Составление техпроцесса и управляющей программы обработки детали для станка с ЧПУ с использованием пакета NX7.5

ЕВСТИГНЕЕВ_КИСЕЛЕВ_АБРИКОСОВА.doc

За сравнительно короткий срок станки с ЧПУ зарекомендовали себя как эффективное автоматизированное оборудование позволяющее достигнуть высоких технических и экономических показателей решить ряд важных социальных задач. Основные преимущества производства с помощью станков с ЧПУ по сравнению с производством использующим универсальные станки с ручным управлением следующие:
-сокращение основного и вспомогательного времени изготовления деталей;
-повышение точности обработки;
-простота и малое время переналадки;
-возможность использования менее квалифицированной рабочей силы и сокращение потребности в высококвалифицированной рабочей силе;
-возможность применения многостаночного обслуживания;
-снижение затрат на специальные приспособления;
-сокращение цикла подготовки производства новых изделий и сроков их поставки;
-концентрация операций что обеспечивает сокращение оборотных средств в незавершенном производстве а также затрат на транспортирование и контроль деталей;
-уменьшение числа бракованных изделий по вине рабочего.
Опыт показывает что наибольший экономический эффект дает изготовление на станках с ЧПУ сложных деталей в том числе из труднообрабатываемых материалов повышенной точности требующих выполнения многих технологических операций.
Качество работы выполненной продукции зависит от правильной эксплуатации и качественного ремонта электрооборудования.
Целью данной работы является освоение навыков проектирования деталей и составления управляющих программ и технологических процессов для станков с ЧПУ с помощью ЭВМ и нового программного обеспечения (Unigraphics 7.5 КОМПАС 3D ВЕРТИКАЛЬ).
Производственная программа выпуска изделий. Тип производства и форма его организации
Производственная программа характеризуется номенклатурой и годовой программой выпуска объектов производства и указывается в задании на курсовую работу:
- номенклатура объектов производства – одно наименование;
- годовая программа выпуска – 10 штук;
- продолжительность выпуска – 2 года.
В данном случае тип производства определяем ориентировочно исходя из массы заготовки и программы выпуска. Согласно табл. 2.1 [1] производство – единичное.
Принимаем двусменный режим работы при 5-и дневной 40 часовой рабочей неделе.
Определяем месячную программу выпуска [2]:
Пмес= 1012 = 0.8 шт.
Определяем суточную программу выпуска по формуле [2]:
где 252 – среднее число рабочих дней в году;
Пс= 10252 = 0.039 шт.
Определяем программу запуска [2]:
где α – 3; 6; 12; 24 и 48 дней
Пз= 48 * 0.039 = 1.9 шт.
Ввиду того что производство единичное применение поточных линий нецелесообразно принимаем непоточную форму организации производства сборки. Непоточное производство сборки характеризуется тем что сборка изделий осуществляется на различных рабочих местах не связанных между собой транспортными системами. На одном рабочем месте могут выполняться разнообразные операции с различными деталями. В таком производстве работают как правило высококвалифицированные рабочие.
Технологический процесс изготовления основания КИВШ. 733 557.025
1. Анализ и разработка технических требований к основанию КИВШ. 733557.025
Исходным документом для разработки технических требований на корпус патрона является его рабочий чертеж. Также технические требования зависят от назначения детали.
Данная деталь предназначена для закрепления прибора в приборной доске авиатехники. Требования к точности наружной поверхности невысокие важное значение здесь имеет центральное отверстие.
Исходя из служебного назначения основания производим анализ технических условий имеющихся на чертеже разрабатываем технические условия которые должны быть введены дополнительно для выполнения основанием его служебного назначения [4].
Допуск радиального биения поверхностей К Л И М (рис.2) не более 002 мм относительно общей оси.
Несоблюдение данного требования приведет к нарушению соосности деталей в сборке и несоблюдению технических требований.
2. Отработка основания КИВШ. 733557.025 на технологичность
Учитывая тип производства годовую программу выпуска корпуса а также то что данная конструкция – основание является оптимальной с точки зрения технологичности так как его обработка выполняется программно и не является массовым изделием. Поэтому в отработке на технологичность изделие не нуждается.
Размеры и поверхности изделия имеют экономически и конструктивно обоснованные оптимальные точность и шероховатость. Форма и размер корпуса соответствуют требованиям технологии изготовления хранения и транспортирования. При детальном анализе основания не было выявлено нетехнологичных элементов.
Заготовка и метод ее получения
От правильности выбора заготовки зависят экономические затраты материала на изделие и возможность построения наиболее рационального технологического процесса изготовления детали. Способ получения заготовки определяется служебным назначением и конструкцией детали её материалом техническими требованиями программой выпуска и типом производства. Окончательное решение по выбору метода получения заготовки выносится на основе сравнения величины себестоимости изготовления детали.
Расчёт выбора заготовки производим с помощью ЭВМ по программе "SAPR" (приложение 1).
Стоимость приведенных затрат детали из проката вычисляется по формуле:
Сп = Сс – Со + Сч= 48 – 090 + 54 = 1011 р (4)
Сс – себестоимость заготовки Сс = 48 р (приложение 1);
Со – стоимость отходов Со = 090 р (приложение 1);
Сч – стоимость черновой обработки Сч = 54 р (приложение 1).
На основе полученных данных расчёта на ЭВМ (см. приложение 1) наименьшей массы заготовки коэффициент использования материала стоимость черновой обработки и стоимость отходов в качестве метода получения заготовки выбираем – прокат (круг).
Рис.1. Эскиз заготовки
Методы обработки поверхностей заготовки
В зависимости от требований предъявляемых к точности размеров формы относительного расположения и шероховатости поверхностей детали с учетом ее размеров конструкции выбираем следующие методы обработки поверхностей заготовки (табл.1).
№ поверх-ности (Рис.2)
Варианты маршрута обработки
Цилиндрическая наружная плоская
Плоская цилиндрическая внутренняя и наружная
Цилиндрическая внутренняя
Плоская и криволинейная пазы сквозные
Сверление резьбонарезание
Маршрутный технологический процесс изготовления основания КИВШ. 733557.025
На основании требований предъявляемых к точности размеров формы относительного расположения и шероховатости поверхностей детали с учетом ее размеров конструкции ориентируясь на таблицы средней экономической точности различных методов обработки [3] составим маршрутный технологический процесс изготовления основания и рабочую программу для обработки на токарном центре с ЧПУ. Выбор технологических баз и сам технологический процесс представлен в графической части курсового проекта (см. лист 1).
Маршрутный технологический процесс изготовления корпуса представлены в табл. 2.
Порядковые номера обрабатываемых поверхностей приведены на рис.2.
Маршрутный технологический процесс обработки заготовки корпуса
Наименование и содержание операции
Токарный обрабатывающий центр QTN 300
Сверлить отверстие 9 предварительно
Точить пов. 9 до по программе
Рассверлить отв. 20 до 19
Переустановить заготовку
Рассверлить отв. 24 27
Собрать с деталями КИВШ 741354.016 КИВШ 713343.010 КИВШ 741354.017 КИВШ 715333.023 КИВШ 71533.051
Расточить пов. 8 окончательно в сборке
Нанести отметки (4 шт.) заводской номер
Оксидировать кроме пов. М
Выбор стартовых условий резания
Выбираем стартовые условия резания для операции 17 для токарного обрабатывающего центра QTN300 с мощностью двигателя 26 кВт.
Сначала необходимо зачислить обрабатываемый материал в одну из шести групп по табл. 1 [9]: алюминиевый сплав Д16 по стандарту ISO принадлежат к группе N (цветные сплавы);
Согласно табл. 3 [9] с учетом типа обрабатываемой поверхности (ступенчатая внутренняя) и сорта (алюминиевый сплав) выбираем тип обрабатывающего инструмента – фрезу концевую SAP15D с пластинами из материала марки 5026 (ISO);
Далее отнесем данную операцию в группу в соответствии с характером операции:
Легкое фрезерование – один перерыв за оборот фрезы благоприятные условия захвата предварительно обработанная поверхность или поверхность поковок проката без больших дефектов и неровностей. Диапазон fz = 01 - 025 ммзуб глубина резания аР2 мм [9];
В таблице 8а – 13а [9] для выбранной группы обрабатываемых материалов для заранее выбранного инструмента комбинацию «материал + исполнение режущей кромки»: для легкого режима резания и группы цветных сплавов режим резания имеет обозначение 8016-Е форма СРП – SEER с главным углом в плане 450. Рекомендуемый диапазон подач для легкого фрезерования 01 – 030 ммоб;
В таблицах 6b – 11b [9] выбираем стартовую скорость резания согласно типу инструмента и типу операции V30 = 650 ммин;
Таблицы 6b – 11b [9] дополнены поправочным коэффициентом для пересчета скоростей резания при фрезеровании с расчетом на состояние станка kvx = 105 (новый станок) требуемую долгосрочность инструмента Tmin = 90 с коэффициентом kvt = 072 коррекцию относительно материала kvm = 260 (алюминиевые сплавы деформируемые неотвержденные). Применим эти поправочные коэффициенты для расчета конечной стартовой скорости:
Vc = V30 kvx kvt kvm = 65010507212 = 58968 ммин (5)
С учетом выбранной скорости произведем расчет числа оборотов инструмента:
Подача на один оборот имеет значение:
5293898 = 46949 мммин(8)
Исходя из рассчитанных коэффициентов получим необходимую мощность резания:
ар – глубина резания в радиальном направлении;
ас – глубина резания в аксиальном направлении;
х – коэффициент учитывающий влияние обрабатываемого материала для алюминиевых сплавов х =12000;
– коэффициент полезного действия инструмента для всех врез обычно 075 [9];
kc – коэффициент сопротивления резанию;
kγ – коэффициент учитывающий влияние главного угла в плане. Так как у СРП γ = 0 то этот коэффициент не учитывается.
Расчет себестоимости изготовления детали
Расчет себестоимости детали производится по следующей формуле [5]:
С = Ц.з+Цмаш = 48 + 27 = 75(10)
Цз – стоимость заготовки вычисленная по формуле (4) Цз = 48 р;
Цмаш – стоимость машинного времени затраченного на производство детали
Цмаш = ЦрабТо60 Цмаш = 80*2060=27 р ;
То – оперативное время мин (рис.3) То = 20;
Рис. 3. Операционное время обработки заготовки.
Расчет станочного приспособления для обработки детали КИВШ. 733 557.025
Техническое задание на проектирование специального приспособления
Наименование и область применения
Приспособление для точения внутренней поверхности основания с диметрами 285 мм и 79 мм на длине 20 мм и 55 мм на многоцелевом токарном станке QTN 300 (переходы 7 и 8)
Основание для разработки
Операционная карта технологического процесса механической обработки основания
Цель и назначение разработки
Проектируемое приспособление должно обеспечить точность и надежное закрепление заготовки основания за фасонную поверхность с целью получения необходимой точности центрального отверстия; облегчение установки и снятия заготовки; уменьшение количества используемых приспособлений для закрепления заготовки в патроне
Документация используемая при
Ансеров М. А. «Зажимные приспособления для токарных и круглошлифовальных станков» каталог токарных патронов “Lathe chucks” фирмы Bison
Документация подлежащая разработке
Пояснительн6ая записка чертёж общего вида для технического проекта приспособления; спецификация.
Патрон самоцентрирующий двухкулачковый предназначен для закрепления заготовки детали по поверхности 22 (рис.2) которая является фасонной. Для этой поверхности кулачки сделаны в виде призм с углом 1200.
1. Расчет силы зажима в кулачковом патроне
Рис. 3. Расчетная схема приспособления для обработки
В процессе работы на кулачки действует окружная сила резания Pz создающая крутящий и опрокидывающий момент осевая сила Px стремящаяся сдвинуть изделие вдоль оси и радиальная сила Py. Последние две силы создают также опрокидывающие моменты. Нагрузка на кулачки зависит от отношения вылета резца к диаметру зажима D и от отношения диаметра зажима к диаметру обработки Dо. В данном случае вариант наиболее благоприятный – опрокидывающие силы почти отсутствуют кулачки работают только на преодоление чистого крутящего момента.
Условие силы зажима МкрМзат т.е. крутящий момент получаемый во время обработки должен быть меньше момента на затягивания ключа.
Сила зажима одним кулачком:
D – диаметр зажима мм;
D0 – диаметр обработки мм;
- коэффициент сцепления = 025(для гладких кулачков предназначенных для зажима обработанных поверхностей);
Сила резания Pz рассчитанная по формуле:
Силы на рукоятке ключа:
Диаметр патрона – 400 [11];
Длина рукоятки ключа – 250 мм [11];
Коэффициент учитывающий передаточное отношение и КПД механизма патрона а также длину рукоятки ключа k1=0026.
В справочной информации по токарным патронам указано что допускаемое усилие зажима заготовки кулачками – 55000 Н [11] допускаемый момент на ключе – 280 Нм [11].
Условие МкрМзат выполняется.
2. Расчет точности кулачкового патрона
Рис. 4. Схема закрепления заготовки в патроне
При изготовлении приспособления обеспечить наименьшее отклонение общей оси поверхностей деталей (размер В) от соосности осей кулачков патрона (размеры А1 и А2).
Погрешность базирования по размеру В [10]:
Погрешность закрепления заготовки зВ = 0 так как сила зажима действует перпендикулярно выдерживаемому размеру В [10].
Погрешность установки по размеру В:
yВ = бВ + зВ = 0(16)
Суммарная погрешность обработки:
ΣВ = KnтсВ = 05002 = 0001(17)
Где Кn — поправочный коэффициент для размеров выполненных по 8 квалитету Кn= 05 [10];
тсВ — погрешность технологической системы определяемая как средняя экономическая точность обработки принимают по таблицам [6]: тсВ = 05*004 = 002 мм [10];
Допустимая погрешность установки
[y]В = = = 0017 (18)
ТВ = допуск размера В мм ТВ = 002;
Суммарная погрешность приспособления:
пр = Т - = 002 - = 0001 (19).
Погрешность приспособления не превышает допустимой погрешности детали.
студента машиностроительного факультета Абрикосовой И. О.
Пояснительная записка на 15 с. в том числе 4 ил.; 2 листа чертежей
Ульяновский государственный технический университет 2012
В курсовой работе представлен анализ технических условия на приспособление и разработаны единичный маршрутный технологический процесс обработки детали Основание КИВШ. 733557.025 выполнен анализ точности и силовой расчет двухкулачкового патрона для закрепления сложной поверхности детали Основание КИВШ. 733557.025. Также разработан сборочный чертеж двухкулачкового патрона в 3D и выполнены траектории движения инструмента для механической обработки детали на станке с ЧПУ разработаны управляющие программы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Худобин Л.В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие для машиностроительных специальностей ВУЗовЛ.В.Худобин В.Ф.Гурьянихин В.Р.Берзин.-М.:Машиностроение 1989.-288 с.: ил
Общемашиностроительные нормативы времени на слесарную обработку деталей и слесарно-сборочные работы по сборке машин. Единичное и мелкосерийное производство.-М.:Машиностроение 1997.-219 с.
Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова.-М.:Машиностроение 2005.
Белкин И. М. Допуски и посадки: Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. М. Машиностроение 1992. 527 с.
Трусова Л.И. Вопросы экономики организации производства и менеджмента в дипломных проектах: учебное пособие Л.И. Трусова В.В. Богданов. - Ульяновск: УлГТУ 2003.-110с.
Гурьянихин В.Ф. Проектирование приспособлений: методические указания к расчету приспособлений на ЭВМ для студентов специальности “Технология машиностроения металлорежущие станки и инструменты” В.Ф. Гурьянихин В.Г.Ромашкин.-Ульяновск: УлПИ1987.-32 с.
Станочные приспособления. Справочник. В 2-х т.Под ред. Б.Н. Вардашкина.-М.:Машиностроение1978.-365 с.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Том 1. 5-е изд. перераб. и доп. М. Машиностроение 1980. 728 с.
Худобин Л. В. Расчет и проектирование специальных средств технологического оснащения в курсовых и дипломных проектах Л.В.Худобин В.Ф.Гурьянихин В.Р.Берзин.- Ульяновс: УлГТУ 1997. – 64с.
В ходе выполнения курсовой работы приобретены навыки работы с инженерными программами КОМПАС 3D NX7.5 ВЕРТИКАЛЬ. С помощью данных программ были выполнены: трехмерная модель детали ;КИВШ 733557.025 трехмерная сборка самоцентрирующего двухкулачкового патрона с фасонными кулачками; разработана модель обработки заготовки (траектория управляющая программа) детали КИВШ 733557.025; разработаны маршрутно-технологические карты обработки заготовки детали КИВШ 733557.025; разработаны технологические эскизы обработки заготовки детали КИВШ 733557.025.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ульяновский государственный технический университет
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
«Технологическое и программное обеспечение станков с ЧПУ»

эскизы 1 деталь А1,5_v5.cdw

Эскизы обработки заготовки детали КИВШ.733557.025
Станок - токарный многоцелевой Mazak QTN300
эскизы мех. обработки
основания КИВШ.733557.025
Резец проходной CoroТurn 107
Резец расточной CoroTurn AG151-32

Чертеж патрона.cdw

Техническая характеристика
Максимальный пазмер зажима токарного
Минимальный пазмер зажима токарного
Допускаемая скорость вращения
патрона - 2000 обмин;
Момент на ключе - 280 Нм;
Усилие зажима - 5500 кг