Технология обработки корпусной детали

Karta_marshrutnoy_tekhnologii1.cdw

технологии обработки детали.
Сталь 30ХГСА ГОСТ 1583-93
Карта маршрутной технологии

Илюстрации.cdw

Илюстрации 3Д модели
Сталь 30ХГСА ГОСТ 1583-93
Обработка контура детали 1 сторона
Обработка контура детали 2 сторона
Зажим заготовки в спец. приспособлении
Основание специального приспособления

Проектная деятельность (восстановлен).doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»
Курсовой проект по дисциплине:
«Проектная деятельность»
Студент гр. Б660291 Загородний О.И.
к.т.н. доцент Жмурин В.В.
Курсовой проект направлен на получение практических навыков проектирования технологических процессов и специальных приспособлений для него. В процессе выполнения работы была разработана технология обработки корпусной детали. Для неё было спроектировано специальное приспособление которое позволяет повысить технологичность производства деталей. Для одной операции была составлена управляющая программа в специализированной САМ системе.
Классификация металлорежущих станков
Формообразующие движение
Применяемый режущий инструмент
Расчет режимов резанья
Разработка специального приспособления
Написание управляющей программы
Металлорежущий станок – станок предназначенный для размерной обработки металлических заготовок путем снятия материала.
История металлорежущих станков
Считается что история металлорежущих станков начинается с изобретения суппорта токарного станка. Около 1751г. французский инженер и изобретатель Жак Де Вокансон первый применил специальное устройство для фиксации резца – устранив таким образом непосредственное влияние руки человека на формообразование поверхности.
1 Классификация металлорежущих станков
Станки классифицируются по множеству признаков:
По классу точности металлорежущие станки классифицируются на пять классов:
(Н) Нормальной точности
(П) Повышенной точности
(В) Высокой точности
(А) Особо высокой точности
(С) Особо точные станки (мастер-станки)
Классификация металлорежущих станков по массе:
уникальные (>100 т)
Классификация металлорежущих станков по степени автоматизации:
гибкие производственные системы
Классификация металлорежущих станков по степени специализации:
Универсальные. Для изготовления широкой номенклатуры деталей малыми партиями. Используются в единичном и серийном производстве. Также используют при ремонтных работах.
Специализированные. Для изготовления больших партий деталей одного типа. Используются в среднем и крупносерийном производстве
Специальные. Для изготовления одной детали или детали одного типоразмера. Используются в крупносерийном и массовом производстве.
2 Формообразующие движения
Для осуществления процесса резания на металлорежущих станках необходимо обеспечить взаимосвязь формообразующих движений.
У металлорежущего станка имеется привод (механический гидравлический пневматический) с помощью которого обеспечивается передача движения рабочим органам: шпинделю суппорту ит.п. Комплекс этих движений называется формообразующими движениями. Их классифицируют на два вида:
) Основные движения (рабочие) которые предназначены непосредственно для осуществления процесса резания:
а) Главное движение Dг– осуществляется с максимальной скоростью. Может передаваться как заготовке (например в токарных станках) так и инструменту (напр. в сверлильных шлифовальных фрезерных станках). Характер движения: вращательный или поступательный. Характеризуется скоростью— v (мс).
б) Движение подачи Ds– осуществляется с меньшей скоростью и так же может передаваться и заготовке и инструменту. Характер движения: вращательный круговой поступательный прерывистый. Виды подач:
подача на ход на двойной ход Sх. (ммход) Sдв.х. (ммдв.ход);
подача на зуб Sz (ммзуб);
подача на оборот So (ммоборот);
частотная (минутная) подача Sm (обмин).
) Вспомогательные движения– способствуют осуществлению процесса резания но не участвуют в нём непосредственно. Виды вспомогательных движений:
задача режимов резания;
установка ограничителей хода в соответствии с размерами и конфигурациями заготовок;
управление станком в процессе работы;
установка заготовки снятие готовой детали;
установка и смена инструмента и прочие.
Режущий инструмент – инструмент предназначенный для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки путём удаления части материала в виде стружки или шлама с целью получения готовой детали или полуфабриката.
по типу применения – на ручной и машинный (станочный) строительный монтажный ит.д.
по типу обрабатываемого материала – металлорежущий дереворежущий ит.д.
по типу применяемого материала – быстрорежущий для высокоскоростной обработки ит.д.
по типу обрабатываемой детали – зуборезный резьбообразующий ит.д.
по характеру обработки – абразивный шлифовальный ит.д.
по чистоте обработанной поверхности – черновая обработка получерновая обработка чистовая обработка получистовая обработка суперчистовая обработка.
На станках применяется следующий инструмент:
Сверло — двурезцовый или реже однорезцовый режущий инструмент с вращательным движением резания и осевым движением подачи предназначенный для выполнения отверстий в сплошном слое материала. Состоит из режущей части рабочей части и хвостовика. Рабочая часть представляет собой винт Архимеда и служит для удаления стружки из сверлимого отверстия.
Сверло представляет собой режущий инструмент применяемый для изготовления отверстий в сплошном материале.
Свёрла могут также применяться для рассверливания т. е. увеличения уже имеющихся предварительно просверленных отверстий и засверливания т. е. получения конусных углублений в сплошном материале.
По конструктивным особенностям свёрла делят на следующие типы:
для глубокого сверления;
сверлильные головки;
для кольцевого сверления.
Спиральные свёрла изготовляют для сверления «на проход» «под зенкер» «под развёртку или шлифовку» и «под резьбу».
Точность диаметра сверла (величина допуска и его пределы) установлена по стандарту для точного машиностроения и приборостроения а также для общего машиностроения.
Перовое сверло (пёрка) представляет собой пластинку у которой режущие кромки расположены симметрично друг к другу и по отношению к оси сверла. Угол наклона режущих кромок перовых свёрел бывает различным. Перовые свёрла отличаются простотой конструкции и дёшевы в изготовлении но в последнее время применяются редко главным образом при ручной работе так как не допускают высоких скоростей резания.
Центровочные свёрла применяют для сверления центровых отверстий в деталях. Отверстие просверленное сверлом в дальнейшем раззенковывается специальным инструментом — зенкером описанным ниже. Существуют два вида центровочных свёрел:
Свёрла стандартного набора для диаметров от 05 до 12 мм.
Комбинированные без предохранительного конуса и с предохранительным конусом для диаметров от 1 до 6 мм.
Свёрла для кольцевого сверления (сверлильные головки) применяются двух типов:
Для сверления отверстий большей частью больших диаметров в сплошном материале;
Для сверления больших отверстий в листовом материале.
Для сверления отверстий в сплошном материале применяются пустотелые свёрла превращающие в стружку только узкую кольцевую часть материала.
Рабочая часть сверла
Свёрла для обработки металлов и сплавов
Свёрла для глубокого сверления.
Свёрла с механическим креплением твердосплавных пластин.
Спиральные свёрла. Это самые распространённые свёрла с диаметром сверла от 01 до 80 мм и длиной рабочей части до 275 мм широко применяются для сверления различных материалов. Спиральная канавка служит для образования режущей кромки удаления стружки и подвода охлаждающей жидкости. Режущая часть спирального сверла образует конус в зависимости от обрабатываемого материала угол при вершине конуса (2φ) будет различным. (Широко распространено ошибочное название винтов спиралью на самом деле винтовая линия отличается от спиральной линии).
Угол при вершине конуса (2φ) спиральных свёрл в зависимости от обрабатываемого материала °
Сталь конструкционная
Сталь инструментальная
Коррозиционно-стойкая сталь и сплавы
Медные и алюминиевые сплавы
Пластмассы порошковые
Пластмассы волокнистые
Геометрические размеры спиральных свёрл регламентируются следующими стандартами:
с цилиндрическим хвостовиком:
средняя серия - ГОСТ 10902-77 DIN 338;
удлинённая серия - ГОСТ 886-77 DIN 340;
укороченная серия - ГОСТ 4010-77 DIN 1896.
с коническим хвостовиком:
средняя серия - ГОСТ 10903-77 DIN 345;
удлинённая серия - ГОСТ 2092-77 DIN 1870;
длинная серия - ГОСТ 12121-77 DIN 341.
Свёрла для глубокого сверления (пушечные ружейные) предназначены для сверления отверстий сравнительно большой длины. Имеют увеличенный угол наклона винтовой линии для интенсификации отвода стружки.
Центровочные свёрла обладающие большой жёсткостью для обработки центровых отверстий.
Свёрла для обработки конических отверстий.
Перовые свёрла имеющие только одну режущую кромку.
Комбинированный инструмент для изготовления отверстий (например ступенчатое сверло сверло-зенкер сверло-зенковка сверло-развёртка) с двумя ступенями обработки соединённый в одно целое.
При обработке данной детали используется: твердосплавное сверло диаметром 10 мм.
Фреза — режущий многолезвийный инструмент в виде тела вращения с зубьями для фрезерования. Бывают цилиндрические торцевые червячные и др. Материал режущей части — быстрорежущая сталь твёрдый сплав минералокерамика алмаз массив кардной проволоки. В зависимости от конструкции и типа зубьев фрезы бывают цельные (полностью из одного материала) сварные (хвостовик и режущая часть состоит из различного материала сваренные вместе) сборные (из различного материала но соединённые стандартными крепёжными элементами — винтами болтами гайками клиньями).
Концевые фрезы представляют собой группу фрез отличающихся креплением в шпинделе фрезерного станка. Крепление фрез в шпинделе станка производят при помощи цилиндрического или конического хвоста. Зубья на цилиндрической части конструируют аналогично зубьям цилиндрических фрез а на торцовой части аналогично зубьям на торцовой части торцевых фрез.
Концевые фрезы подразделяют на:
концевые обыкновенные с неравномерным окружным шагом зубьев с цилиндрическим и коническим хвостовиками
концевые оснащенные коронками и винтовыми пластинками из твердого сплава
концевые шпоночные с цилиндрическим и коническим хвостовиками
шпоночные оснащенные твёрдым сплавом
концевые для Т-образных пазов
концевые для сегментных шпонок
Угловые фрезы находят применение преимущественно для фрезерования канавок. Они бывают:
Одноугловые фрезы применяют для фрезерования прямых канавок на фрезах и другом инструменте.
Двухугловые несимметричные фрезы применяют для фрезерования прямых и винтовых канавок а симметричные для фрезерования канавок фасонных фрез.
Дисковые фрезы необходимы для формирования пазов и канавок.
Дисковые фрезы бывают трех типов:
Пазовые дисковые фрезы имеют зубья только на цилиндрической поверхности. Для уменьшения трения по торцам толщина фрезы делается на периферии больше чем в центральной части у ступицы. Важным элементом дисковой пазовой фрезы является ширина так как фреза предназначена в том числе и для обработки пазов. Важной областью применения дисковой пазовой фрезы является распиловка заготовок из дерева и металла.
Двусторонние дисковые фрезы кроме зубьев расположенных на цилиндрической поверхности имеют зубья на торце.
У трёхсторонних дисковых фрез зубья расположены на цилиндрической поверхности и на обоих торцах. Условия резания у торцовых зубьев менее благоприятны чем у зубьев расположенных на цилиндрической поверхности. Небольшая глубина канавки у торца не дает возможности получить необходимые задние и передние углы.
Монолитные фрезы — это фрезы выполненные полностью из твердосплавного материла. Иногда их называют «пальчиковые фрезы». Их применение позволяет значительно ускорить процесс обработки экономя время на заменузаточку и увеличивая скорость прохода в пять - шесть раз. Так же твёрдый сплав в режущем инструменте служит для обработки стали в закаленном виде что исключает погрешности от деформации. Монолитные
фрезы выпускаются следующих сплавов: Т5К10 Т15К6 ВК8 ВК10-ОМ. Самый передовой сплав — ВК10-ОМ он отличается экономичностью и повышенной износоустойчивостью.
Отечественные производители твердосплавных фрез:
Сестрорецкий инструментальный завод
Московский завод режущих инструментов «Фрезер»
Ижевский машиностроительный завод.
При обработке данной детали используется: Фреза D125 Фреза D40 Фреза D100
Зенкерование (от нем. Senken) — вид механической обработки резанием в котором с помощью специальных инструментов (зенкеров) получают отверстия или фаски различного диаметра и глубины после предварительного сверления. Зенкерование является получистовой обработкой резанием.
Назначение зенкерования
Зенкерование как получистовая и отчасти чистовая операция механической обработки имеет следующие основные назначения:
Очистка и сглаживание поверхности отверстий: перед нарезанием резьбы или развёртыванием;
Калибрование отверстий: для болтов шпилек и другого крепежа;
Снятие фасок: для скругления острых углов и удаления заусенцев также для размещения головок болтов и винтов.
Выполнение зенкерования. Виды зенкеров
Зенкерование является точной операцией механической обработки и требует высокой мощности соответственно является машинной операцией и выполняется на следующих станках:
Сверлильные станки всех типов: наиболее часто.
Станки токарной группы: наиболее часто.
Расточные станки: часто как вторичная операция.
Фрезерные (горизонтальные и вертикальные): редко. В основном на фрезерных с ЧПУ (как часть программы).
Агрегатные станки: как одна из операций в автоматической линии.
Зенкерование выполняется зенкерами. Зенкер представляет собой многолезвийный (3—12 лезвий) инструмент имеющий ось вращения при вращении которого его лезвиями производится обработка отверстия.
Основные виды зенкеров:
Зенкеры машинные цельные с метрическим конусом либо конусом Морзе;
Зенковки конические и цилиндрические: снятие фасок зенкерование «потайных» углублений для винтов и шурупов.
Зенкеры изготовляют преимущественно из быстрорежущих сталей или оснащёнными пластинами твёрдых сплавов. При зенкеровании широко применяются смазочно-охлаждающие вещества.
При обработке данной детали используется: зенкер D 20*90GR.
Расчет режимов резанья.
Глубину резания определяем согласно рекомендациям изложенным в инструментальном каталоге фирмы-производителя инструмента. Для используемого режущего инструмента рекомендуется глубина резания 1 мм.
Согласно карте Ф-2 при рассчитанной глубине резания рекомендуется назначать подачу на зуб равную Sv - 02мм зуб.
Для назначенной выше подачи периоду стойкости и глубине резания рекомендуемая скорость резания составляет V = 35ммин.
Выполняем расчет числа оборотов шпинделя по формуле для рекомендуемой скорости резания.
где п — число оборотов шпинделя обмин D — диаметр инструмента мм V — скорость резания ммин — постоянная равная 314.
Для удобства округляем полученное значение числа оборотов шпинделя до 320 обмин.
Выполняем расчет минутной подачи по формуле
Sz = SZ ·Z·n = 0.2·6·320 = 384мммин
Разработка специального приспособления.
Для обработки данной заготовки на станке с ПУ было спроектировано специальное приспособление. При его разработке были учтены требования точности базирования технологичности и эргономичности.
Базирование заготовки в приспособлении осуществляется по трем цилиндрическим базовым штифтам диаметром 7мм которые устанавливаются два штифта по оси Y и третий штифт по оси X. (отверстия в основании с разбой штифты вкручиваются). Зажим заготовки осуществляется прижимом. Высота прижима от 10 до 20 мм ширина 20мм материал 40Х винт М8. Зажимает деталь в специальном приспособлении надежно и качественно.
Рис 1 Зажим заготовки
Рис 2 Способ закрепления детали
Рис 3 Базовые стороны
Крепление приспособления на столе станка осуществляется четырьмя болтами которые вкручиваются в «Сухари» установлены в Т- образных пазах станка.
Рис 4 Основание приспособления
Создание управляющей программы обработки
Для специальной операции технологического процесса в системе Feature САМ составим управляющую программу. Процесс её написания состоит в последовательном выполнении основных этапов:
—создание заготовки;
—создание эскиза обработки
—построение траектории движения инструмента;
—составление технологии обработки;
—генерация управляющей программы.
Создаём эскиз заготовки. Для её создания воспользуемся диалоговым окном «Мастер создания заготовки». В нем указываем форму геометрические параметры заготовки и марку обрабатываемого материала.
Рис. 5 Диалоговые окна используемые для создания заготовки
С помощью Графического редактора встроенного в систему Feature САМ на поверхности созданной заготовки создаем эскиз обрабатываемой поверхности. Для этого на панели главного меню программы открываем вкладку «Шаги» на которой выбираем панель инструментов «Геометрия». В открывшемся диалоговом окне с помощью набора простых геометрических элементов создаём эскиз обработки детали.
Рис. 6 Панель инструментов «Геометрия»
Рис. 7 Создание эскиза обработки
После создания эскиза обработки указываем на заготовке систему координат детали или нулевую точку. Для этого на закладке «Установ» в диалоговом окне «Установ-Определение» указываем имя детали и нажимаем
на кнопку «Далее». В открывшемся диалоговом окне «Установ-Нулевая точка программы» выбираем способ базирования детали «Базирование по геометрии» и нажимаем на кнопку «Далее». В открывшемся диалоговом окне указываем координаты определяющие положение нулевой точки на поверхности детали.
Рис. 8 Диалоговые окна используемые для системы координат детали.
Создание технологии обработки. Для составления технологии обработки контура на панели главного меню программы открываем вкладку «Шаги» на которой выбираем панель инструментов «Элементы». В открывшемся
диалоговом окне из типовых обрабатываемых элементов выбираем элемент «Выступ» нажимаем на кнопку «Далее».
В следующем окне выбираем боковые стенки => Далее=> Выбираем глубину фрезерования в данном случае на 16 мм. => Следующая вкладка «Стратегия» выбираем: «Попутное фрезерование» «По глубине» «Чистовой проход» и тип шага «NT Спираль» => выбираем из списка нужный нам инструмент для обработки или создаем свой => нажимаем на кнопку «Готово».
Рис. 9 Диалоговые окна элемента «Выступ»
После ввода необходимых данных формируется технологическая карта обрабатываемого контура в которой содержится информация о режущем инструменте и режимах резания.
В режиме симуляция просматривает результат программирования обработки детали и траекторию обработки детали.
Рис. 10 Результат программирования обработки контура детали.
Рис. 11 Результат программирования обработки контура детали.
Написание управляющей программы в системе Feature CAM
O0001 - ( FEATURECAM - FANUC )
( УСТАНОВ1 - 19.09.2022 - 18:29:04 )
( ESTIMATED MACHINE TIME = 109:13:44.8 )
N35 G00 G20 G17 G40 G49 G80 G94
N45 ( BOSS ROUGH1 ВЫСТУП1 )
N55 G00 G54 G90 X2.875 Y4.7638 S955 M03
N60 G43 H1 Z0.9843 M08
N70 G01 Z-0.6299 F0.
N80 G02 X3.0401 Y4.2476 I-1.7239 J-0.7927
N90 G02 X4.7113 Y4.0801 I-0.0095 J-1.8974
N115 X2.2994 Y4.7788
N120 G03 X2.2902 Y4.7244 I0.0226 J-0.0318
N125 G02 X2.5421 Y3.9386 I-1.1128 J-0.79
N140 G02 X4.7244 Y3.4713 I-0.0043 J-1.3647
N150 X1.4418 Y4.7783
N165 X1.4403 Y4.7743
N170 G03 X1.4638 Y4.7244 I0.0367 J-0.0132
N175 G02 X2.0177 Y3.937 I-0.2827 J-0.7874
N190 G02 X4.7244 Y2.6449 I0. J-0.8366
N200 X4.7646 Y-0.1666
N215 X4.7628 Y-0.1626
N220 G03 X4.7113 Y-0.1431 I-0.0355 J-0.016
N225 G02 X3.9413 Y-0.3106 I-0.7796 J1.7299
N235 G02 X2.893 Y-0.7874 I-1.8709 J0.3159
N245 X4.7813 Y0.4529
N260 X4.7788 Y0.4565
N265 G03 X4.7244 Y0.4657 I-0.0318 J-0.0226
N270 G02 X3.9386 Y0.2138 I-0.79 J1.1128
N285 G02 X2.2902 Y-0.7874 I-1.3647 J0.0043
N295 X4.7783 Y1.3141
N310 X4.7743 Y1.3156
N315 G03 X4.7244 Y1.2921 I-0.0132 J-0.0367
N320 G02 X3.937 Y0.7382 I-0.7874 J0.2827
N335 G02 X1.4638 Y-0.7874 I-0.8366 J0.
N345 X5.1575 Y2.3249
N360 X4.7244 Y1.5748
N365 G02 X3.937 Y0.7874 I-0.7874 J0.
N380 G02 X1.1811 Y-0.7874 I-0.7874 J0.
N385 G01 X0.431 Y-1.2205
N410 X1.1811 Y4.7244
N415 G02 X1.9685 Y3.937 I0. J-0.7874
N430 G02 X4.7244 Y2.3622 I0. J-0.7874
N435 G01 X5.1575 Y1.6121
N450 G0 G91 G28 Z0 M09
Таким образом в ходе выполнения индивидуального задания были закреплены полученные во время сессии теоретические знания по видам технологических операций выполняемых на металлорежущих станках выбору технологического оснащения для выполнения различных станочных работ закреплены ранее приобретенные производственные навыки по выполнению на станках различных технологических операций.
А.М.Дальский и др. Технология конструкционных материалов. — М.: Машиностроение 1987г.
Краткий справочник металлиста. Под ред. Орлова П.Н. 1986 г.
Родин П.Р. Режущие инструменты.. — К.: Вышая школа 1984г.
Якухин В.Г. Ставров В.А. Изготовление резьб. Справочник.. — М.: Машиностроение. 1989г.
Большая советская энциклопедия. Гл. ред. А.М.Прохоров 3-е изд. Т. 20. Плата— Проб. 1985г.
И.И.Семенченко В.М.Матюшин Г.Н.Сахаров «Проектирование металлорежущих инструментов». М: Машгиз. 1963г. в ред. 1999г.
ГОСТ 25751-83 – Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий.
З.И. Кремень В.Г. Юрьев А.Ф. Бабошкин Технология шлифования в машиностроении. — Санкт-Петербург: Политехника 2007г. — ISBN 978-5-7325-0517
Периодические издания