Структура операции обработки детали на станке с ЧПУ несколько отличается от классической. Известно, что наиболее мелкой составляющей частью технологического процесса является переход, который характеризуется единством обрабатываемой поверхности, режущего инструмента и режимов резания. Режимы резания при выполнении перехода на станках с ЧПУ могут изменяться из-за неравномерности припуска или особенностей форм обрабатываемых поверхностей.
Поэтому есть основание не включать неизменность режимов резания в число параметров, определяющих переход.
Переходы на станках с ЧПУ подразделяют на элементарные, инструментальные, позиционные и вспомогательные.
Элементарный переход — непрерывный процесс обработки одной элементарной поверхности одним инструментом по заданной программе.
Из элементарных переходов образуется инструментальный переход, представляющий собой законченный процесс обработки одной или нескольких поверхностей одним инструментом при его непрерывном движении по заданной программе.
Вспомогательный переход — часть траектории движения инструмента, не связанная с образованием поверхности (врезание, выход, холостые ходы). В отличие от станков с ручным управлением вспомогательное время включает время на установку и снятие заготовки (*в.у) и машинно-вспомогательное время (*м.в), связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке поверхностей.
Позиционный переход — совокупность инструментальных и вспомогательных переходов, выполняемых при неизменности позиции или положения обрабатываемой детали относительно рабочих органов станка.
Из совокупности переходов складывается операция. Операцией механической обработки детали на станке с ЧПУ называется часть технологического процесса, выполняемая над определенной деталью непрерывно на одном рабочем месте по заданной программе и при одной настройке станка.
Понятие «операция на станке с ЧПУ» ограничено условием «при постоянной настройке станка».
Операция может разбиваться на установы. У становом называется часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении детали.
Операция механической обработки детали на станке с ЧПУ включает также ряд других приемов: измерение детали, смена инструмента, пуск станка и т.д.
Проектирование технологической операции начинают с выбора последовательности технологических переходов.
При обработке деталей на токарных станках с ЧПУ с закреплением их в патроне рекомендуется следующий порядок обработки:
1) центрование (для отверстий диаметром менее 20 мм);
2) сверление сверлом меньшего диаметра (если используются два сверла);
3) сверление сверлом большего диаметра;
4) черновая обработка основных поверхностей, подрезание внешнего торца предварительно и окончательно, обработка основных внутренних и наружных поверхностей;
5) чистовая обработка основных внутренних и наружных поверхностей;
6) обработка дополнительных поверхностей, расположенных в отверстии, на торце и снаружи.
При обработке с закреплением в патроне и поджатием задним центром порядок обработки следующий:
1) черновая обработка основных форм наружной поверхности;
2) черновая и чистовая обработка дополнительных форм поверхности;
3) чистовая обработка основных форм;
4) чистовая обработка дополнительных форм, не нуждающихся в черновой обработке.
При обработке корпусных деталей на многооперационных станках рекомендуется следующий порядок выполнения операций:
1) черновая обработка деталей с двух-трех сторон (в качестве базы используются достаточно большие плоскости);
2) черновая обработка остальных сторон детали с установкой по обработанным поверхностям, создание баз для последующей обработки;
3) чистовая обработка базовой и противобазовой поверхностей и всех элементов (пазов, уступов, отверстий) на этих плоскостях;
4) чистовая обработка остальных сторон детали.
Последовательность выполнения переходов зависит от их назначения (сверление, фрезерование, растачивание и др.), количества переходов, выполняемых одним инструментом, требуемой точности обработки, точности позиционирования узлов станка и многих других факторов.
Токарные операции обычно начинают с черновой обработки, содержащей несколько прямолинейных проходов. При чистовой обработке основные поверхности формируются, как правило, за один проход контурным резцом, а дополнительные — в специальных циклах.
Сочетание черновых и чистовых технологических переходов выбирается в зависимости от размеров, формы соответствующих поверхностей и требований к точности и качеству их обработки. Так, при обработке отверстий возможны две основные технологические схемы:
1) параллельная — каждый инструмент обрабатывает все отверстия одного диаметра, затем производится смена инструмента, и цикл повторяется;
2) последовательная — одно отверстие обрабатывается всеми необходимыми инструментами, затем после изменения позиционирования — следующее отверстие и т.д.
Первый вариант используется при низких требованиях к точности отверстий, второй — при высоких.
Фрезерование отверстий вместо растачивания более целесообразно при длине отверстия, не превышающей длины режущей части фрезы. Его эффективность повышается при обработке отверстий с большими и неравномерными припусками.