Курсовой проект-Разработка управляющей программы для станка 16К20Ф3 УЧПУ Электроника НЦ-31

Анкин курсач.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “МАМИ”
Факультет: «Механико-технологический»
Кафедра: «Автоматизированные станочные системы и инструмент»
“Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП”
Студент: Группа:8-МИС-8
Технологическая подготовка управляющей программы .4
1Выбор технологического оборудования 4
2Выбор системы УЧПУ .5
3Эскиз заготовки обоснование метода ее получения 6
4Выбор инструмента ..7
5Технологический маршрут обработки детали 11
6Назначение режимов обработки .. 13
Математическая подготовка управляющей программы 20
2Управляющая программа .22
Выводы по работе ..25
Список используемой литературы . ..26
В настоящее время широкое развитие получило машиностроение. Его развитие идет в направлениях существенного повышения качества продукции сокращения времени обработки на новых станках за счет технических усовершенствований.
Современный уровень развития машиностроения предъявляет следующие требования к металлорежущему оборудованию:
-высокий уровень автоматизации;
-обеспечение высокой производительности точности и качества
выпускаемой продукции;
-надежность работы оборудования;
-высокая мобильность обусловлена в настоящее время быстросменностью объектов производства.
Первые три требования привели к необходимости создания специализированных и специальных станков-автоматов а на их базе автоматических линий цехов заводов. Четвертая задача наиболее характерная для опытного и мелкосерийного производств решается за счет станков с ЧПУ.
Процесс управления станком с ЧПУ представляется как процесс передачи и преобразования информации от чертежа к готовой детали.
Основной функцией человека в данном процессе является преобразование информации заключенной в чертеже детали в управляющую программу понятную ЧПУ что позволит управлять непосредственно станком таким образом чтобы получить готовую деталь соответствующую чертежу.
В данном курсовом проекте будут рассматриваться основные этапы разработки управляющей программы: технологическая подготовка программы и математическая подготовка. Для этого на основе чертежа детали будут выбраны: заготовка система ЧПУ технологическое оборудование.
Технологическая подготовка управляющей программы.
1. Выбор технологического оборудования.
Для обработки данной детали выбираем токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3Т02. Данный станок предназначен для токарной обработки деталей тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилями за один или несколько рабочих ходов в замкнутом полуавтоматическом цикле. Кроме того в зависимости от возможностей устройства ЧПУ на станке можно нарезать различные резьбы. Станок используется для обработки деталей из штучных заготовок с зажимом в механизированном патроне и поджимом при необходимости центром установленном в пиноли задней бабки с механизированным перемещением пиноли.
Технические характеристики станка:
Наименование параметра
Наибольший диаметр обрабатываемого детали:
Диаметр прутка проходящего через отверстие
Число частот вращения шпинделя
Пределы частот вращения шпинделя
Пределы рабочих подач:
Скорость быстрых ходов:
Дискретность перемещений:
2 Выбор системы УЧПУ
Устройство УЧПУ – часть системы ЧПУ предназначена для выдачи управляющих воздействий исполнительным органом станка в соответствии с управляющей программой.
Числовое программное управление (ГОСТ 20523-80) станком – управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе в которой данные заданы в цифровой форме.
-позиционно-контурное (комбинированное);
При позиционном управлении (Ф2) перемещение рабочих органов станка происходит в заданные точки при чем траектория перемещения не задается. Такие системы позволяют обработать только прямолинейные поверхности.
При контурном управлении (Ф3) перемещение рабочих органов станка происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки. Такие системы обеспечивают работу по сложным контурам в том числе криволинейные.
Комбинированные системы ЧПУ работают по контрольным точкам (узловым) и по сложным траекториям.
Адаптивное ЧПУ станком обеспечивает автоматическое приспосабливание процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям.
Деталь рассматриваемая в данной курсовой работе имеет криволинейную поверхность (галтель) следовательно первая система ЧПУ здесь не применятся. Возможно использование последних трех систем ЧПУ.
С экономической точки зрения целесообразно в данном случае использовать контурное или комбинированное ЧПУ т.к. они менее дороги чем остальные и в то же время обеспечивают необходимую точность обработки.
В данном курсовом проекте была выбрана система УЧПУ «Электроника НЦ-31» которая имеет модульную структуру что позволяет увеличивать число управляемых координат и предназначено в основном для управления токарными станками с ЧПУ со следящими приводами подач и импульсными датчиками обратной связи.
Устройство обеспечивает контурное управление с линейно-круговой интерполяцией. Управляющая программа может вводиться как непосредственно с пульта(клавиатуры) так и с кассеты электронной памяти.
3. Эскиз заготовки обоснование метода ее получения.
В данной курсовой работе условно принимаем тип производства рассматриваемой детали как мелкосерийный. Поэтому в качестве заготовки для детали выбран пруток диаметра 95 мм простого сортового проката (круглого профиля) общего назначения из стали 45 ГОСТ 1050-74 с твердостью
Простые сортовые профили общего назначения используется для изготовления гладких и ступенчатых валов станков диаметром не более 50 мм втулок диаметром не более 25 мм рычагов клиньев фланцев.
На заготовительной операции втулок нарезается в размер 155 мм затем на фрезерно-центровальном станке торцуется в размер 145 мм и здесь же одновременно выполняются центровые отверстия. Поскольку при установке детали в центрах происходит совмещение конструкторской и технологической базы а погрешность в осевом направлении мала то ей можно пренебречь.
Чертеж заготовки после фрезерно-центровальной операции представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – чертеж заготовки
4 Выбор инструмента [1]
Для обработки основных поверхностей черновой и чистовой выбираем правый проходной резец с механическим креплением пластины DNMG110408 из твердого сплава GC1525 и прижимом повышенной жесткости (рис. 2).
Рисунок 2 – правый проходной резец
Для прорезания канавок выбираем отрезной сборный резец с пластинами N151.2-400-30 из твердого сплава GC1525 (рис. 3).
Рисунок 3 – сборный отрезной резец
Для сверления заданного отверстия выбираем сверло из твердого сплава GC1220 для сверления под резьбу M10 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 4).
Для рассверливания заданного отверстия выбираем сверло из твердого сплава GC1220 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 5).
Для выполнения внутренней резьбы M10×1 выбираем метчик
ГОСТ 3266-81 из быстрорежущей стали с винтовыми канавками (рис.5).
5.Технологический маршрут обработки.
Технологический маршрут обработки детали должен содержать наименование и последовательность переходов перечень обрабатываемых на переходе поверхностей и номер используемого инструмента.
Операция 010 Заготовительная. Прокат. Отрезать заготовку 95 мм в размер
5 мм выполнять центровые отверстия до 8 мм.
Операция 020 Фрезерно-центровальная. Фрезеровать торцы в размер 145 мм.
Операция 030 Токарная: установить заготовку в переднем ведущем и заднем
вращающемся центрах.
Точить предварительно:
конус 30 мм до 40 мм до длины 30 мм от торца заготовки
мм от длины 30 мм на длину 30 мм от торца заготовки
конус 40 мм до 60 мм от длины 60 мм до длины 75 мм от торца заготовки
мм от длины 75 мм до длины 85 мм от торца заготовки
мм до 70 по дуге радиусом 15 мм от длины 85 мм от торца заготовки
мм от длины 100 мм до длины 120 мм от торца заготовки
мм до 80 мм на длине 120 мм от торца заготовки
мм до 90 мм по дуге радиусом 15 мм от длины от длины 120 мм от торца заготовки
мм от длины 135 мм до длины 145 мм от торца заготовки
Оставить припуск на чистовую обработку 05 мм на сторону
Точить окончательно по переходу 1:
Точить прямоугольную канавку шириной 10 мм с диаметра 40 до диаметра 30 мм на расстоянии 50 мм от торца заготовки.
Сверлить отверстие 9 глубиной 40 мм.
Рассверлить отверстие с 9 до 20 до глубины 15 мм.
Нарезать резьбу метчиком М10×1 на глубину 30 мм.
Операция 040 Промывочная.
Операция 050 Термическая.
Операция 060 Шлифовальная.
Операция 070 Контрольная.
6 Назначение режимов обработки
Переход 1 – черновое точение
Определение длины рабочего хода L = 145 мм.
Глубину резания при предварительном точении стали проходным резцом с твердосплавной пластиной выбираем t = 25 мм.
При точении стали и глубине резания t = 25 мм выбираем подачу S = 06 ммоб.
Стойкость инструмента Т = 45 мин.
Сv = 350 x = 015 y = 035 m = 02 ([4] табл. 17 стр. 269)
КMV = 08 ([4] табл. 4 стр. 263)
КПV = 08 ([4] табл. 5 стр. 263)
КИV = 1 ([4] табл. 6 стр. 263)
Число оборотов шпинделя.
где: Ср = 300 х = 1 у = 075 n = -015 ([4] табл. 22 стр. 273)
([4] табл. 9 стр. 264)
Переход 2 – чистовое точение
Глубину резания при предварительном точении стали проходным резцом с твердосплавной пластиной выбираем t = 05 мм.
При точении стали и глубине резания t = 05 мм выбираем подачу S = 03 ммоб.
Стойкость инструмента Т = 60 мин.
Переход 3 – точение канавок
Определение длины рабочего хода L = 10 мм.
При нарезании канавок глубина резания равна длине лезвия резца
При точении стали и глубине резания t = 4 мм выбираем подачу S = 01 ммоб.
Сv = 420 x = 015 y = 02 m = 02 ([4] табл. 17 стр. 269)
Переход 1 – сверление отверстия
Определение длины рабочего хода L = 40 мм.
При сверлении глубина резания t = 05×D где D – диаметр отверстия.
При диаметре сверла D = 9 мм и обрабатываемом материале сталь 45 с НВ = 207 215 подача S = 022 ммоб ([4] табл. 25 стр. 277).
Сv = 98 q = 04 y = 05 m = 02 ([4] табл. 28 стр. 278)
Осевая сила и крутящий момент.
Крутящий момент при сверлении определяется по формуле:
СM = 00345 q = 20 y = 08 ([4] табл. 32 стр. 281)
Поправочный коэффициент KP = KMP где KMP – коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые параметры.
Осевая сила при сверлении определяется по формуле:
СР = 68 q = 10 y = 07 ([4] табл. 32 стр. 281)
Переход 2 – рассверливание отверстия
Определение длины рабочего хода L = 15 мм.
При рассверливании глубина резания t = 55 мм.
При диаметре сверла D = 20 мм и обрабатываемом материале сталь 45 с НВ = 207 215 подача S = 038 ммоб ([4] табл. 25 стр. 277).
Сv = 162 q = 04 х = 02 y = 05 m = 02 ([4] табл. 29 стр. 279)
СM = 009 q = 10 х = 09 y = 08 ([4] табл. 32 стр. 281)
СР = 67 x = 12 y = 065 ([4] табл. 32 стр. 281)
Поправочный коэффициент KP = KMP где KMP – коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые параметры.
Переход 3 – нарезание внутренней резьбы метчиком
Метчики плашки и резьбовые головки работают с подачей равной шагу резьбы S = 1 ммоб.
При нарезании метрической резьбы метчиками скорость резания определяется по формуле:
Сv = 648 q = 12 y = 05 m = 09 ([4] табл. 29 стр. 279)
КMV = 1 ([4] табл. 4 стр. 263)
КПV = 1 ([4] табл. 5 стр. 263)
Крутящий момент при нарезании резьбы метчиками.
Крутящий момент определяется по формуле:
СM = 0027 q = 14 y = 15 ([4] табл. 51 стр. 298)
Поправочный коэффициент KP = KMP где KMP – коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые параметры KP = KMP = 1.
Математическая подготовка управляющей программы.
Управляющая программа для станка с ЧПУ – это совокупность элементарных команд исполнительным механизмам станка записанных в кодированном виде и в технологической последовательности обработки детали. Причем вид элементарных команд зависит от типа системы ЧПУ и кодового языка или языка программирования принятого для данной системы.
Значения символов адресов в УЧПУ НЦ - 31:
М3 – задание направления вращения шпинделя по часовой стрелке
М4 – задание направления вращения шпинделя против часовой стрелки
М38 – первый диапазон вращения шпинделя
М39 – второй диапазон вращения шпинделя
М40 – третий диапазон вращения шпинделя
G97 – скорость вращения шпинделя в обмин
G96 – скорость вращения шпинделя в ммин
G94 – подача в мммин
* - связывание 2 строчек
- относительное перемещение
S – скорость главного движения (численное значение частоты вращения шпинделя)обмин
F – числовое значение подачи ммоб
T – номер инструмента
P – шаг резьбы координаты центра дуги окружности относительно конечной точки дуги ширина канавочного резца
X – перемещение по оси Х в абсолютных значениях
Z – перемещение по оси Z в абсолютных значениях
Х – перемещение по оси Х в абсолютных значениях
M30 – конец программы
G75 – многопроходной цикл нарезания цилиндрических канавок
G33 – цикл нарезания резьбы метчиком
G31 – цикл многопроходного резьбонарезания
2 Разработка управляющей программы
В данной курсовой работе была разработана управляющая программа для обработки детали на станке 16К20Ф3Т02 оснащенном устройством ЧПУ
Для этого станка были предложены режущие инструменты обеспечивающие получение детали заданной формы размеров и качества поверхностей.
Проведенные расчеты режимов резания показали что выбранное технологическое оборудование (ст. 16К20Ф3Т02) по своим технологическим характеристикам удовлетворяет всем требованиям.
Список используемой литературы:
Конспект лекций по курсу «Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП» А.В. Анкин.
Методические указания к курсовому проектированию по курсу «Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП» А.В. Анкин – 2-е издание Москва МГТУ «МАМИ» 2010 год.
«Справочник технолога-машиностроителя» том 2 А.Г. Косилова Р.К. Мещерякова Москва 1985 год.

Наладка4.cdw

Рассверлить отверстие
Программированная обработка на станках с ЧПУ

Наладка2.cdw

Точить прямоугольную канавку шириной 10 мм
мм на расстоянии 50 мм от
Программированная обработка на станках с ЧПУ

ЧертежА1.cdw

Программированная обработка на станках с ЧПУ
Лист технологический
Сводная таблица режимов резания
Управляющая программа

Наладка5.cdw

Нарезать резьбу метчиком М10*1
Программированная обработка на станках с ЧПУ

заготовка.frw

Наладка3.cdw

Моя деталь.cdw

Материал сталь 45 ГОСТ 1050-74
Твердость НВ 207 215
Неуказанные предельные отклонения размеров: охватывающих +IT2
остальных IT2 по 10 квалитету точности СТ СЭВ 144-75

Наладка1.cdw

Точить контур предварительно правым
проходным резцом согласно указанным размерам.
Оставить припуск на чистовую обработку 0
Точить контур окончательно правым резцом согласно
Программированная обработка на станках с ЧПУ

заготовка2.frw