В целях повышения производительности выполнено проектирование и моделирование параллельной множественной обработки деталей для двухсекционного токарного станка.
Для сокращения затрат времени при получении готовых деталей на токарных станках используют множественную обработку. На обычных токарных станках такую обработку преимущественно используют для однопереходных операций [1]. Например, при обработке нескольких деталей типа колец, шайб применяют специальные многоместные оправки или специальные патроны. Другим примером множественной токарной обработки является изготовление деталей из одной заготовки. В этом случае также удается добиться снижения временных затрат.
В настоящее время при изготовлении одинаковых деталей из длинного прутка на токарных станках с ЧПУ применяется многократно повторяющаяся одиночная обработка — как вариант множественной обработки. Перед обработкой пруток закладывается в подающий модуль. Через отверстие в шпинделе осуществляется автоматическая подача прутка на нужный размер в рабочую зону [2], и при каждом запуске управляющей программы (УП) изготавливается одна деталь.
В статье «Множественная токарная обработка» [3, с. 19] предложен вариант множественной обработки на токарных станках с ЧПУ с противошпинделем из штучных заготовок по одной УП. В этом случае проектирование обработки и подготовка УП выполняется в CAM-системе. Во всех этих вариантах происходит последовательная множественная токарная обработка, и готовые детали получаются друг за другом.
Значительно увеличить производительность обработки на токарных станках с ЧПУ позволяет параллельная множественная обработка, аналогом которой является параллельная многостаночная обработка. В этом случае готовые детали получаются одновременно. Среди современных токарных станков с ЧПУ есть такие, которые позволяют это сделать. Для выполнения параллельной множественной токарной обработки можно использовать, например китайский двухсекционный токарный станок с ЧПУ S‑CK350 [4]. Он содержит две одношпиндельные обрабатывающие секции со своими стойками ЧПУ (рис. 1).
Рис. 1. Двухсекционный токарный станок с ЧПУ S‑CK350
Рис. 2. Чертеж детали
Рис. 3. 3D-модель
В отечественной CAD/CAM/CAPP-системе ADEM была спроектирована несложная по конструкции деталь (рис. 2) и построена ее 3D-модель (рис. 3), которая для дальнейшего проектирования множественной обработки была сохранена также в формате IGES. Для изготовления этой детали был разработан план обработки, включающий два установа. Переходы второго установа выполняются после перезакрепления заготовок обработанной стороной. Для обработки используются 8 режущих инструментов. Проектирование и моделирование параллельной множественной обработки было выполнено в отечественной CAM-системе SprutCAM.
Проектирование обработки выполнено для каждой секции станка. Маршруты обработки содержат одинаковую последовательность переходов и одинаковый режущий инструмент. Отличаются только направления его движения при обработке в секциях. Маршрут и траектории обработки для левой секции станка показаны на рис. 4.
Рис. 4. Маршрут и траектории обработки левой секции станка
В SprutCAM было также выполнено моделирование обработки для каждой секции токарного станка с ЧПУ. На рис. 5–10 показаны отдельные этапы моделирования обработки. Для наглядности изображения моделирования отдельных переходов в правой и левой секциях станка совмещены.
Параллельная множественная обработка на токарных станках с ЧПУ обладает максимальной производительностью и является самой прогрессивной технологией.
Рис. 5. Сверление
Рис. 6. Черновое точение
Рис. 7. Второе чистовое точение
Рис. 8. Точение канавки
Рис. 9. Нарезание резьбы
Рис. 10. Фрезерование площадок
Евгений Кондратьев
к. т.н., доцент кафедры оптических и биотехнических систем и технологий
Физико-технологического института Московского технологического университета
E‑mail: ekon@rambler.ru
Литература
1. URL: http://www.tehno-line.ru/files/theory/Turning/3–3-6.htm.
2. Токарный станок с ЧПУ (CNC). Haas SL 20 — https://www.youtube.om/watch?v=j0PAyJA7A1M.
3. Кондратьев Е. М. Множественная токарная обработка // РИТМ машиностроения. — 2016. — № 6. — С. 18–19.
4. URL: https://russian.alibaba.com/product-detail/s‑ck350‑linear-motion-guide-way-flat-bed-multi-spindle-cnc-lathe‑1940844636.html?s=p.
