Технологический процесс механической обработки детали Переходник

Чертёж детали..cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров по
Покрытие Хим.Окс. прм.
Сталь 45 ГОСТ 1050-74

Чертёж заготовки..cdw

Твердость материала HB 193.
Класс точности штамповки Т4.
Степень сложности С2.
Неуказанные штамповочные уклоны внутренних поверхностей 5
наружних поверхностей- 7
радиусы скруглений 2 мм.
Сталь 45 ГОСТ1050-88

Титульный2.doc

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации.
ГОУ СПО Уфимский авиационный техникум.
Комплект технологической документации механической обработки
Студент: Ишаева Л.Д.
курсового проекта: Макрова И. О.

РТК 4.cdw

РТК 3.cdw

картак кодирования стр1.cdw

Кодирование информации
ГОСТ 3.1404 - 86 Форма 5
N1 G20 G40 G49 G80 G90
N4 G00 X600.0 Z100.0
N6 G01 X500.0 Z24.0 F31 S140 M3
N7 G03 X496.0 Z23.5 R0.5
N9 G03 X500.0 Z12.0 R0.5
N11 G00 X500.0 Z100.0
N14 G00 X500.0 Z24.0 F31 S140 M3
N15 G01 X498.5 Z24.0
N16 G03 X497.5 X23.5 R0.5
N17 G01 X497.5 Z22.3
N18 G03 X498.1 Z22.0 R0.3
N19 G01 X500.0 Z21.0
N20 G00 X600.0 Z100.0
N21 G00 X500.0 Z14.0
N22 G01 X498.1 Z13.0
N23 G03 X497.5 Z12.7 R0.3
вызов первого инструмента
вызов инструмента в исх.точку
вызов второго инструмента
подвод инструмента к детали

РТК 2.cdw

картак кодирования стр2.cdw

Кодирование информации
ГОСТ 3.1404 - 86 Форма 5
N31 G01 X500.0 Z27.0
N25 G03 X498.5 Z11 R0.5
N27 G00 X600.0 Z100.0
N30 G00 X498.0 Z28.0
N32 G00 X500.0 Z100.0
N34 G01 X498.0 Z8.0
N36 G00 X500.0 Z100.0
N24 G01 X497.5 Z11.5
вызов инструмента в исх.точку
вызов третьего инструмента

РТК 1.cdw

040_Карта_Эскизов.cdw

030_Карта_Эскизов.cdw

010_Карта_Эскизов.cdw

015_Карта_Эскизов.cdw

045_Карта_Эскизов.cdw

020_Карта_Эскизов.cdw

025_Карта_Эскизов.cdw

065_Карта_Контроля.cdw

Титульный.doc

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации.
ГОУ СПО Уфимский авиационный техникум.
Технологический процесс.
Обработки детали переходник.
Студент: Ишаева Л.Д.
курсового проекта: Макрова И. О.

МК2.doc

ГОСТ 3.1118-82 Форма 1
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Код.наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
Токарный 16К20Т1 1 15292 211 1 р 1 1 1 100 26 51
ПР: 39611 3хкул.п. 7100-0003 ГОСТ2675-80 6378-6427 крючок-рапира 02-76-У очки защитные.
РИ: 392190 резец 2141-0007 ВК8 ГОСТ18879-73 392190 резец 2103-0005 ВК8 ГОСТ18879-73; МИ: 393311 ШЦ--125-01 штангенциркуль ГОСТ 166-88
0 4133 Шшлифовальная
Шлифовальный 3Т160 1 18873 211 1р 1 1 1 100 13 21
РИ: 500х50х50 25А 40П СМ1 К1 А30МС 1КЛ шлифовальный круг ГОСТ2424-83. МИ: эталоны шероховатости.
1213 Вертикально сверлильный 2Н125-4 3 17335 211 1р 1 1 1 100 21 7
ПР: 396181 кондуктор специальный 02-76-У очки защитные щетка-сметка; РИ: 391267 сверло 14 2300-7179 ВК6 ГОСТ886-77
1630 цековка 20 61190- 356 ВК8 ; МИ: 393120 калибр 8113-0916 Н12 ГОСТ 14810-69.
вертикально-сверлильный 2Р118Ф2 3 17335 1 1 р 1 1 1 100

МК1.doc

ГОСТ 3.1118-82 Форма 1
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Код.наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
15292 211 1 р 1 1 1 100
Токарный 16Б05П 1 15292 211 1 р 1 1 1 1 шт
ПР: 39611 3хкул.п. 7100-0003 ГОСТ2675-80 6378-6427 крючок-рапира 02-76-У очки защитные.
РИ: 392190 резец 2103-0007 ВК8 ГОСТ8879-73 резец 2141-0007 ГОСТ18883-73. МИ: 393311 ШЦ--125-01 штангенциркуль ГОСТ 166-88
Токарный 16Б05П 1 15292 211 1 р 1 1 1 100 23 176
РИ: 392190 резец 2103-0007 ВК8 ГОСТ8879-73 резец2141-0007 ГОСТ18883-73. МИ: 393311 ШЦ--125-01 штангенциркуль ГОСТ166-88
Токарный 16К20Т1 1 15292 211 1 р 1 1 1 100 26 46
РИ: 392190 резец 2141-0007 ВК8 ГОСТ18879-73 392190 резец 2103-0005 ВК8 ГОСТ18879-73; МИ: 393311 ШЦ--125-01 штангенциркуль ГОСТ 166-88

МК3.doc

ГОСТ 3.1118-82 Форма 1
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Код.наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
ПР: 396181 кондуктор 6304-32816 02-76-У очки защитные щетка-сметка; РИ: 391267 сверло 11 2300-7179 ВК6 ГОСТ886-77
1630 метчик М12 61190- 356 ВК8 ; МИ: 393120 калибр резьбовой М12 -7Н 8113-0916 ГОСТ 14810-69.
5 Электрохимическая обработка

Тит.Лист на ПЗ.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГОУ СПО «Уфимский авиационный техникум»
Технологический процесс механической обработки детали «переходник»
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине ''Технология машиностроения''
КП 151001.12.045.10. ПЗ
Руководитель проекта И.О. Макарова

пояснительная записка.docx

Машиностроение - комплекс отраслей промышленности изготовляющих орудия труда для народного хозяйства транспортные средства а также предметы потребления и оборонную продукцию. Машиностроение является материальной основой технического перевооружения всего народного хозяйства нашей страны.
Одним из основных факторов определяющих ускорение научно-технического прогресса является быстрое развитие технологии при опережающем развитии фундаментальных исследований.
В настоящее время возрастает роль научно-технического прогресса в технологии. Переход к новым технологиям приводит к росту производительности труда повышению фондоотдачи и сокращению материалоемкости. Принципиально изменяет технологию металлообработки внедрение станков с ЧПУ обрабатывающих центров и гибких автоматизированных систем. Органической частью технологического оборудования для обработки металлов и конструкционных материалов все чаще становятся управляющие ЭВМ. Все большую роль в производстве играют лазерный луч магнитное поле ультразвук и другие способы воздействия на материал изделия. С помощью лазерной технологией с большой производительностью и точностью можно обрабатывать различные по химическому составу и твердости материалы. На станках с программным управлением в которых роль традиционного резца выполняет электрическая искра можно обрабатывать детали любой конфигурации.
Внедрение новых технологий в производство приводит к революционным изменениям в экономике страны. Поэтому технология машиностроения становится ключевой составляющей научно-технического прогресса.
Развитие технологии любого производства основывается на комплексной механизации и автоматизации обеспечивающих рост производительности труда и снижение себестоимости продукции.
Целью курсового проекта является закрепление знаний полученных на
лекциях практических занятиях и приобрести навыки выполнения основных этапов разработки техпроцесса и самостоятельного поиска наиболее оптимальных технических решений основанных на последних достижениях науки и техники.
Главные задачи которые необходимо решить при проектировании новых технологических процессов - повышение точности и качества обработки стабильности и долговечности деталей и максимальное снижение себестоимости обработки путем совершенствования технологических процессов. В курсовом проекте эти задачи решены путем анализа проектного технологического процесса выявления его основных недостатков и методов их решения.
Технические решения представленные в проекте обоснованы тем что
при оптимальных режимах резания будет соблюдена требуемая точность и качество поверхности. Для достижения этих параметров так же оптимально подобрано оборудование приспособления и инструмент.
В предлагаемом проекте по ходу маршрута обработки соблюдаются
принципы постоянства базирования что позволяет значительно снизить погрешности взаимного расположения поверхностей.
В курсовом проекте эти задачи решены путем применения токарных
станков с ЧПУ 16К20Т1 с системой УЧПУ «Электроника НЦ-31» вертикально-сверлильного станка с ЧПУмодели 2Р118Ф2 позволяющие производить высокоскоростную обработку сложных по профилю поверхностей и совместить несколько операций что сокращает основное технологическое время на операцию. Применение резцов для контурного точения со сменными пластинами позволяют получать высокую точность поверхности и уменьшают затраты на время для заточки резца. Большинство приспособлений мерительного и режущего инструмента стандартизировано что уменьшает экономические расходы. Рассчитанные операционные припуски и режимы резания оптимально подходят для выбранного маршрута обработки.
Деталь переходник представляет собой тело вращение. Относится к группе втулок. Габаритные размеры 250х 25 мм. Деталь предназначена для крепления деталей к патрону. Для крепежа к валу имеется центральное отверстие 150Н11(-025); три отверстия 20мм 12 квалитета – под головки винтов; три резьбовых отверстий М12-7Н межосевое расстояние которых 220 мм и три резьбовых отверстий М12-7Н с межосевым расстоянием 180 мм по 7 классу шероховатости.
2 Описание материала детали.
Деталь изготавливается из стали 45 ГОСТ1050-74 обладающей повышенной прочностью. Основной способ упрочнения – закалка (улучшение). В результате термической обработки сталь получает высокий предел тягучести и ударную вязкость низкую чувствительность к концентраторам напряжений и повышенный предел выносливости. При улучшении имеют низкую прокаливаемость (10-15 мм). Химические свойства приведены в табл. 1;
Технологические свойства приведены в табл.2 3;
Физические свойства приведены в таблице 4;
Химический состав табл.1
Мышьяк (As) не более
Никель (Ni) не более
Механические свойства в зависимости от материала:
т - 363 Мпа – растягивающее напряжение при котором деформация начинает расти без увеличения нагрузка;
в – 598 Мпа – временное сопротивление при растяжении; условное напряжение получаемое делением максимальной нагрузки на площадь поперечного сечения;
% - 16 – относительное удлинение;
αн – 49 Джсм3 – ударная вязкость;
НВ – 193 – твердость по Бринеллю (для охлажденной стали);
Технологические свойства: табл.2
Начала 1250 конца 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 170-179 иsB= 640 МПа Kuтв.спл.= 1 Kuб.ст.= 1.
Склонность к отпускной способности
Флокеночувствительность
Температура критических точек табл.3
Физические свойства табл.4
Температура испытания °С
Модуль нормальной упругости Е ГПа
Модуль упругости при сдвиге кручением G ГПа
Коэффициент теплопроводности Вт(м ·°С)
Коэффициент линейного расширения (a 10-6 1°С)
Удельная теплоемкость (С Дж(кг · °С))
Анализ технологичности конструкции.
Технологичность конструкции - это совокупность свойств конструкции определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве эксплуатации техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества объемом выпуска и условий выполнения работ (простота изготовления и эксплуатации изделия).
Виды технологичности конструкции-
- производственная технологичность конструкции - это свойство конструкции позволяющие изготовить и собрать ее в условиях данного производства с наименьшими затратами труда и материалов при обеспечении заданного качества;
- эксплуатационная технологичность конструкции - это свойство конструкции обеспечивающее возможно более длительное сохранение ее заданных эксплуатационных качеств;
- ремонтная технологичность конструкции - свойство конструкции позволяющее ремонтировать ее в условиях данного производства с наименьшими затратами труда и материалов.
Методы оценки технологичности конструкции – оценка технологичности конструкции может быть качественной и
- Качественная оценка определяет в основном конструкторско- технологическое достоинство составных частей конструкции (деталей сборочных единиц) и выражает технологичность обобщенную на основе производственного опыта исполнителя.
- Количественная оценка технологичности конструкции осуществляется с помощью системы показателей которые используются для сравнительной оценки вариантов конструкции в процессе проектирования изделия определения уровня технологичности разработанного изделия накопления статистических данных и прогнозирования технического совершенствования конструкции изделия. К показателям количественного метода оценки технологичности конструкции относят-
Коэффициент точности;
Коэффициент шероховатости;
Коэффициент унификации;
Коэффициент использования материала.
- Определение коэффициента точности
где А-средний квалитет точности размеров
где n-количество размеров соответствующего квалитета точности определяется по табл. 2
по формуле (1) = 092>08-деталь по этому показателю технологична
Квалитеты точности размеров детали табл.5
- Определение коэффициента шероховатости
где средний класс шероховатости обрабатываемых поверхностей
где -количество размеров соответствующего класса шероховатости которая определяется по табл. 3
-деталь по данному показателю технологична.
Шероховатость поверхностей детали табл.6
Номера поверхностей указаны на рис.1
- Определение коэффициента унификации
где Q у.э. - количество унифицированных поверхностей которое определяется по рис. 1 и табл.6
Qэ - общее количество поверхностей определяется по рис. 1 и табл.6
Кол-во унифицированных поверхностей детали табл.7
по формуле (5) K у.э. = = = 084 исходя из условия 084 > 06 деталь по данному показателю является технологичной.
- Определение коэффициента использования материала
Коэффициент использования материала является основным показателем характеризующим экономичность выбранного метода получения заготовки. Это отношение массы детали к норме расхода материала
Изделие будет считаться технологичной при выполнении следующих условий:
Ким ≥ 055; Мотх 10% от Мзаг – для штамповочных изделий;
Ким ≥ 038; Мотх 15-40% от Мзаг – для кованых изделий;
Ким ≥ 075; Мотх 15-20% от Мзаг – для литых изделий;
Ким ≥ 05; Мотх 15% от Мзаг – для прутковых изделий
Определение массы заготовки
Мзаг = Vзаг * γ * 10-3 (12)
Vобщ = * l = * 305 *10-3 = 14929.25 cм3
V1 = * (305-25) *10-3= 2639 см3
Vотв. = * 305* 10-3= 47496 см3
Vзаг= Vобщ- V1 – Vотв. = 142925 – 2639 – 47496 = 951 651 см 3
По формуле 12 находим Мзаг = Vзаг * γ *10-3 = 951651 *7814*10-3= 74 кг
Мотх= 01 * Мзаг = 01*74 = 074 кг
По формуле 11 Kим = = = 069
Исходя из всех коэффициентов можно сделать вывод что деталь «переходник» по своей конструкции технологична т. к. все поверхности детали не имеют сложных переходов и поэтому легко обрабатывается.
Технологическая часть.
Характеристика типа производства.
Серийное производство – характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготавливаемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска.
Особенности серийного производства:
)на рабочих местах выполняется по нескольку определенных периодических повторяющих операций;
) механическая обработка деталей и сборка машин происходит по техническому процессу разделенному на отдельные операции и наличие на рабочих местах комплекта технических местах. Применяется универсальные и специальные оборудования.
)Оборудование располагается по технологическому процессу обработки деталей.
)Соблюдается принцип взаимозаменяемости.
)Рабочие имеют среднюю квалификацию.
Выбор метода получения заготовки. Определение размеров заготовки. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки.
Материал детали сталь 45 обладает удовлетворительной пластичностью. Заготовку получают методом горячей объемной штамповки.
Данный метод изготовления заготовки наиболее приемлем для данной
детали так как обеспечивает:
- более точное изготовление заготовки;
- меньшие затраты материала по сравнению с другими методами
получения заготовок.
Исходя из конструкции детали - тело вращения массы – 566 кг простоты конструкции детали габаритных размеров вида производства - среднесерийное заготовку рекомендуется получать в закрытых штампах на КГШП. Получение заготовки на КГШП повышает коэффициент использования материала обеспечивает меньшие припуски на механическую обработку сокращает расход металла из-за отсутствия заусенцев и позволяет получить заготовку с высокими
механическими свойствами.
Проектирование заготовки и расчет ее размеров по ГОСТ 7505-88.
Оборудование штамповочное: КГШП – кривошипный горячо-штамповочный молот.
- Материал детали – Сталь 45 ГОСТ 1050-88 (035-065%С 0.17-0.37%Si 0.25%Cu 0.08%As 0.5-0.8%Mn 0.25%Ni 0.035%P 0.25% Cr 0.04%S )
Ориентировочная масса ([5] табл.24 стр.254)
Определяется расчетная масса поковки исходя из её номинальных размеров по формуле
где -масса детали кг
-расчетный коэффициент ([5] табл.26 стр.256) установленный в соответствии с характеристиками детали.
Для деталей круглых в плане =12
Класс точности штамповки ([5] табл.24стр.254)
Исходя из того что основное деформирующее оборудование - КГШП то выбираем класс точности Т4;
Группа стали ([5] табл.24 стр.254) по хим.составу
М2- сталь с массовой долей углерода свыше 035 до 065 %
Степень сложности([5] табл.24 стр. 254)
За критерий для классификации поковок по степеням сложности
где Gn - масса поковки;
Степеням сложности поковок соответствуют следующие числовые значения отношений
С1-Св 063; С2 св. 032 до 063 включительно; СЗ св.016 до 032 включительно; С4 до 016 включительно.
Степени сложности поковки соответствует следующие численные значения отношений поковок:
где -масса геометрической фигуры в которую вписывается поковка.
При определении размеров описывающей поковки габаритные размеры детали увеличивают в 105 раза.
где объем описывающей фигуры
-плотность материала детали (см. табл.4)
где -длина описывающей фигуры
-диаметр описывающей фигуры
Исходя из условия что отношение = 0.61 деталь относится ко второй степени сложности С2
.Конфигурация поверхности разъема штампа([5] табл.24стр.254)
Исходный индекс ([5] стр.257 табл.27) в зависимости от массы марки стали степени точности и класса точности поковки – 10
Припуски и кузнечные напуски
- Основные припуски на механическую обработку ([5] стр.348 табл.35)
- Дополнительные припуски учитывающие:
- смещение по поверхности штампа 03 мм (см. табл. 6.6)
- отклонение от прямолинейности 05 мм (см. табл. 6.7)
- Штамповочный уклон:
- на наружной поверхности ≤ 5 ° (см. табл. 6.20)
- на внутренней поверхности ≤7
- Размеры поковки мм
- диаметры: 250 + (20+03)*2 = 2546
2- (18+03)*2 = 1468
0 + (18+03)*2 = 2142
принимаются равными соответственно: 255 147 214.
- толщина: 25 + (15 + 03)*2 = 286
+ (15 + 03)*2 = 266
принимаются равными соответственно: 28 26
- Радиусы закругления наружных углов 2 мм (минимальный)
принимается равным 3 мм (см. табл. 6.9)
- Допускаемые предельные отклонения размеров (см. табл. 6.10) мм:
Неуказанные предельные отклонения размеров применяют равным 15 допуска соответствующего размера поковки с одинаковым допускаемым
- Допускаемая величина высоты заусенца 30 мм.
- Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа 06 мм
- Допускаемые отклонения от плоскостности 06мм
- Допускаемые отклонения штамповочных углов (7 ±17)
Разработка и обоснование проектируемого маршрута обработки детали.
Структура и содержание технологического процесса обработки
резанием заготовки типовой детали «переходник» зависит от её конструктивного исполнения геометрической формы размеров массы и вида заготовки сложности предъявляемых требований и характера производства. Разработка технологического процесса изготовления переходника начинается с детального изучения его служебного назначения в машине и всех требований технических условий которым он должен отвечать. Для этого необходимо изучить сборочные чертежи машины или той сборочной единицы в которую в качестве одного из взаимосвязанных звеньев входит обрабатываемый переходник технические условия нормы точности и требования технологии сборки. Изучение это должно сопровождаться критическим анализом рабочего чертежа переходника технических условий и требований
технологического процесса сборки которым должна отвечать готовая деталь. Этот анализ дает возможность установить взаимосвязи между
поверхностями которые должны быть обеспечены в результате обработки переходника. Установить взаимосвязь переходника с основными деталями правильно проставить размеры и допуски наметить последовательность обработки отдельных поверхностей детали рассчитать межоперационные размеры и допуски помогают выявленные схемы размерных цепей. В зависимости от конструкции и масштаба выпуска технологический процесс изготовления переходника может быть различен. Внутреннее отверстие является основной базой т.е. конструкторской базой принадлежащей данной детали и используемой для определения ее положения в изделии. На рисунке 2
показана схема базирования на операции.
Поверхность А – установочная с тремя опорными точками: 123;
Поверхность Б – двойная направляющая с двумя опорными точками: 45.
Далее идет обработка наружных и внутренних цилиндрических поверхностей которые будут служить основными рабочими поверхностями в сборочной единице. Они обрабатываются с учетом взаимного биения торца с уступом используя токарные станки с ЧПУ 16К20Т1 с системой УЧПУ «Электроника НЦ-31» обеспечивающие высокоскоростную обработку с получением высокого качества поверхностей и дающие возможности совмещения нескольких токарных операций в одну.
Обработка отверстий ведется после моечной операции
комбинированным инструментом что сокращает время обработки. Для
обработки используя вертикально-сверлильный станок с ЧПУмодели 2Р118Ф2 позволяющий производить высокоскоростную обработку сложных по профилю поверхностей и совместить несколько операций что сокращает основное технологическое время на операцию.
Следующими стадиями идут операции нарезания резьбы на места
закрепления. Резьба будет нарезаться машинным метчиком так как этот способ дает нам возможность нарезать резьбу за один проход.
На окончательный контроль деталь поступает после электрохими-ческой обработки.
Выбор и обоснование технологических баз.
Выбор технологических баз - это важный этап разработки любого
технологического процесса. Исходными данными в этом случае является чертежи и технические условия на изготовление детали и заготовки. Следует четко представлять общий план обработки заготовки. Для закрепления заготовок чаще применяют пневматические гидравлические и прочие высокопроизводительные зажимные устройства обеспечивающие надежное закрепление заготовок с постоянными силами.
Технологические базы назначают на стадии проработки вариантов
выполнения технологической операции т. е. на этапе предварительного
рассмотрения и сравнения между собой возможных способов обработки
поверхностей заготовки а так же ориентировочного выбора оборудования и оснастки необходимых для реализации этих способов.
На первых операциях обрабатывают наружные поверхности чтобы на последующих операциях их использовать в качестве технологических баз. В нашем случае на первой операции в качестве технологической базы используют наружные цилиндрические поверхности. От этой базы обрабатываются поверхности являющиеся технологическими базами на последующих операциях. Базирование детали по внутреннему отверстию обеспечивает точность получения требуемых размеров. В качестве баз на сверлильных операциях являются наружные цилиндрические поверхности. Выбор этих баз обусловлено невозможностью базирования
детали при обработке другими способами.
Выбор и обоснование применяемого оборудования
Исходя из типа производства - среднесерийное а также габаритных
размеров детали выбирается универсальное оборудование позволяющее
получить готовую деталь с выполнением всех технических требований
точности и качества поверхности.
На токарных операциях с ЧПУ обработка детали ведется на токарном станке 16К20Т1 с системой УЧПУ «Электроника НЦ-31». Использование этого станка на данных операциях обосновано тем что обработка детали требует высокую точность и жесткость обработки. Также станок 16К20Т1 применяется в связи с типом производства — серийным. 6-ти позиционный резцедержатель обеспечивает нужное количество инструментов на данной операции.
На сверлильных операциях с ЧПУ применяется станок вертикально-сверлильный станок с ЧПУмодели 2Р118Ф2 предназначен для обработки в автоматическом режиме по программе деталей сложной конфигурации что необходимо на данной операции.
Экономическая целесообразность использования станков с ЧПУ оправдывается как правило при обработке заготовок партиями от 15С целью увеличения эффективности использования дорогостоящих станков с ЧПУ особенно обрабатывающих центров (ОЦ) рекомендуется их эксплуатировать в режиме двух- и трёхсменной работы. Первое преимущество использования станков с ЧПУ заключается в более высоком уровне автоматизации. Случаи вмешательства станочника или оператора в процесс изготовления детали могут быть исключены или сведены к минимуму. Большинство станков с ЧПУ могут работать абсолютно автономно в течение всего процесса обработки заготовки детали поэтому оператор-станочник может выполнять другие задачи. Предприятия применяющие ЧПУ получают дополнительные преимущества- уменьшение числа ошибок оператора-станочника а также предсказуемость времени обработки и более полная загрузка оборудования. Поскольку станок будет управляться при помощи программы квалификация оператора станка с ЧПУ может быть значительно ниже по сравнению с образованием станочника работающего на универсальном оборудовании.
Второе преимущество использования технологии ЧПУ заключается в более точном изготовлении детали. Сегодня производители станков с ЧПУ говорят о высочайшей точности и надежности оборудования. Это означает что однажды отлаженная управляющая программа может быть использована на станке с ЧПУ для производства двух десяти или тысячи абсолютно идентичных деталей причем при полном соблюдении требований к точности и взаимозаменяемости.
Третьим преимуществом применения любого оборудования с ЧПУ является гибкость. На оборудовании с программным управлением изготовление разных деталей сводится к простой замене управляющей программы. Проверенная управляющая программа может быть использована любое число раз и через любые промежутки времени. Это также является еще одним преимуществом а именно возможностью быстрой переналадки оборудования.
В данном маршруте обработки в первую очередь проводятся токарные операции с ЧПУ для получения необходимого контура детали. Обрабатываются наружные поверхности и внутреннее отверстие которые в последующих операциях будут использоваться в качестве технологических баз. Они являются рабочими поверхностями в сборочной единице. После идет обработка отверстия на сверлильном станке с ЧПУ с использованием специального кондуктора и с последующей резьбонарезной операцией.
Разработанный маршрут является оптимальным так как
-сокращается время обработки за счет использования высокоскоростных станков с ЧПУ;
-повышается точность изготовления;
-снижение себестоимости за счет использования стандартного
мерительного и режущего инструментов;
-сокращение стадий обработки; за счет совмещения операций.
Выбор и обоснование применяемой оснастки
При выборе режущего инструмента исходят из обрабатываемого материала характера обработки и применяемого оборудования. Использованная на операциях оснастка мерительный и режущий
инструмент обеспечивает необходимую точность обработки и измерения. На токарных операциях в качестве режущего инструмента выбраны резцы для контурного точения со сменными пластинами из твердого сплава так как на этих операциях требуется точная обработка легированной стали по контуру. В качестве мерительного инструмента используется штангенциркуль его точности достаточно для измерения данной поверхности. В качестве приспособлений использованы точные трех кулачковые патроны дающие возможность базирования по оси детали.
При сверлении применено спиральное сверло и развертка из БРС обеспечивающие высокую точность отверстия. Контроль отверстия ведется калибром - пробкой. Для замера фасок в маршруте используется фаскомер. Для нарезания резьбы использованы машинные метчики так как с помощью их можно получить требуемую точность резьбы контроль которой проводится резьбовым калибром.
Расчет операционных припусков и промежуточных размеров с допусками
Припуск на обработку — это слой материала удаляемый в процессе обработки резанием для получения окончательных размеров и требуемого качества поверхностей изделий.
Методы определения припуска.
Существуют 2 метода определения величины припусков-
- расчетно-аналитический;
В нашем случае припуски определяются статическим методом и припуск по нему устанавливается суммарно на полную обработку резанием без учета составляющих его элементов с использованием
опытных данных припусков на обработку аналогичных деталей.
Операционные припуски приведены в таблице 8
Операционные припуски табл.8
Операционный припуск
Токарная черновая h14 Ra12.5
Токарная получистовая h12 Ra6.3
Токарная черновая h14 Ra 12.5
Шлифовальная h11 Ra0.8
Определение режимов резания
Деталь - переходник;
Материал – сталь 45;
Заготовка - штамповка;
Масса детали – 566 кг;
Оборудование - токарном станке 16К20Т1;
Приспособление – трех кулачковый патрон;
Охлаждение - эмульсия
- Содержание операции:
А. Установить и снять деталь
Точить торец выдерживая размер (2):
РИ: резец 2102-0055 ВК3 ГОСТ18877-73
МИ: ШЦ--125-01 штангенциркуль ГОСТ166-88.
Точить поверхность выдерживая размеры: (1)
РИ: резец 2101-0601 ВК6 ГОСТ20872-80
Точить канавку выдерживая размеры (4) (5)(6)(7)(8)(9)
МИ: ШГ-160-005 штангенглубиномер ГОСТ162-90
Расточить отверстие выдерживая размер: (3)
РИ: резец 2140-0006 ВК8 ГОСТ27686-88
Выбор глубины резания:
переход: t = h = 045 мм
I=1 – число проходов.
переход: t = = = 0.45 мм.
переход: t = = = 0.65 мм.
переход: t = = = 0.6 мм.
S0= SТ *KSM *KSL *KSП *KSh *Ksd *Ksj *Ksy *Ksφ *Ksu (12)
переход. SТ = 043 ммоб.- табличное значение подачи в зависимости от требуемых параметров шероховатости и радиусе при вершине резца.
KSM = 10- поправочный коэффициент на подачу в зависимости от материала.
KSП = 100 - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от состояния поверхности.(без корки)
KSh = 1.05 - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от прочности режущей части (высота державки Н=25 мм толщина пластины 7 мм механическое крепление)
Ksd = 10 - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от сечения державки резца.
Ksj = 10 - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от жесткости станка.
Ksy = 120 - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от
схемы установки заготовки.
Ksφ = 10 - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от геометрических параметров режущей части инструмента.
Ksu = 10 - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от инструментального материала. Подача по формуле 12
S0= SТ *KSM *KSL *KSП *KSh *Ksd *Ksj *Ksy *Ksφ * Ksu = =043*10*10*10*105*120*10*10*10= 054 ммоб.
переход. Подача по формуле 12
S0= SТ *KSM *KSL *KSП *KSh *Ksd *Ksj *Ksy *Ksφ * Ksu =036*105*095*105*10*108*10*10*10*075 = 031ммоб.
S0= SТ *KSM *KSL *KSП *KSh *Ksd *Ksj *Ksy *Ksφ * Ksu = =036*105*095*105*10*108*10*10*10*075 = 031ммоб.
S0= SТ *KSM *KSL *KSП *KSh *Ksd *Ksj *Ksy *Ksφ * Ksu = 036*057 = 021 ммоб.
Принятое значение подачи проверяют по осевой Px и радиальной Py составляющей силы резания допустимым прочностью механизма подач.
Py = Pyt * KPmy* KPφy *KPγy* KPλ (14)
переход. Табличные значения составляющих силы резания при обработки поверхности с глубиной резания t = 045 мм и с подачей Sо = 054 ммоб. P Pyt = 270 Н.
Поправочные коэффициенты на силы резания для измененных условий в зависимости от:
- механических свойств обрабатываемого материала KPmx = KPmу = 13
- главного угла в плане KPφx = KPφy = 10
- переднего угла KPγx = KPγy = 09
- угла наклона режущей кромки KPλx = KPλxy = 10
По формуле 13 и 14 получим:
Px = Pxt * KPmx* KPφx *KPγx* KPλx= 750*13*10*09*10 = 675 Н
Py = Pyt * KPmy* KPφy *KPγy* KPλxy = 270*13*10*09*10 = 243 Н
Рассчитанные значения составляющих сил резания меньше допустимых механизмов подач станка в соответствующем направлении
[Px]CT = 8000 H [Py]CT = 3600 H.
переход. Табличные значения составляющих силы резания при обработки поверхности с глубиной резания t = 045 мм и с подачей Sо = 031 ммоб. P Pyt = 230 Н.
Поправочные коэффициенты на силы резания для измененных условий
KPm KPφ KPγKPλx = KPλxy = 10
Px = Pxt * KPmx* KPφx *KPγx* KPλx= 630*13*10*09*10 = 7371 Н
Py = Pyt * KPmy* KPφy *KPγy* KPλxy = 230*13*10*09*10 = 2691 Н
переход. Табличные значения составляющих силы резания при обработки поверхности с глубиной резания t = 065 мм и с подачей Sо = 031 ммоб. P Pyt = 360 Н.
Px = Pxt * KPmx* KPφx *KPγx* KPλx= 900*13*10*09*10 = 1053 Н
Py = Pyt * KPmy* KPφy *KPγy* KPλxy =360*13*10*09*10 = 4211 Н
переход. Табличные значения составляющих силы резания при обработки поверхности с глубиной резания t = 06 мм и с подачей
Sо = 021 ммоб. P Pyt = 160 Н.
Поправочные коэффициенты на силы резания для измененных условий KPm KPφ KPγKPλx = KPλxy = 10
Px = Pxt * KPmx* KPφx *KPγx* KPλx= 530*13*10*09*10 = 6201 Н
Py = Pyt * KPmy* KPφy *KPγy* KPλxy = 160*13*10*09*10 = 1872 Н
Выбор скорости резания ([3] стр. 31)
Табличное значение скорости VТ
Поправочные коэффициенты на скорость резания для получистовой обработки для измененных условий в зависимости от:
КС - коэффициент зависящий от группы обрабатываемости материала Ко - коэффициент зависящий от вида обработки
КJ - коэффициент зависящий от жесткости станка
КМ - коэффициент зависящий от механических свойств обрабатываемого материала
Кφ - коэффициент зависящий от геометрических параметров резца
КТ - коэффициент зависящий от периода стойкости режущей части
КЖ - коэффициент зависящий от наличия охлаждения
КИ - коэффициент зависящий от инструментального материала
переход. VТ = 171 ммин ; КС =10; Ко =10; КJ =10; КМ =10; Кφ =10; КТ =10; КТ =10; КИ=10
По формуле 15 = 171*10= 171 ммин
переход. VТ = 156ммин ; КС =10; Ко =10; КJ =075; КМ =10; Кφ =10; КТ =10; КТ =08; КИ=085
= 171*051 = 12636 ммин
Выбор частоты вращения шпинделя:
Частоту вращения шпинделя определяют по формуле:
Принимаем частоту вращения имеющуюся у шпинделя станка
nф= 200 мин-1 тогда фактическая скорость резания
nф= 140 мин-1 тогда фактическая скорость резания
nф= 300 мин-1 тогда фактическая скорость резания
Проверка выбранных режимов резания по мощности привода главного движения:
Для получистовой обработки мощность резания выбирают аналогично выбору скорости и корректируют в зависимости от поправочного коэффициента учитывающий измененные условия работ от механических свойств обрабатываемого материала
NT= 49 кВт – табличное значение мощности резания
KNм = 10 – коэффициент учитывающий условия работы в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала.
переход. По формуле 17: N = NT* KNм* = = 49* 10* = 45 кВт
переход. По формуле 17: N = NT* KNм* = = 49* 10* = 343 кВт
переход. По формуле 17: N = NT* KNм* = = 49* 10* = 48 кВт
Рассчитанные значения мощности не превышают мощности привода главного движения станка. Следовательно установленный режим резания по мощности осуществим.
Характеристики шлифовального круга ([6]стр.252-254):
наружный диаметр D=500мм
диаметр отверстия d=50
марка шлифовального материала 1А
Приспособление: трех кулачковый патрон
переход: шлифовать поверхность выдерживая размер 1 и 2.
а) Глубина шлифования
где D-диаметр обрабатываемой поверхности мм
d-диаметр обработанной поверхности мм
по формуле 18 t1= 01 мм
б) Вращение шлифовального круга
где Dк – диаметр круга мм
пк – частота вращения круга
в) Скорость движения окружной подачи Sокр= 35 ммин.
г) Частота вращения заготовки
д) Поперечная подача круга
е) Продольная подача на оборот заготовки
Где SД – коэффициент учитывающий продольную подачу
ж) Скорость движения продольной подачи
Принимаем vСпрод = 3 ммин
Nрез = СN·Дr·tx·Soy·d3q(23)
CN = 267 – постоянный коэффициент.
r = 05; y = 055; q = 0 – показатели степени
В соответствии с действующими стандартами поставим в формуле вместо ·Д t соответственно Sокр Sх.
Nрез = 265·355·0005 05·15 055·1 = 48кВт.
и) Проверяем достаточна ли мощность двигателя станка
Nшп = 75 * 08 = 6кВт
0 Вертикально- сверлильная
переход. 1. Сверлить отверстие
- Определение глубины резания:
по формуле 25 находим глубину резания t= = 7 мм
- Определение числа проходов:
- Назначение подачи:
So= So.т·Кs ммоб (26);
где So.т= 018 ммоб – табличное значение подачи;
Кs – суммарный поправочный коэффициент;
Ksж=1.0 – коэффициент учитывающий жесткость технологической системы;
Ksи=10 – коэффициент учитывающий материал сверла;
Ksд= 10 – коэффициент учитывающий тип обрабатываемого отверстия;
Ksм= 10 – коэффициент учитывающий марку обрабатываемого материала;
Кs= 10*10*0.6*10*10= 10;
So= 10018= 018 ммоб;
- Определение скорости резания:
Vрез= Vт·Kv ммин (28)
Kv= Kvм·Kvи·Kvд·Kvо·Kvт·Kvл(29)
где Vт=78 ммин – табличное значение скорости;
Kv – суммарный коэффициент;
Kvм= 11 – коэффициент учитывающий марку обрабатываемого материала;
Kvи= 0.91 – коэффициент учитывающий материал сверла;
Kvд= 09 – коэффициент учитывающий тип отверстия;
Kv0= 10 – коэффициент учитывающий условия обработки;
Kvт= 10 – коэффициент учитывающий стойкость инструмента;
Kv= 11*0.91*09*10*10= 089;
Vрез= 78*0.89= 694 ммин;
- Определение частоты вращения шпинделя:
- Определение действительной скорости резания:
- Определение основного технологического времени:
переход. 2. Цековать отверстие выдерживая размер 1
по формуле 25 находим глубину резания t= = 10 мм
где So.т= 040 ммоб – табличное значение подачи;
So= 10040= 040 ммоб;
Kv= Kvм·Kvи·Kvд·Kvо·Kvт·Kvл
где Vт=28 ммин – табличное значение скорости;
Vрез= 28*0.89= 2492 ммин;
Определение норм времени
Норма штучного времени - это норма времени установленная на
выполнение объема работы равную единице нормирования при выполнении технологической операции. Основное(технологическое) время-это время в течение которого непосредственно осуществляется цель технологического процесса
-изменение формы(поверхности)размеров в детали
-изменения свойств структуры материалов внешнего вида.
Основное время может быть ручным машинно-ручным машинным. Вспомогательное время - это время затраченное на действия обеспечивающее выполнение элементов основной работы (изменение
предмета не происходит) В норму времени включается только та часть вспомогательного времени которая связанна с действиями не перекрываемыми другими приёмами и действиями. Основное и вспомогательное время составляют оперативное время
Топ = То + Тв мин (33)
Время обслуживания рабочего места - это время затраченное
рабочим на уход за рабочим местом на протяжении смены .Оно
подразделяется на время технического и организационного обслуживания
Тобс =Ттех +Торгмин (34)
-время технического обслуживания - это бремя на уход за
оборудованием и поддержанием в рабочем виде инструмента для
выполнения конкретной работы.
-время организационного обслуживания - это время затраченное
рабочим на поддержание рабочего места в рабочем виде которое не
связанно с конкретной выполняемой операцией.
Подготовительно-заключительное время-время которое рабочий
затрачивает на ознакомление с полученной работой на подготовку
к ней а также на выполнение действий с ее окончанием.
Вспомогательное время может быть ручным машинно-ручным
ТШТ = (ТО + ТВ)* (1+ ) мин (35)
- время на обслуживание мин
- время на отдых и личные надобности мин
Для планирования и по детальной калькуляции когда подготовительно-заключительное время не включено в состав нормы
штучного времени рассчитывается норма штучно-калькуляционного
-Вспомогательное время
Тв =(tycm +tnep +tnep' +tизм )*Kt (36)
где tycm -время на установку и снятие детали;
tnep -время связанное с переходом;
fnep' -время на приемы не вошедшие в комплекс
-основное технологическое время
L -расчетная длина обрабатываемой поверхности
L= + l + y (38) где I-длина обрабатываемой поверхности
+ у - сумма врезания и перебега
Sм = So* n (39) мммин- минутная подача
Тш =(Тца + Тв Ktв ) * ( 1 + ) мин (40) где
Тца - время цикла автоматической работы станка по программе
Тца =То +Тв мин (41) где
То - основное технологическое время на обработку детали.
Тв – машинно-вспомогательное время(на подвод детали или инструмента из исходных точек зоны обработки и отвод установку инструмента на размер смена инструмента изменение величины и направления подачи время технологической паузы.
- Минутная подача по формуле 39
Sм1 = 054* 200 = 108 мммин
Sм2 = 031 *140 = 434 мммин
Sм3 = 031 *140 = 434 мммин
Sм4 = 021 * 300 = 63 мммин
- Рабочий ход инструмента по формуле 38 (мм):
L1= 2509 + 3= 2539 мм
- основное время по формуле 37
To = 235 + 063 + 027 + 044 = 369 мин
Тмв =Тмви + Тмвх мин где (42)
Тмви -машинное вспомогательное время на автоматическую смену
Тмви =Кп Тип + Тифмин где (43)
Тип -время поворота револьверной головки на 1 позицию (см. паспорт
станка) Тип =1 сек [8]
К -количество позиций на которые необходимо повернуть револьвер-
ную головку для установки требуемого инструмента Кп = 6
Тиф -время фиксации револьверной головки(см.паспорт станка) Т =3 сек
По формуле (43) Тмви = 6-1+360=015 мин
Тмвх - машинное вспомогательное время на выполнение автоматических вспомогательных ходов и технологической паузы
Lxx -длина пути автоматического вспомогательного хода
Sму -минимальная подача ускоренного хода (по паспорту станка)
По формуле (45) (мин):
По формуле (45) Тмвх = 0033+0106+0033+0099=0271 мин
По формуле (42) Тмв=015+0271=0421 мин
tycm =023 мин (стр59)~ при установке в центрах вращением маховика
ton =032+015+019+003=069 мин (стр 79) где
2-время на установку взаимного положения детали и инструмента
5-время на проверку прихода детали или инструмента в заданную
точку после обработки
9-время для подвода перфоленты в исходное положение
3- время на установку и снятие щитка от забрызгивания эмульсией
tuзм =04(стр. 85)+02(стр 80)=06 мин
По формуле (36) Тв =023+069+06=152мин
аорг +атех +аотл =14%(стр.90)
Тшт =(369+152* 093)(1+ )= 58 мин (по формуле 41)
Подготовительно-заключительное время
Тпз =Тпзнал +Тпзорг+ Тпзпробмин где (46)
Тпзнал =3+015+1+ 1+05+03=12 мин (стр. 101) где
-время на установку и снятие приспособления
5-на установку исходных режимов
-на ввод программы с программоносителя
-на проверку работоспособности программы
-на набор программы кнопками на пульте
-на настройку устройства подачи сож
Тпзорг =4+10+2+2= 14 мин где
-время на получение чертежа тех документацию;
-время на получение инструмента:
-время на ознакомление с чертежом;
-время на инструктаж мастера
-Подготовительно-заключительное время
Тпз =Тпз' + Тпз" (стр.223табл.85) где (47)
Тпз' - время на наладку станка инструмента и приспособлений
Тпз" - время на получение инструмента и приспособлений до начала и
сдачу из после окончания обработки.
По формуле 47 Тпз =12+14 =26мин
Штучно-калькуляционное время
По формуле 48: Тшк= 58 += 606 мин
аобс =35%(стр.222табл85)
Тпз =Тпз'+Тпз" (стр.223табл.85)где (47)
по формуле (47) Т =16+10=26мин
-Основное технологическое время
То1 = = 056 мин (по формуле 37)
f =07 мин - время на установку в кондуктор (стр.210)
tnep -время связанное с переходом
tnep' -время на приемы не вошедшие в комплекс (стр.222)
- 005 мин - время на установку и снятие щитка ограждения от
- 009 мин - время на поворот приспособления с рабочей позиции на
- 004 - повернуть делительное приспособление на одну позицию
f-'изм - время на контрольное измерение;
К - коэффициент времени на контрольные измерения
-время на измерение tизм =05-03=015 мин (стр.195табл.23)где
-к-т времени на контрольные измерения (стр. 194табл.52)
- время на измерение шаблоном- (стр. 194табл.53)
Кtв -поправочный коэффициент на вспомогательное время в
зависимости от размера партии обрабатываемых деталей
Кtв =107(стр. 195табл.54)
По формуле (36) Тв1 =(14+018+018+012)107=12мин
По формуле (36) Тв2 =(14+018+018+012)107=12мин
По формуле (48) Тшт1 = (00048 + 12) *(1+ ) = 23 мин.
По формуле (48) Тшт2 = (00048 + 12) *(1+ ) = 23 мин.
Особенности программирования в системе УЧПУ «Электроника НЦ-31»
В разработанном курсовом проекте на токарных операциях применяется
станок 16К20Т1 с УЧПУ «Электроника НЦ-31» который предназначен
для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей
типа тел вращения со ступенчатыми и прямолинейными профилями за один или несколько проходов в замкнутом полуавтоматном цикле а также для нарезания резьбы.
Нет = 16 кВт; наибольший диаметр обрабатываемой заготовки 215 мм;
наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1000 мм; частота вращения шпинделя 125 2000 мин-1; габариты станка 3700Ч1700Ч1700 мм масса 4100кг; дискретность по оси Z =0.01 по оси X =0005 система отсчёта – абсолютная и относительная количество позиций резцедержателя - 6.
В данном проекте разработаны управляющие программы на одну операцию 25 с ЧПУ для станка 16К20Т1 с УЧПУ «Электроника НЦ - 31»
Особенности программирования УЧПУ «Электроника НЦ - 31»
Номер кадра записывается №1 №2 №3 и. т. д.
Номер инструмента Т1 Т2 ТЗ и. т. д.
М 3 - вращение шпинделя вправо.
М 4 - вращение шпинделя влево.
М 5 - останов шпинделя
Частота вращения шпинделя имеет прямое программирование
Подача программируется в ммоб с дискретностью 001.
М 30 - конец программы.
* - данный кадр относится к группе кадров.
2- круговая интерполяция по часовой стрелке.
3- круговая интерполяция против часовой стрелки.
Дуга программируется со * затем записываются координаты X и Z конечной точки дуги и параметры начальной точки дуги по X и по Z под адресом Р.