции следует иметь в виду ряд положений. Последовательность перемещений инструмента или рабочих органов станка при выполнении перехода определяется минимальным временем и обеспечением точности обработки. Последовательность выбора инструмента для обработки отверстий и плоскостей производится по схемам, разработанным регламентами обработки корпусных деталей. При обработке группы отверстий несколькими инструментами с одной, двух и более сторон инструмент не меняется, пока не будут им обработаны все отверстия. Это связано с тем, что поворот стола происходит быстрее, чем цикл смены инструмента. Для группы отверстий с точными межосевыми расстояниями, где по обычной технологии каждое отверстие обрабатывается всеми инструментами, в МС следует каждым инструментом обрабатывать все отверстия и только затем менять его, так как при смене инструмент смещается с координаты отверстия.
Обработку базовых поверхностей производят за одну установку. Если в этой же операции выполняют другие переходы, то для исключения влияния деформации детали на точность базовых поверхностей, их обрабатывают в конце операции после останова программы и перезажима детали. При выборе технологических маршрутов необходимо стремиться к совмещению обработки различных поверхностей одним инструментом. Так, центрование отверстий совмещается с формированием фаски, фрезерование концевыми фрезами используется для обработки плоскостей и отверстий и т. д. Если задаются точные межосевые расстояния, то при черновой обработке предпочтительнее растачивание пластинами вместо зенкерования, которое при неточно изготовленных отверстиях создает неравномерный припуск перед чистовой расточкой. Расточка обязательна при задании межосевого расстояния до ±0,1 мм, так как обработка другим стандартным инструментом приведет к браку детали.
При обработке группы одинаковых поверхностей переходы строятся так, чтобы использовать стандартные программы, которые сокращают объем программирования и уменьшают число ошибок. Если в одной операции совмещают черновые и чистовые переходы, они должны быть разделены по времени для стабилизации температуры перед чистовой обработкой. Разработка операции обычно начинается с выбора обрабатываемых поверхностей для этой операции. Для каждой поверхности выбирается технологическая последовательность переходов и соответствующий инструмент. Число инструментов проверяется по емкости инструментального магазина и в случае ее превышения часть переходов переносится на следующую операцию или пересматриваются все операции на МС. Последовательность выполнения переходов зависит от вида обработки, числа переходов, выполняемых одним инструментом, технических требований к взаимному расположению обрабатываемых поверхностей, точности МС, количества одинаковых поверхностей, расположенных на одной или нескольких «плоскостях, взаимного положения пересекающихся отверстий и т. д.
Черновые операции обычно начинают с фрезерования основных плоскостей, имеющих наибольший припуск. Для уменьшения вспомогательных переходов операцию начинают с обработки плоскостей, расположенных перед шпинделем. Для обработки внешних плоскостей большой площади используют торцовые фрезы. Если подход торцовой фрезы невозможен, то используют концевые фрезы. В зависимости от ширины обрабатываемой плоскости используют фрезы максимально возможного диаметра для уменьшения числа переходов. При этом должны соблюдаться соотношения между шириной обрабатываемой поверхности и диаметром фрезы.
С увеличением ширины фрезерования необходимо в зависимости от припуска корректировать режимы резания. Обработку плоскости большой площади, но с малыми радиусами, следует вести фрезой максимально возможного диаметра с последующим «подбором» металла в местах закруглений поверхности. При обработке закрытых выборок и пазов, когда врезание фрезы на заданную глубину может быть осуществлено только осевой подачей, необходимо предварительно сверлить технологическое отверстие на глубину обработки диаметром большим, чем диаметр выбранной фрезы. При обработке выборок на перепадах плоскостей следует использовать жесткие короткие концевые фрезы. Перед сверлением отверстия на скосах следует подготовить фрезерованием плоскость для центрования. После чернового фрезерования плоскостей производят черновую обработку высокоточных отверстий, внутренних выборок, фасок, канавок и торцов, если к ним не предъявляются особые требования по шероховатости и геометрии. В деталях из чугуна, подвергающихся старению, оставляется припуск на высокоточных отверстиях, остальные отверстия обрабатываются окончательно.
Чистовые переходы начинают с фрезерования в той же последовательности, что и при черновых переходах. При этом производится чистовая обработка плоскостей, а затем и высокоточных отверстий. Как исключение в конце операции может производиться обработка поверхностей, которые при предварительной обработке затрудняют получение высокоточных отверстий или плоскостей с высокими техническими требованиями. Если чистовые поверхности имеют большую площадь и при обработке возникает нагрев, необходимо перед окончательной обработкой выдержать паузу или производить обработку на других плоскостях до общей стабилизации температуры детали. Обработку резьбовых отверстий производят обычно в чистовых операциях перед доводочными переходами с тем, чтобы возникающие деформации не влияли на форму других поверхностей. Если в корпусной детали черновые и чистовые переходы можно выполнять при одной установке, то последовательность их выполнения сохраняется. Однако «при создании программы минимальное время обработки может быть получено только при оптимальном задании перемещений каждого инструмента, как на вспомогательном ходу, так и на рабочей подаче. При всем многообразии плоскостей и инструментов для их обработки имеется ограниченное число схем перемещения инструмента, которые позволяют достичь минимального времени обработки. Эти схемы предназначены для создания подпрограмм, которые можно использовать, изменяя значения координат, что сокращает объем программирования и вероятность ошибок. Такие подпрограммы для обработки отверстий реализованы в современных системах ЧПУ в виде постоянных циклов. Применение фрезерования для обработки отверстий должно быть обосновано. В некоторых случаях оно необходимо даже при очевидном проигрыше во времени на обработку, например, при недостаточной емкости инструментального магазина, необходимости изготовления специального инструмента для расточки отверстий и нестабильном припуске на изготовлении отверстий и т. д. Точность фрезерования отверстий зависит от точности контурной обработки МС и инструмента. Отверстия большого диаметра (свыше 100 мм) могут быть выполнены по квалитету Н9 и Н7.
При обработке на МС повышается стабильность точности обработки, уменьшается число операций и переходов большинства поверхностей детали и число установок детали на станке, увеличивается число плоскостей, пазов, отверстий детали, обрабатываемых за одну установку. Это позволяет уменьшить припуски на обработку деталей на МС. Для отверстий под черновое растачивание оставляют припуск 2—3 мм на диаметр, под получистовое 0,5—1 мм, под чистовое 0,2—0,3 мм, под развертывание 0,03—0,1 мм. Для отверстий в отливках при литье в землю, учитывая нестабильность припуска и возможность смещений, предусматривают припуск 8—10 мм и в случае необходимости проводят обработку фрезерованием. Припуски на обработку плоскостей не должны превышать для получистового фрезерования 1—2 мм (припуск односторонний), для чистового фрезерования 0,3— 0,5 мм. Таким образом, разработка операции на МС окончательно определяет виды и число обрабатываемых поверхностей, последовательность их обработки, которые являются материалом для создания наладки и программы.
