Автоматизированное проектирование технологического процесса изготовления фланца 53А50.23.014 с помощью САПР

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Автоматизированное проектирование технологического процесса изготовления фланца 53А50.23.014 с помощью САПР

деталь заготовка фланец технологический

1. Конструкторская часть

деталь заготовка фланец технологический

1.1 Описание служебного назначения станка

Универсальный зубофрезерный полуавтомат модели 53А50 предназначен для нарезания цилиндрических и червячных колес в условиях индивидуального и серийного производства.

Суппорт станка имеет осевое периодическое перемещение фрезы, осуществляемое от отдельного электродвигателя в автоматическом цикле. Червячные колеса на станке нарезаются методом радиального врезания.

Таблица 1.1. Технические характеристики полуавтомата мод. 53А50

Максимальный диаметр нарезаемых колес, мм: без контрподдержки ………………………………………………………………………. 500 с контрподдержкой ……………………………………………………………………… 500 Максимальный модуль нарезаемых зубьев, мм ………………………………………………………… 10 Минимальное число нарезаемых зубьев …………………………………………………………………. 8 Диаметр стола, мм ………………………………………………………………………………………… 560 Максимальный угол наклона зубьев нарезаемых колес, град ……………………. +/-45 Расстояние между осями стола и фрезы, мм ………………………………………………… 60-350 Расстояние от плоскости стола до оси фрезы, мм ………………………………………. 195-595 Максимальные размеры установленной червячной фрезы, мм: длина …………………………………………………………………………………………… 200 диаметр …………………………………………………………………………………………… 200 Максимальное вертикальное перемещение суппорта, мм ………………………………………………. 400 Конус отверстия фрезерного суппорта (Морзе) ……………………………………………………. 5 Наибоольшее осевое перемещение фрезы, мм …………………………………………………. 180 Частота вращения фрезерного шпинделя, об/мин …………………………………………………. 40-405 Число ступеней частот вращения фрезы ……………………………………………………………. 16 Подача, мм/мин: вертикальная ………………………………………………………………………………………… 0,75-7,5 радиальная …………………………………………………………………………………………… 0,22-2,25 тангенциальная ……………………………………………………………………………….. 0,17 - 3,1 Число ступеней подач ………………………………………………………………………………… 16 Ускоренное перемещение, мм/мин: вертикальное суппорта …………………………………………………………………………………. 530 радиальное стола ………………………………………………………………………………… 160 Электродвигатель главного привода: мощность, кВт ………………………………………………………………………………………. 8; 10; 12,5 частота вращения, об/мин ………………………………………………………… 735; 985; 1420 Наибольший крутящий момент на шпинделе станка, кН.м …………………………………….. 1,0 Наибольшая длина устанавливаемой червячной фрезы, мм ……………………………………. 200 Габаритные размеры станка, мм: длина ……………………………………………………………………………………………. 2670 ширина …………………………………………………………………………………………….. 1810 высота …………………………………………………………………………………………… 2250 Масса станка, кг ………………………………………………………………………………………….. 10200

Большая универсальность станка и высокая степень автоматизации обеспечивает работу станка, как в однопроходном, так и в двухпроходном циклах. При двухпроходном автоматическом цикле, происходит автоматическая смена режимов обработки (скорости резания и подачи). Исключается необходимость смены зубчатых колес в гитарах скоростей и подач при переходе станка с первого прохода на второй.

Значительная мощность двигателя привода фрезы, высокие скорости и достаточная общая жесткость станков позволяют производить обработку на повышенных режимах со скоростями до 70 м/мин.

В таблице 1.1 приведены основные технические характеристики полуавтомата.

1.2 Описание конструкции и служебного назначения фланца 53А50.23.014

Фланец 53А50.23.014 (поз. 3, см. рис. 1.1) исполняет роль крышки подшипниковой опоры привода главного движения универсального зубофрезерного полуавтомата мод. 53А50. Сам привод устанавливается на стойке станка, и передает крутящий момент в коробку скоростей и далее по кинематике на шпиндель с червячной фрезой.

Фланец фиксирует осевое положение подшипника качения, являющегося опорой входного вала коробки скоростей. Переда крутящего момента с двигателя на вал осуществляется через втулочно-пальцевую муфту.

Фланец крепиться к корпусной детали привода посредством 4-х винтов. Для подачи смазки в рабочую полость подшипников в конструкции фланца предусмотрены два отверстия с конической резьбой K1/4'' под штуцеры маслопроводов системы смазки. Для предотвращения вытекания масла из подвижных стыков, внутрь фланца устанавливается резиновая манжета.

Рабочий чертеж детали представлен на рис. 1.2.



Рисунок 1.1. Коробка скоростей полуавтомата 53А50



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2 - Фланец 53А50.23.014 (рабочий чертеж детали)

Деталь изготавливается из серого чугуна марки СЧ15 ГОСТ 1412-85, физико-механические свойства которого представлены в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Физико-механические свойства чугуна СЧ 15

2. Технологическая часть

2.1 Анализ технологичности конструкции детали

Конструкция детали образована совокупностью элементарных и типовых поверхностей (см. рис. 2.1).

Для анализа технологичности конструкции детали необходимо пронумеровать все ее поверхности, определить степень точности их изготовления и класс шероховатости (см. табл. 2.1).

Рисунок 2.1. Эскиз детали с обозначением поверхностей

Коэффициент точности обработки рассчитаем по формуле [6]:

; (2.1)

где а_ср средний квалитет точности обработки.

, (2.2)

где n_i количество размеров соответствующих квалитетам точности.

Таблица 2.1. Сведения об элементарных поверхностях детали

Номер обрабатываемой поверхности	Выдерживаемые размеры	Квалитет или степень точности	Идентичные поверхности	Класс шероховатости	Идентичные поверхности	Номер и количество унифицированных поверхностей	Примечание
1	20	14	14 кв. 20 10 кв. - 1 8 кв. - 1	4	7 кл. - 2 2 кл. - 2 4 кл. - 18	10, 14, 18	Фаски
2	105	14		4
3	12	14		4
4	5	14		4		19, 20	Резьб. отв.
5	125+0,08	8		6
6, 7, 8, 9	9	14		4		5. 9	Гладкие отв.
10	145	14		4
11	217	14		4		13	канавка
12	7	14		7
13	30,25	14		4
14	145	14		4
15	20	14		7
16	180	10		6
17	4	14		4
18	145	14		4
19, 20	K1/4''	14		4
21, 22	11	14		4

;

.

- деталь относится к весьма точным.

Коэффициент шероховатости согласно [6]:

, (2.3)

где b_ср средний квалитет точности обработки.

; (2.4)

где b_i - класс шероховатости по ГОСТ 2789-73;

n_i - количество поверхностей соответствующего класса шероховатости.

;

.

- деталь относится к нетруднообрабатываемым.

Коэффициент унификации конструктивных элементов [6]:

, (2.5)

где Q_у.э. - количество унифицированных типоразмеров (Q_у.э. = 11);

Q - общее число элементов детали (Q = 22).

Деталь технологична.

2.2 Выбор способа получения заготовки

В условиях мелкосерийного производства заготовки из чугуна получают в основном литьем в песчано-глинистые формы при ручной или машинной формовке.

Определим параметры отливки и общие припуски на обработку.

Для определения размеров отливки воспользуемся рекомендациями ГОСТ 26645-85 [2, 5].

Вначале устанавливаем класс точности размеров и масс и ряд припусков отливки.

Точность размеров - 8, точность масс - 7, ряд припуска - 5. Устанавливаем степень коробления - 3.

Согласно ОСТ 2 МТ 21-90 для серого чугуна выбираем отливку 3 класса, группы «б». Вид отливки - «легкая».

Произведем расчет припусков на обработку одной точной поверхности - торца 180/165. Данную поверхность в технологическом процессе предполагается обрабатывать за три перехода: черновое, чистовое точение и однократное шлифование.

Минимальный припуск на обработку торцевой поверхности составляет [5]:

. (2.6)

где Rz_i-1, h_i-1 - высота микронеровностей профиля и глубина дефектного слоя предшествующего перехода (проката); - суммарные отклонения расположения и формы (неплоскостность, коробление и пр.); _i - погрешность установки (для трехкулачкового патрона и _i = 10..20 мкм).

Для заготовки - отливки согласно справочнику [5]:

Rz + h = 250 + 350 = 600 мкм.

Коробление поверхности отливки: _кор = 0,6 мм.

Непараллельность торцев: _оп = 0,5 мм.

Таким образом, для заготовки имеем:

мм.

Тогда минимальный припуск на черновое точение равен:

мм.

После чернового точения, заготовка будет иметь:

Rz + h = 80 + 80 = 160 мкм.

Остаточную суммарную погрешность формы и расположения найдем по формуле [5]:

, (2.7)

где - коэффициент уточнения; - кривизна заготовки.

Для чернового точения , тогда

мм.

Тогда

мм.

После чистового точения заготовка будет иметь:

Rz + h = 20 + 25 = 50 мкм.

Остаточную суммарную погрешность формы и расположения найдем по формуле (2.7), где коэффициент уточнения :

мм.

Тогда для шлифования:

мм.

Схема распределения припусков и операционных размеров приведена на рис. 2.2.

Рисунок 2.2. Распределение припусков на механическую обработку торца 180/165

Значение остальных общих припусков на механическую обработку возьмем по аналогии с рассчитанными:

припуск на обработку пов. 217: 2Z = 7 мм;

припуск на обработку левого торца: Z = 2,8 мм;

припуск на обработку отв. 105: 2Z = 7 мм;

Чертеж заготовки показан на рис. 2.3.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.3. Чертеж заготовки - отливки

С учетом назначенных припусков масса заготовки составит:

Тогда коэффициент использования материала равен:

.

2.3 Анализ технических требований на деталь

Перечислим наиболее ответственные технические требования на деталь и способы их достижения различными методами (табл. 2.1).

Таблица 2.2. Методы достижения технических требований

Техническое требование	Метод достижения
База В: 125+0,08; Ra 2,5	Чистовое растачивание на токарном станке
База Б: 217/180; Ra1,25	Совместная обработка базовой и зависимой поверхности на одном установе на торцекруглошлифовальном станке
Торцевое биение 180/165 не более 0,1; непараллельность относительно базы Б не более 0,02; Ra1,25
Позиционный зависимый допуск расположения 4-х крепежных отв. 9 - 0,25 мм	Сверление отверстий на сверлильном станке с ЧПУ по программе

2.4 Определение технологических баз

Исходя из основных принципов теории базирования, вначале определим комплект единых технологических баз (КЕТБ), с помощью которых возможно проводить обработку большинства наиболее точных и ответственных элементов детали и выполнять наиболее жесткие технические требования.

Анализируя технические требования к детали, проставленные на чертеже, а также конфигурацию детали, можно сделать вывод о том, что обеспечение требования параллельность торцев можно обеспечить только совместной обработкой (шлифованием) этих поверхностей с одного установа. Для этого можно использовать схему базирования, показанную на рис. 2.4, а.

Обработка же поверхностей, служащих базами на шлифовальной операции, возможна с использованием комплекта, представленного на рис. 2.4, б.

В виду того, что конструкция заготовки существенно упрощена по сравнению с конструкцией детали, то вначале необходимо выполнить обработку поверхностей, служащих базами при обработке чистовых баз. На рис. 2.4, в показан комплект баз на первой токарной операции.

Для обработки же крепежных и масляных отверстий на вертикально-сверлильном станке с ЧПУ можно использовать комплект баз, показанный на рис. 2.4, г.

а) б) в)

г)

Рисунок 2.4. Схемы базирования заготовки на операциях

а) комплект баз на шлифовальной операции; б) - в) комплекты на токарных операциях; г) комплект баз на сверлильной операции

2.5 Проектирование маршрутной технологии

Руководствуясь решениями, описанными в предыдущих разделах главы, можно спроектировать маршрут технологического процесса (см. табл. 2.3).

Таблица 2.3. Вариант маршрута изготовления фланца 53А50.23.014

Наименование операции, оборудование	Краткое содержание операции
000 Заготовительная
005 Токарно-револьверная с ЧПУ 1В340Ф30	Установить заготовку в патрон, закрепить. Подрезать торцы 217/180, /180/165 начерно и начисто, с припуском под шлифование, обточить пов. 180 предварительно и окончательно, с образованием фаски 145. Точить канавку для выхода шлифовального круга. Расточить отв. 105, 125+0,08, 165, с подрезкой торцев 125+0,08/105, 165/125+0,08 предварительно и окончательно, расточить фаску 145 в отв. 125+0,08. Снять заготовку, очистить от стружки. Контролировать размеры
010 Токарно-револьверная с ЧПУ 1В340Ф30	Установить заготовку в патрон, закрепить. Подрезать торец 217/105, обточить пов. 217 предварительно и окончательно с образованием фаски 145. Снять заготовку, очистить от стружки. Контролировать размеры
015 Сверлильная с ЧПУ 2С150ПМФ4	Установить заготовку в приспособление, закрепить. Центровать 7 отв. Сверлить 4 отв. 9, сверлить отв. 5, Сверлить 2 отв. 11. Развернуть 2 отв. 11 под резьбу K1/4''. Нарезать резьбу K1/4'' в 2-х отв. Снять заготовку очистить от стружки, удалить заусенцы, острые кромки притупить. Контролировать размеры.
020 Круглошлифовальная 3Б151	Установить заготовку в патрон, выверить биение, закрепить. Шлифовать торцы 217/180, 180/165 окончательно. Снять деталь, очистить от абразивного шлама.
025 Моечная	Промыть деталь
030 Контрольная	Контролировать соответствие размерных параметров детали требованиям чертежа

2.6 Проектирование операционной технологии

В данном разделе решается ряд задач операционного проектирования технологического процесса - выбор средств технологического оснащения, расчет режимов резания, нормирование операций, разработка карты наладки.

Выбор средств технологического оснащения

В таблицах 2.4 - 2.5 приводятся перечни средств технологического оснащения токарно-револьверных операций.

Таблица 2.4. Средства технологического оснащения 005 операции

Переходы операций	Средства технологического оснащения
Установить заготовку в патрон, закрепить.	ПР: Патрон токарный трехкулачковый 7100-0069 ГОСТ 2675-80
Подрезать торцы 217/180, 180/165 начерно, обточить пов. 180 предварительно	РИ: Резец токарный 2100-2182 ВК6 ГОСТ 26611-85
Расточить отв. 105, 125+0,08, 165, с подрезкой торцев 125+0,08/105, 165/125+0,08 предварительно	РИ: Резец токарный расточной 2145-0555 ВК8 ГОСТ 20874-75
Подрезать торцы 217/180, 180/165 начисто, с припуском под шлифование, обточить пов. 180 окончательно, с образованием фаски 145	РИ: Резец токарный 2100-2182 ВК4 ГОСТ 26611-85
Точить канавку для выхода шлифовального круга	РИ: Резец токарный канавочный 2130-0005 ВК6 ГОСТ 18884-73
Расточить отв. 105, 125+0,08, 165, с подрезкой торцев 125+0,08/105, 165/125+0,08 окончательно, расточить фаску 145 в отв. 125+0,08	РИ: Резец токарный расточной 2145-0555 ВК4 ГОСТ 20874-75
Снять заготовку, очистить от стружки. Контролировать размеры	СИ: Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89

Таблица 2.5. Средства технологического оснащения 010 операции

Переходы операций	Средства технологического оснащения
Установить заготовку в патрон, закрепить	ПР: Патрон токарный трехкулачковый 7100-0069 ГОСТ 2675-80
Подрезать торец 217/105, обточить пов. 217 предварительно	РИ: Резец токарный 2100-2182 ВК6 ГОСТ 26611-85
Подрезать торец 217/105, обточить пов. 217 окончательно с образованием фаски 145	РИ: Резец токарный 2100-2182 ВК4 ГОСТ 26611-85
Снять заготовку, очистить от стружки. Контролировать размеры	СИ: Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89

Расчет режимов резания на токарные операции

Произведем расчет режимов резания по эмпирическим формулам на переходы 005-010 токарно-револьверных операции с ЧПУ.

Рисунок 2.5. Эскиз перехода

Операция 005. Переход 1 - Подрезать торцы 217/180, 180/165 начерно, обточить пов. 180 предварительно. Резец токарный сборный 2100-2182 с пластинкой из твердого сплава ВК6 ГОСТ 26611-85. Эскиз перехода показан на рис. 2.5.

Глубина резания t = 1,7. 3,5 мм.

Расчет ведем по максимальному значению

Оборотную подачу резца выбираем по [10, табл. 11, стр. 266].

s = 0,8. 1,9 мм/об.

Окончательно принимаем s = 1,0 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной T = 30 мин.

Скорость резания рассчитываем по формуле:

, (2.8)

где C_v коэффициент вида обработки, выбираем из [10, табл. 17, стр. 269-270];

m, x, y показатели степени выбираем из [10, табл. 17, стр. 269-270];

коэффициенты, учитывающие особенности материала заготовки и инструмента и состояние обрабатываемой поверхности.

Коэффициент , где n_v выбираем из [10, табл. 2, стр. 262].

n_v = 1,25.

Согласно таблице 1.1, для серого чугуна СЧ 15 HB = 165. Тогда,

.

К_пv = 0,85; K_иv = 1,0; [10, табл. 56, стр. 263].

Тогда .

Выбираем из таблиц оставшиеся коэффициенты

C_v = 243; x = 0,15; y = 0,40; m = 0,20.

Тогда скорость резания

.

Частота вращения шпинделя при точении участка на 200 определим из соотношения

; (2.9)

,

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя равную n_ст = 160 об/мин.

Проведем проверку найденных режимов резания по мощности главного привода станка.

Значение тангенциальной составляющей силы резания определяется по формуле:

(2.10)

где C_p, x, y, n - зависят от вида обработки и выбираются из [10, табл. 22, стр. 273]. Для нашего случая - C_p = 92; x = 1,0; y = 0,75; n = 0;

K_p - поправочный коэффициент, учитывающий специфику конкретной обработки. Данный коэффициент рассчитывается как произведение ряда коэффициентов:

(2.8)

- коэффициенты, учитывающие соответственно свойства обрабатываемого материала, и геометрические параметры (главный угол в плане - , передний угол - , наклона режущей кромки - и радиус при вершине - r).

Значения коэффициентов выбираем по [10, табл. 9,10 и 23].

, n = 0,4.

Тогда .

Значение остальных коэффициентов примем равным единице.

Тогда K_p = 0,945.

Откуда

.

Мощность резания рассчитаем для обработки наиболее нагруженного участка (у периферии) с максимальной скоростью резания по формуле:

(2.11)

.

Данная величина значительно ниже мощности (с учетом КПД) главного привода станка (N_{гл. движ} = 15 кВт), поэтому обработка возможна.

Основное время обработки найдем как

; (2.12)

где l_р.х. длина рабочего хода.

Из схемы обработки (с учетом врезания и перебега) l_р.х. 120 мм.

Тогда

.

Рисунок 2.6. Эскиз перехода

Операция 005. Переход 2 - Расточить отв. 105, 125^+0,08, 165, с подрезкой торцев 125^+0,08/105, 165/125^+0,08 предварительно. Резец токарный расточной 2145-0555 ВК8 ГОСТ 20874-75. Эскиз перехода показан на рис. 2.6.

Колебание глубины резания на переходе составит t = 2,0. 3,5 мм.

Для расчетов примем глубину резания t = 3,0 мм.

Оборотную подачу резца выбираем по [10, табл. 14, стр. 268].

s = 0,25 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной Т = 30 мин.

Скорость резания рассчитываем по формуле (2.8), где значения коэффициентов составляют:

K_v = 0,9; C_v = 292; x = 0,15; y = 0,20; m = 0,20.

Тогда скорость резания при черновом растачивании составит:

.

Частоту вращения шпинделя для найденного значения v при растачивании на среднем диаметре 125 определим по формуле (2.9):

,

Принимаем n = 400 об/мин. Тогда средняя фактическая скорость резания на переходе составит:

Проверку найденных режимов по мощности не нужно, так как ранее рассчитывался более нагруженный режим.

Основное время обработки найдем по формуле (2.12), где длина рабочего хода составит l_р.х. 120 мм.

Тогда

.

Рисунок 2.7. Эскиз перехода

Операция 005. Переход 3 - Подрезать торцы 217/180, 180/165 начисто, с припуском под шлифование, обточить пов. 180 окончательно, с образованием фаски 145. Резец токарный сборный 2100-2182 с пластинкой из твердого сплава ВК4 ГОСТ 26611-85. Эскиз перехода показан на рис. 2.7.

Колебание глубины резания на переходе составит t = 0,4. 0,9 мм.

Для расчетов примем глубину резания t = 0,9 мм.

Оборотную подачу резца выбираем по [10, табл. 14, стр. 268].

s = 0,15 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной Т = 20 мин.

Скорость резания рассчитываем по формуле (2.8), где значения коэффициентов составляют:

K_v = 1,21; C_v = 292; x = 0,15; y = 0,20; m = 0,20.

Тогда скорость резания при чистовом контурном точении составит

.

Частоту вращения шпинделя для найденного значения v при точении детали у периферии определим по формуле (2.9):

,

Принимаем n = 400 об/мин. Тогда максимальная фактическая скорость резания на переходе составит:

Проверку найденных режимов по мощности не нужно, так как обработка чистовая.

Основное время обработки найдем по формуле (2.12), где длина рабочего хода составит l_р.х. 72 мм.

Тогда

.

Операция 025. Переход 4 - Точить канавку для выхода шлифовального круга. Резец токарный канавочный 2130-0005 ВК6 ГОСТ 18884-73.

Глубина резания при точении канавок принимается равной ширине канавки: t = 3,0 мм.

Оборотную подачу резца выбираем по [10, табл. 15, стр. 268].

s = 0,2 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной 30 мин.

Скорость резания рассчитываем по формуле (2.8), где значения коэффициентов:

K_v = 1,0; C_v = 68,5; x = -; y = 0,40; m = 0,20.

Тогда скорость резания составит

.

Частоту вращения шпинделя найдем по формуле (2.9)

,

Принимаем частоту вращения шпинделя равную n_ст = 125 об/мин.

Фактическая скорость резания при этом окажется равной:

Основное время обработки найдем по формуле (2.12), где длина рабочего хода составит l_р.х. 2 мм.

Тогда

.

Рисунок 2.8. Эскиз перехода

Операция 005. Переход 5 - Расточить отв. 105, 125^+0,08, 165, с подрезкой торцев 125^+0,08/105, 165/125^+0,08 окончательно, расточить фаску 145 в отв. 125^+0,08. Резец токарный расточной 2145-0555 ВК4 ГОСТ 20874-75. Эскиз перехода показан на рис. 2.8.

Колебание глубины резания на переходе составит t = 0,5. 0,9 мм.

Для расчетов примем глубину резания t = 0,9 мм.

Оборотную подачу резца выбираем по [10, табл. 14, стр. 268].

s = 0,15 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной Т = 30 мин.

Скорость резания рассчитываем по формуле (2.8), где значения коэффициентов составляют:

K_v = 1,1; C_v = 292; x = 0,15; y = 0,20; m = 0,20.

Тогда скорость резания при чистовом растачивании составит:

.

Частоту вращения шпинделя для найденного значения v при растачивании на среднем диаметре 125 определим по формуле (2.9):

,

Принимаем n = 630 об/мин. Тогда средняя фактическая скорость резания на переходе составит:

Проверку найденных режимов по мощности не нужно, так как обработка чистовая.

Основное время обработки найдем по формуле (2.12), где длина рабочего хода составит l_р.х. 60 мм.

Тогда

.

Операция 010. Переход 1 - Подрезать торец 217/105, обточить пов. 217 предварительно. Резец токарный сборный 2100-2182 с пластинкой из твердого сплава ВК6 ГОСТ 26611-85.

Условия обработки на данном переходе сходны с первым переходом 005 операции, поэтому можно принять уже рассчитанные режимы резания.

t = 3,5 мм; s = 1,0 мм/об; v = 103 м/мин; n = 160 об/мин; l_р.х. 75 мм; t_o = 0,47 мин.

Операция 010. Переход 2 - Подрезать торец 217/105, обточить пов. 217 окончательно с образованием фаски 145. Резец токарный сборный 2100-2182 с пластинкой из твердого сплава ВК4 ГОСТ 26611-85.

Условия обработки на данном переходе сходны с третьим переходом 005 операции, поэтому можно принять уже рассчитанные режимы резания.

t = 0,9 мм; s = 0,15 мм/об; v = 251 м/мин; n = 400 об/мин; l_р.х. 75 мм; t_o = 1,25 мин.

Расчет норм времени на токарные операции с ЧПУ

Произведем расчет норм времени на 005-010 токарные операции с ЧПУ.

Штучно-калькуляционное время на операцию выражается формулой:

(2.13)

где Т_п.з. - подготовительно заключительное время, мин;

(2.14)

Т_п.з.1, Т_п.з.2, Т_п.з.3 - суммарные временные затраты на получение наряда, чертежа, технологической документации в начале смены и сдачи в конце смены, инструктаж, установку рабочих органов в нулевое положение, установку перфоленты, обработку пробной детали и пр. Согласно [9] для обеих операций принимаем

Т_п.з.2 рассчитаем как сумму времен на подготовительно-заключительные переходы из [9, табл. 12-14 стр. 606-611].

= 4 + 2 + 7 + 2 + 2 +2,5 = 19,5 мин.

Т_п.з.3 = Т_шт.

где Т_шт - штучное время на операцию, мин;

Норма штучного времени на операцию определяется по формуле

(2.15)

где t_в.у. - вспомогательное время на установку и снятие детали, мин. Так как зажим заготовки осуществляется в механизированный трехкулачковый патрон, то принимаем = 0,2 мин.

Т_о - суммарное основное время на операцию, мин. Согласно проведенному расчету режимов резания:

;

Т_в.р. - вспомогательное время, связанное с обработкой поверхности, для выполнения ручной работы, не включаемого в программу, мин. Данное время будет складываться из времен на включение и выключение станка, пульта лентопротяжного механизма, отвод оградительно щитка станка, подвод инструмента в исходное положение и пр. Из [9, табл. 16, стр. 618 - 619] определяем:

.

Т_м.в. - машинно-вспомогательное время, относящееся к автоматической работе станка, мин. По [9, табл. 12, стр. 605 - 608] определяем:

.

Т_обл. - время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности, мин. Время рассчитывается из соотношения:

 (2.16)

где а - величина, принятая для обслуживания рабочего места, отдых и личные надобности в процентах к оперативному времени - для токарного станка выбранной модели a = 10%;

Т_оп - оперативное время на операцию, мин определяется из соотношения:

. (2.17)

.

.

Тогда штучные времена на операции составят:

.

Число деталей в партии при 4 переналадках оборудования смену принимаем по [9, табл. 11, стр. 604] равной n_д = 15 шт.

По формуле (2.14) подготовительно-заключительные времена на операции составит:

= 25 + 19,5 + 6,4 = 50,9 мин.

= 25 + 19,5 + 3,3 = 47,8 мин.

Штучно-калькуляционные времена на операции составят:

;

.

Программирование обработки на станках ЧПУ в EdgeCAM 10.5



Описание программного комплекса EdgeCAM 10.5

EdgeCAM - это интеллектуальная CAM-система от компании Pathtrace Technology для разработки управляющих программ для станков с ЧПУ токарной, фрезерной и электроэрозионной групп.

Программа EdgeCAM является отличным решением, которому доверяют ведущие разработчики САПР. Компания Autodesk провозгласила Pathtrace ведущим в мире партнером по CAM-системам.

Программа имеет единую графическую среду для проектирования деталей и моделирования технологии обработки. Представлены возможности каркасного, поверхностного и твердотельного моделирования.

Пакет работает независимо от используемой системы САПР. Вместе с тем существует возможности тесной интеграции с AutoCAD, Autodesk Inventor, Parasolid, SolidWorks, Solid Edge, Pro/Desktop и Pro/Engineer, а также целого ряда других CAD-систем (включая российские КОМПАС и T-Flex). Это позволяет производить загрузку моделей без конвертации и полностью исключает вероятности потери и искажения данных при передаче.

Изменение геометрии модели в САПР приводит к автоматическому пересчету траектории обработки в EdgeCAM.

EdgeCAM имеет подсистему визуализации, позволяющую воспроизводить процесс обработки на экране и осуществлять контроль зарезов и столкновений.

В программе существует более 3500 постпроцессоров для различного оборудования. Программа имеет встроенную библиотеку инструментов с возможностью ее пополнения и редактирования, а также прямой интеграцией с электронным каталогом инструментов Sandvik - CoroGuide.

Помимо основного модуля EdgeCAM программный продукт содержит и ряд дополнительных, среди которых необходимо отметить следующие:

Ш EdgeCAM Part Modeller - CAD-система для создания несложных моделей, используемых в EdgeCAM.

Ш EdgeCAM's Technology Assistant - предназначен для создания и редактирования свойств обрабатываемых и инструментальных материалов для последующего автоматического расчета режимов резания в EdgeCAM;

Ш EdgeCAM's ToolStore - предназначен для быстрого создания и редактирования баз данных инструментов, имеющихся в наличии на производстве и доступных для использования в EdgeCAM.

Ш EdgeCAM's ToolKit Assistant - предназначен для управления инструментальной базой данных ToolStore для более эффективного проектирования технологических операций и разработки УП.

Ш EdgeCAM Code Wizard - предназначен для создания постпроцессоров, используемых для генерации УП в EdgeCAM.

Ш и пр.

Программа работает в двух режимах: проектирования и обработки.

Режим проектирования предназначен для создания, импорта, редактирования геометрических элементов детали и заготовки. Рабочее окно программы EdgeCAM для режима проектирования представлено на рис. 2.9.

В графическом окне отображается следующие элементы:

· заготовка (созданная или импортированная из CAD-системы);

· деталь (если она импортируется из CAD-системы);

· геометрические построения (линии, окружности, кривые);

· элементы (распознанные или созданные в ручную поверхности, контуры и пр. элементы детали подлежащие обработке);

· глобальная и локальная системы координат;

Панели инструментов предназначены для управления графическим видом и создания и редактирования геометрии и создания контуров обработки.

Переключение между режимами проектирования / обработки осуществляется при выборе соответствующей иконки в правом верхнем углу.

Рисунок 2.9. Рабочее окно программы EdgeCAM в режиме проектирования

Рисунок 2.10. Рабочее окно программы EdgeCAM в режиме обработки

На рис. 2.10 показано рабочее окно программы для режима обработки. При переходе в этот режим изменяются некоторые инструментальные панели, добавляются новые вкладки.

В графическом окне режима обработки отображаются инструменты и их траектории, а при запуске имитации обработки - можно посмотреть перемещения инструментов в динамике. В новой вкладке «Последовательность переходов» отображается последовательность спроектированных операций, основных и вспомогательных переходов.

Проектирование операций, циклов и переходов осуществляется интерактивно в диалоговом режиме. Диалоговое окно появляется после нажатия соответствующей кнопки на панели инструментов или выборе пункта в верхнем меню программы.

Моделирование заготовки для 005 токарной операции с ЧПУ

Моделирование заготовки необходимо производить для каждой операции обработки детали.

Для 005 операции требуется выполнить полный комплекс этапов по созданию заготовки и редактированию обрабатываемых элементов детали. В дальнейшем в качестве модели заготовки можно воспользоваться уже обработанными заготовками на предыдущих операциях.

а) б)

в)

Рисунок 2.11 - Заготовка-отливка, созданная в EdgeCAM

а) трехмерная stl-модель заготовки-отливки; б) диалоговое окно задания свойств материала; в) заготовка в новой системе координат (токарной XZ)

На рис. 2.11 показана модель заготовки для 005 операции.

Проектирование переходов 005 токарной операции с ЧПУ

При переходе от режима проектирования к режиму обработки необходимо выбрать станок и систему ЧПУ, а также используемый комплект инструментов, закрепленный за данным станком.

Для проектирования основных переходов обработки детали на операции достаточно создать геометрические построения, с помощью которых можно однозначно задать обрабатываемые контуры и далее, воспользовавшись мастером токарных операций, подробно охарактеризовать особенности проектируемого перехода.

а) б) в)

г) д)

е)

Рисунок 2.12. Этапы проектирования перехода чернового точения

а) выбор контура обработки, указание точки старта и начала цикла; б) диалоговое окно задания общих параметров обработки; в) диалоговое окно задания выбора режущего инструмента; г) диалоговое окно задания параметров черного перехода и режимов резания; д) траектория движения режущего инструмента; е) совокупность спроектированных технологических приемов

На рис. 2.12 представлены диалоговые окна программы EdgeCAM, используемые при проектировании первого перехода - чернового точения нескольких наружных поверхностей (контура).

На рис. 2.13 показаны фрагменты имитации всех спроектированных переходов.

а)б) в) г)

д)

Рисунок 2.13. Фрагмент имитации обработки на 005 операции

а) черновая наружная обработка; б) черновая внутренняя обработка; в) чистовая наружная контурная обработка; г) обработка канавки для выхода шлифовального круга; д) чистовая внутренняя контурная обработка

Проектирование переходов 010 токарно-револьверной операции с ЧПУ

Моделью заготовки для 010 операции служит stl-модель, полученная после выполнения всех переходов 005 токарно-револьверной операции.

На рис. 2.14 показана 3D-модель заготовки с новой системой координат, и фрагменты имитации обработки на 010 токарной операции с ЧПУ.

а) б) в)

Рисунок 2.14. Заготовка фланца и ее обработка на 010 токарно-револьверной операции с ЧПУ

а) импортированная через формат stl модель заготовки в новой системе координат; б) черновая наружная обработка заготовки; в) чистовая наружная контурная обработка заготовки

Проектирование переходов 015 сверлильной операции с ЧПУ

Моделью заготовки для 015 операции служит stl-модель, полученная после выполнения всех переходов 010 токарно-револьверной операции.

На рис. 2.15 показана 3D-модель заготовки с новой системой координат. На рис. 2.16 показаны фрагменты имитации обработки на 015 сверлильной операции с ЧПУ.

Рисунок 2.15. Заготовка для 015 операции (stl-модель)

а) б)

в) г)

д) е)

ж)

Рисунок 2.16. Фрагменты имитации обработки на 015 операции

а) центрование 7-ми отв.;

б) сверление 4-х отв. 9;

в) сверление отв. 5;

г) сверление 2-х отв. под резьбу K1/4'';

д) зенкование фасок в отв. K1/4'';

е) развертывание 2-х отв. под резьбу K1/4'';

ж) нарезание резьбы K1/4'' в 2-х отв

На рис. 2.17 показана трехмерная модель детали после выполнения лезвийной обработки.



Рисунок 2.17. 3D-модель детали, полученная после выполнения лезвийной обработки

На рис. 2.18 показаны сводные данные о спроектированных приемах на трех операциях с ЧПУ.

а)

б)

в)

Рисунок 2.18. Технологические приемы операций с ЧПУ, спроектированные в EdgeCAM

2.7 Заполнение комплекта технологической документации с помощью модуля Adem TDM

Структура системы Adem TDM состоит из двух частей: подсистемы ввода данных и подсистемы формирования документов. Подсистема ввода данных позволяет оформлять диалоги при настройке системы и полуавтоматически заполнять поля диалога в процессе ее работы.

В рамках модуля ADEM TDM реализован САПР проектирования техпроцессов механообработки. Назначение данного модуля следующее:

1. Накопление, редактирование и хранение исходной информации, необходимой для формирования документации.

2. Взаимодействие с другими модулями системы ADEM для создания эскизов и разработки УП.

3. Извлечение нормативно-справочной информации из таблиц баз данных. Имеется возможность извлекать данные из БД, разработанных с помощью СУБД различного типа: FoxPro, MS Access, Paradox и др.

4. Формирование документации, т.е. получение всех необходимых при проектировании техпроцесса технологических документов.

5. Просмотр результатов формирования. Для удобства просмотра, по желанию пользователя, составные части документации могут быть рассортированы по группам.

Таким образом, ADEM TDM позволяет быстро, удобно и качественно проектировать технологические процессы, и получать все, регламентируемые ГОСТом, технологические документы.

На рис. 2.19 показан интерфейс модуля TDM программы Adem.

Рисунок 2.19. Рабочее окно программы Adem TDM

Технологический процесс в системе ADEM TDM представляется в виде структурированного дерева (см. рис. 2.20).

Проектирование нового технологического процесса начинается с создания объекта на первом уровне (Общие данные). Далее формируется маршрут техпроцесса, т.е. создаются объекты 2, 3 и 4 уровней (Операции, Переходы, Оснастка,….). При создании объектов используются классификаторы операций, переходов, библиотека типовых фрагментов, каталоги оборудования и оснастки. В пределах каждой операции назначаются рекомендуемые режимы резания с возможностью редактирования и пересчета параметров, производится попереходное и пооперационное нормирование. Нормирование может производиться двумя способами: на основании рассчитанных режимов обработки или по нормативам неполного штучного времени. Параллельно с формированием маршрута обработки могут создаваться операционные эскизы с помощью модуля системы ADEM CAD. Проектирование операционных эскизов может производиться как на основе конструкторского чертежа детали, так и самостоятельно.

Рисунок 2.20. Дерево технологического процесса обработки фланца

Сформированный комплект технологической документации приведен в приложении.

Список литературы

1. Махов А.А. Проектирование многоцелевых фрезерных операций с ЧПУ с помощью EdgeCAM. - Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Технологическая информатика», - ЕТИ МГТУ «Станкин», 2006, 12 стр.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. Т 1 - 656 с., ил.; Т 2 - 656 с., ил.

3. Справочная система программы EdgeCAM 10.5

4. Электронные учебные пособия по EdgeCAM

5. T-Flex 9.0 Справочная системы программы

Размещено на Allbest.ru

...