Основным условием эффективного использования станков с ЧПУ является рациональный подбор номенклатуры деталей. Определение этой номенклатуры производят по конструктивно- технологическим параметрам детали: габаритным размерам; форме поверхностей, подлежащих обработке, их точности и качеству; количеству инструментов, требуемых для полной обработки. Критерием отбора номенклатуры деталей являются технологические возможности их изготовления на данном станке с ЧПУ.

На основании обобщения опыта эксплуатации станков с ЧПУ установлено, что, если при их внедрении штучное время сокращается на 50 % , по сравнению с обработкой на станках с ручным управлением, то, несмотря на дополнительные затраты, обеспечивается общее сокращение расходов / 9 /.

Наибольший экономический эффект дает изготовление таких деталей на станках с ЧПУ, обработка заготовок которых на станках с ручным управлением связана с использованием дорогостоящей технологической оснастки (кондукторов, копиров, фасонных режущих инструментов), большими затратами времени на наладку технологической системы.

Значительная экономическая эффективность достигается при изготовлении на станках с ЧПУ сложных деталей с большим числом поверхностей, контуры которых содержат криволинейные участки. При этом появляется возможность обработки заготовок с одной установки и использованием большого количества инструмента.

Практика показывает, что обычно областью применения станков с ЧПУ, в том числе и многоцелевых станков, является среднесерийное и мелкосерийное производство / 9, 14, 15 /.

Однако следует отметить, что гибкость систем ЧПУ и простота их включения в общие системы управления от единой вычислительной машины делают целесообразным применение станков с ЧПУ в условиях крупносерийного и массового производства, в том числе в составе автоматических линий. Это особенно важно в условиях быстрого обновления и смены выпускаемых изделий. Особенности отработки конструкции деталей на технологичность деталей при их изготовлении на станках с ЧПУ были рассмотрены в главе 8, а требования к заготовкам таких деталей – в главе 9.

Большинство исходных заготовок попадает на станки с ЧПУ с заранее подготовленными базовыми поверхностями, так как обработка этих поверхностей на станках с ЧПУ во многих случаях экономически нецелесообразна. При этом следует предусмотреть в технологическом процессе технические условия на обработку базовых поверхностей, если они не указаны в чертеже детали.

Выбор технологических баз при обработке заготовок на станках с ЧПУ помимо их основного назначения, должен обеспечить совмещение направления координатных осей заготовки с осями координатной системы станка и расположение "нуля" детали в точке, заданной координатами в этой системе.

При определении последовательности обработки заготовки с использованием станков с ЧПУ руководствуются принципами, положенными в основу выбора последовательности операций при выполнении их на станках с ручным управлением, учитывая технологические возможности станков с ЧПУ и специфику обработки заготовок на этих станках. Методические рекомендации по разработке технологического маршрута приведены в разделе / 13.1 /.

Проектирование технологической операции обработки заготовок на станках с ЧПУ включает в себя комплекс задач, которые решаются при обработке на аналогичных станках с ручным управлением.

К числу новых задач, специфических при использовании станков с ЧПУ, относят создание управляющей программы, а для этого необходимо построить траектории движения режущих инструментов и рассчитать координаты опорных точек, а также выполнить ряд следующих работ:

-определить возможность размещения режущего инструмента, необходимого для выполнения операции;

-установить рациональную последовательность обработки различных поверхностей;

-выявить необходимость изменения режимов резания с целью отражения этого изменения в управляющей программе.

Для программирования обработки заготовки нужно детализировать процесс, четко установив последовательность, направление и характер движения рабочих органов станка. С этой целью составляют схему движения характеристических точек режущих инструментов относительно заготовки, в которой представлены траектории движения всех инструментов, участвующих в обработке. Схема предназначена для последующего расчета координат опорных точек траекторий, а также уточнения отдельных элементов процесса. Кроме того, схема движения содержит данные, необходимые для разработки карты наладки станка.

На схемах движения инструментов пунктирными линиями указывают траектории холостых ходов, а сплошными – рабочих перемещений. Условно считают, что заготовка остается неподвижной, а перемещается только инструмент.

В управляющей программе должны быть записаны значения координат опорных точек, намеченных при разработке схем движения инструмента. В наиболее простом случае прямолинейных перемещений инструмента вдоль направлений оси координат, при отсутствии повышенных требований к точности обработки, расчет координат опорных точек не представляет затруднений и требует от программиста лишь внимания (рис.13.5). При программировании обработки высокоточных поверхностей, особенно фасонных, необходимо выполнить определенные расчеты, позволяющие внести коррективы для конкретных условий обработки. Примеры подобных расчетов приведены в литературе по вопросам технологии машиностроения / 4, 6, 9, 13 /.

Схему движения инструмента обычно вычерчивают в масштабе 10:1 или 5:1.

Как уже указывалось, сплошными линиями отмечают рабочие движения, а пунктирными – холостые. Последовательно расположенные опорные точки, в которых происходит изменение движения инструмента или режимов резания (либо то и другое), обозначают арабскими цифрами с числовым индексом. Цифра соответствует номеру опорной точки, а индекс – номеру инструмента в резцовой головке. Опорные точки, в которых происходят изменения направления движения инструмента, называют геометрическими опорными точками, а точки, в которых изменяется режим резания – технологическими. При построении схемы движений инструмента желательно совмещение геометрических и технологических точек. Если в обработке заготовки участвуют от одного до трех инструментов, при небольшом количестве опорных точек, то вычерчивают общую схему для всех инструментов. При большем количестве инструментов и значительном числе опорных точек следует вычерчивать схему движения для каждого инструмента отдельно.

При выборе металлорежущих станков с ЧПУ следует руководствоваться основными правилами, приведенными в разделе 13.4.1.

Технологическая оснастка в значительной степени определяет эффективность технологического процесса обработки заготовок на станках с ЧПУ. Поэтому при решении вопросов по выбору рациональной конструкции приспособлений, режущего и вспомогательного инструмента необходимо учитывать специфические требования, о которых подробно сказано в источниках / 4, 6, 8, 13 и др./.

После разработки технологических процессов оформляют технологическую документацию по ГОСТ3.1406-86.

Необходимые данные для обработки заготовок на станках с ЧПУ по технологической документации переносятся технологом-программистом в зашифрованном виде в карту программирования. По этой карте оператор готовит управляющую программу работой станка, которая проверяется в производственных условиях и, при необходимости, корректируется.