Верстат 16К20ФЗ з пристроєм ЧПК «Електроніка НЦ-80-31» призначений для обробки зовнішніх та внутрішніх поверхонь обертання з прямолінійним, східчастим і криволінійним профілем, для нарізання зовнішніх і внутрішніх конічних та циліндричних різьб. На верстаті можна виконувати обробку з використанням багатопрохідних циклів. У верстаті вирізняють три системи координат: верстата, деталі та інструмента.

Система координат верстата, X, Z. Z збігається з віссю обертання деталі та напрямом поздовжньої подачі: «+» — від патрона, «-» — до патрона. X збігається з поперечною подачею, напрям осі залежить від розташування різцетримача — за віссю обертання деталі чи перед нею.

Рух врізання — до оператора або від нього. В усіх випадках «+» — у бік збільшення діаметра деталі. Для токарних верстатів, оснащених заднім або верхнім супортом, є додаткова вісь Y, яка завжди направлена вгору і призначена для програмування обробки фрезеруванням шпонкових пазів, лисок, шліців, інших подібних елементів деталі, свердління поперечних отворів.

Початок системи координат верстата — в центрі торця шпінделя перед посадочним конусом, що центрує планшайбу патрона. Початок координати Y (якщо така є) знаходиться на осі Z на визначеній для кожного окремого випадку відстані від дзеркала патрона.

Система координат інструмента. Її початок знаходиться в центрі різцетримача. Технолог-програміст, наладчик та оператор не використовують її. Ними відстежується відносне розташування різальної крайки інструмента і оброблюваної поверхні в системі координат деталі. Різцетри-маюча головка відводиться при індексації на безпечну відстань, щоб інструмент при повороті не врізався в деталь. З іншого боку, ця відстань не має бути надто великою, щоб не втрачати час на позиціонування, яке теж відбувається в системі координат деталі. Координати точки індексації вибираються під час наладки, експериментально. Є верстати з фіксованою точкою індексації інструмента.

Система координат деталі. Її вибирають під час розробки програми так, щоб зберегти максимальну кількість розмірів, призначених конструктором — взятих безпосередньо з креслення деталі без перерахунку. Осі X і Z деталі збігаються з осями X і Z верстата за напрямом, а початок координат вибирає наладчик або технолог-програміст. Найчастіше це правий торець деталі. В такому разі обробка відбуватиметься у квадранті II системи координат: значення X завжди буде додатним, a Z — від’ємним.

Система координат розташовуватиметься у квадранті І, якщо початок координат — у лівому торці деталі (в напрямку від нього конструктор проставив лінійні розміри). Таке ж розташування системи координат характерне для верстатів, оснащених субшпінделем (другим робочим шпінделем замість заднього центру). Розглянемо це на прикладах.

На рис. 3.8, а лінійні розміри проставлені в напрямку від лівого торця. Траєкторія руху різця при цьому буде та-

кою, як зображено на рисунку. Напрямок координати Z завжди від патрона. Оскільки різцетримач знаходиться з боку оператора, а додатний напрямок руху завжди від деталі, координата X направлена на оператора (вниз на рис. 3.8, а). Траєкторія руху інструмента буде такою: В.т.—П.о.— 1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—11—В.т.

Рис. 3.8. Системи координат деталі: а, б — початок у лівому торці; в, г — початок у правому торці і на деталі

Якщо різцетримач знаходиться за віссю обертання (Z), то з тих же міркувань вісь X буде направлена вгору (рис. 3.8, б). Траєкторія руху інструмента буде такою:

В обох випадках контроль поздовжніх розмірів виконується від патрона.

Якщо розміри в кресленні проставлені від меншого торця, то правильним буде розташувати початок координат у правому торці деталі і обробку почати з його підрізки — від нього витримуватимуться поздовжні розміри (рис. 3.8, в) під час обробки, а також виконуватиметься їх контроль. Траєкторія руху інструмента буде такою:

Якщо поздовжні розміри проставлені ланцюжком (рис. 3.8, г), то, щоб повторити конструкторські розміри, доцільно програмувати обробку у відносній системі. Значення прирощення переміщень будуть, залежно від напряму руху інструмента, з «+» або «—». Як і при фрезерній обробці, у відносній системі є більша небезпека помилки, тому її використовують рідше, окремою частиною програми.

В табл. 3.2 наведено приклад керуючої програми обробки деталі, зображеної на рис. 3.8, для розглянутих різних початкових умов обробки. Обробка однакових відрізків профілю запрограмована, по можливості, кадрами з однаковими номерами.

Таблиця 3.2

Як бачимо з програми, у випадку (а) і (б) програмування відбувається у квадранті І. Незалежно від розташування різцевої головки, Z завжди додатне. У випадку (е) і (г) — у квадранті II, Z завжди від’ємне.

Якщо розміри проставлені ланцюжком, то у випадку (г) по приросту їх програмувати неможливо, доведеться перераховувати в абсолютну систему і враховувати 1 мм на підрізку правого торця, щоб витримати поздовжній розмір 25 мм.

Початок координат може бути не в крайньому торці деталі, якщо того вимагають проставлені конструктором розміри (рис. 3.8, г, Ο'(Χ',Ζ)).

Вихідна точка обробки (В.т.) є початком і закінченням траєкторії руху інструмента під час обробки. Вибирають її з міркувань:

— переміщення інструмента з вихідної точки до початку обробки і з кінцевої точки обробки у вихідну мають бути мінімальними;

— положення інструмента у вихідній точці має бути добре видимим оператору;

— інструмент у вихідній точці не повинен заважати контрольним операціям, якщо такі потрібні впродовж обробки;

— інструмент не повинен заважати установленню, вивіренню, закріпленню та зніманню деталі.

З урахуванням зазначених обмежень, це — 6СМ-80 мм від торця та Ю-ьЗО мм від зовнішнього діаметра деталі (див. рис. 3.1).

Початок обробки (П.о.), як правило, вибирають на відстані 2-3 мм від торця та діаметра. Він може «плавати» вздовж осі Ζ при заміні патрона, пристосувань, відхиленні довжини деталі. У цьому разі передбачено корекцію по осі Z (G56 — внести корекцію, G53 — відмінити).

«Прив’язка» інструмента. Орієнтація кожного інструмента, задіяного в обробці, у системі координат деталі називається «прив’язкою» інструментів. Залежно від оснащеності верстата її виконують вручну або за допомогою спеціального приладу в розглянутій нижче послідовності.

1. До закріпленої в патроні деталі в ручному режимі підводять різець. Підрізають торець і проточують зовнішній діаметр. З належною точністю заміряють проточений діаметр та відстань від торця деталі до дзеркала патрона. Наприклад, 040, відстань 70 мм.

Для даного різця (Т і-го) ці координати вводять у пристрій ЧПК, тобто коли вершина різця торкається зовнішнього діаметра в площині торця, її координати будуть: 40; 70. Якщо «0» по Z вибирають не на дзеркалі патрона, а в правому торці деталі, то координати точки будуть: 40;0.

Якщо в обробці задіяні кілька або всі позиції різцетри-маючої головки, то різець кожної позиції підводять почергово до координат Х40 і Z70 (або Х40 і Z0), для впевненості — підводять різець, допоки на поверхні циліндра і торця не з’явиться слід від вершини різця (риска), потім у програму заводять цю координату для кожного різця. Таким чином, під час обробки всі різці рухатимуться траєкторіями від точки відліку Е (40;70) або (40;0), дотримуючись заданих картою наладки розмірів з точністю нанесення риски: 0,01-^0,02 мм.

2. Експериментальним шляхом визначають точку відводу різцетримаючої головки для індексації. Для цього в ручному режимі проводять індексацію всіх інструментів. Відстежуючи їх положення відносно деталі, переконуються у правильності вибору точки або вносять поправку. Точку індексації вносять до програми як координату заміни інструмента. В одній програмі таких точок може бути кілька для різних інструментів. Після цього можна розпочинати обробку.

Сучасні токарні верстати оснащують спеціальним приладом для налагоджування різців на розміри обробки. Прилад особливо ефективний при налагодженні на обробку внутрішніх закритих поверхонь (кармани, канавки), заміні твердосплавних пластин при точній обробці, в інших подібних випадках.

Розглянемо приклад — заміна зношеної пластини.

1. Вершину різця зі зношеною пластиною підводять до стикання з елементом датчика приладу, установленого на верстаті (D на рис. 3.1), до сигнального засвічування лампочки — окремо по X і Z, записують координати.

2. Заміняють пластину.

3. Так само підводять новий різець під датчик по кожній осі до світового сигналу. Змінюють значення X і Z на екрані на ті, що були зі зношеним різцем. За потреби вводять корекцію на величину зношування.

Це матеріал з підручника "Основи обробки та програмування на верстатах з числовим програмним керуванням" Онофрейчук 2019