Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Автоматизированное проектирование технологического процесса изготовления фланца 53А50.23.014 с помощью САПР

Проектирование операционной технологии

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

Выбор средств технологического оснащения

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

Таблица 2.4. Средства технологического оснащения 005 операции

Переходы операций

Средства технологического оснащения

Установить заготовку в патрон, закрепить.

ПР: Патрон токарный трехкулачковый 7100-0069 ГОСТ 2675-80

Подрезать торцы 217/180, 180/165 начерно, обточить пов. 180 предварительно

РИ: Резец токарный 2100-2182 ВК6 ГОСТ 26611-85

Расточить отв. 105, 125+0,08, 165, с подрезкой торцев 125+0,08/105, 165/125+0,08 предварительно

РИ: Резец токарный расточной 2145-0555 ВК8 ГОСТ 20874-75

Подрезать торцы 217/180, 180/165 начисто, с припуском под шлифование, обточить пов. 180 окончательно, с образованием фаски 145

РИ: Резец токарный 2100-2182 ВК4 ГОСТ 26611-85

Точить канавку для выхода шлифовального круга

РИ: Резец токарный канавочный 2130-0005 ВК6 ГОСТ 18884-73

Расточить отв. 105, 125+0,08, 165, с подрезкой торцев 125+0,08/105, 165/125+0,08 окончательно, расточить фаску 145 в отв. 125+0,08

РИ: Резец токарный расточной 2145-0555 ВК4 ГОСТ 20874-75

Снять заготовку, очистить от стружки. Контролировать размеры

СИ: Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89

Таблица 2.5. Средства технологического оснащения 010 операции

Переходы операций

Средства технологического оснащения

Установить заготовку в патрон, закрепить

ПР: Патрон токарный трехкулачковый 7100-0069 ГОСТ 2675-80

Подрезать торец 217/105, обточить пов. 217 предварительно

РИ: Резец токарный 2100-2182 ВК6 ГОСТ 26611-85

Подрезать торец 217/105, обточить пов. 217 окончательно с образованием фаски 145

РИ: Резец токарный 2100-2182 ВК4 ГОСТ 26611-85

Снять заготовку, очистить от стружки. Контролировать размеры

СИ: Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89

Расчет режимов резания на токарные операции

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

Эскиз перехода

Рисунок 2.5. Эскиз перехода

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

Глубина резания t = 1,7. 3,5 мм.

Расчет ведем по максимальному значению

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

s = 0,8. 1,9 мм/об.

Окончательно принимаем s = 1,0 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной T = 30 мин.

Скорость резания рассчитываем по формуле:

, (2.8)

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

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

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

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

nv = 1,25.

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

.

Кпv = 0,85; Kиv = 1,0; [10, табл. 56, стр. 263].

Тогда .

Выбираем из таблиц оставшиеся коэффициенты

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

Тогда скорость резания

.

Частота вращения шпинделя при точении участка на 200 определим из соотношения

; (2.9)

,

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

Проведем проверку найденных режимов резания по мощности главного привода станка.

Значение тангенциальной составляющей силы резания определяется по формуле:

(2.10)

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

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

(2.8)

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

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

, n = 0,4.

Тогда .

Значение остальных коэффициентов примем равным единице.

Тогда Kp = 0,945.

Откуда

.

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

(2.11)

.

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

Основное время обработки найдем как

; (2.12)

где lр.х. длина рабочего хода.

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

Тогда

.

Эскиз перехода

Рисунок 2.6. Эскиз перехода

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

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

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

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

s = 0,25 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной Т = 30 мин.

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

Kv = 0,9; Cv = 292; x = 0,15; y = 0,20; m = 0,20.

Тогда скорость резания при черновом растачивании составит:

.

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

,

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

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

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

Тогда

.

Эскиз перехода

Рисунок 2.7. Эскиз перехода

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

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

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

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

s = 0,15 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной Т = 20 мин.

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

Kv = 1,21; Cv = 292; x = 0,15; y = 0,20; m = 0,20.

Тогда скорость резания при чистовом контурном точении составит

.

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

,

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

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

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

Тогда

.

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

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

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

s = 0,2 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной 30 мин.

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

Kv = 1,0; Cv = 68,5; x = -; y = 0,40; m = 0,20.

Тогда скорость резания составит

.

Частоту вращения шпинделя найдем по формуле (2.9)

,

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

Фактическая скорость резания при этом окажется равной:

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

Тогда

.

Эскиз перехода

Рисунок 2.8. Эскиз перехода

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

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

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

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

s = 0,15 мм/об.

Стойкость инструмента принимаем равной Т = 30 мин.

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

Kv = 1,1; Cv = 292; x = 0,15; y = 0,20; m = 0,20.

Тогда скорость резания при чистовом растачивании составит:

.

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

,

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

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

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

Тогда

.

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

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

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

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

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

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

Расчет норм времени на токарные операции с ЧПУ

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

Штучно-калькуляционное время на операцию выражается формулой:

(2.13)

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

(2.14)

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

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

= 4 + 2 + 7 + 2 + 2 +2,5 = 19,5 мин.

Тп.з.3 = Тшт.

где Тшт - штучное время на операцию, мин;

Норма штучного времени на операцию определяется по формуле

(2.15)

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

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

;

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

.

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

.

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

(2.16)

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

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

. (2.17)

.

.

Тогда штучные времена на операции составят:

.

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

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

= 25 + 19,5 + 6,4 = 50,9 мин.

= 25 + 19,5 + 3,3 = 47,8 мин.

Штучно-калькуляционные времена на операции составят:

;

.

Программирование обработки на станках ЧПУ в EdgeCAM 10.5

Описание программного комплекса EdgeCAM 10.5

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

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

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

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

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

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

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

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

  • Ш EdgeCAM Part Modeller - CAD-система для создания несложных моделей, используемых в EdgeCAM.
  • Ш EdgeCAM's Technology Assistant - предназначен для создания и редактирования свойств обрабатываемых и инструментальных материалов для последующего автоматического расчета режимов резания в EdgeCAM;
  • Ш EdgeCAM's ToolStore - предназначен для быстрого создания и редактирования баз данных инструментов, имеющихся в наличии на производстве и доступных для использования в EdgeCAM.
  • Ш EdgeCAM's ToolKit Assistant - предназначен для управления инструментальной базой данных ToolStore для более эффективного проектирования технологических операций и разработки УП.
  • Ш EdgeCAM Code Wizard - предназначен для создания постпроцессоров, используемых для генерации УП в EdgeCAM.
  • Ш и пр.

Программа работает в двух режимах: проектирования и обработки.

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

В графическом окне отображается следующие элементы:

  • · заготовка (созданная или импортированная из CAD-системы);
  • · деталь (если она импортируется из CAD-системы);
  • · геометрические построения (линии, окружности, кривые);
  • · элементы (распознанные или созданные в ручную поверхности, контуры и пр. элементы детали подлежащие обработке);
  • · глобальная и локальная системы координат;

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

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

Рабочее окно программы EdgeCAM в режиме проектирования

Рисунок 2.9. Рабочее окно программы EdgeCAM в режиме проектирования

Рабочее окно программы EdgeCAM в режиме обработки

Рисунок 2.10. Рабочее окно программы EdgeCAM в режиме обработки

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

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

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

Моделирование заготовки для 005 токарной операции с ЧПУ

Моделирование заготовки необходимо производить для каждой операции обработки детали.

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

а) б)

в)

Заготовка-отливка, созданная в EdgeCAM

Рисунок 2.11 - Заготовка-отливка, созданная в EdgeCAM

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

На рис. 2.11 показана модель заготовки для 005 операции.

Проектирование переходов 005 токарной операции с ЧПУ

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

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

а) б) в)

г) д)

е)

Рисунок 2.12. Этапы проектирования перехода чернового точения

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

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

На рис. 2.13 показаны фрагменты имитации всех спроектированных переходов.

а)б) в) г)

д)

Рисунок 2.13. Фрагмент имитации обработки на 005 операции

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

Проектирование переходов 010 токарно-револьверной операции с ЧПУ

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

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

а) б) в)

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

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

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

Проектирование переходов 015 сверлильной операции с ЧПУ

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

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

Заготовка для 015 операции (stl-модель)

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

а) б)

  • в) г)
  • д) е)
  • ж)
Фрагменты имитации обработки на 015 операции

Рисунок 2.16. Фрагменты имитации обработки на 015 операции

  • а) центрование 7-ми отв.;
  • б) сверление 4-х отв. 9;
  • в) сверление отв. 5;
  • г) сверление 2-х отв. под резьбу K1/4'';
  • д) зенкование фасок в отв. K1/4'';
  • е) развертывание 2-х отв. под резьбу K1/4'';
  • ж) нарезание резьбы K1/4'' в 2-х отв

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

D-модель детали, полученная после выполнения лезвийной обработки

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

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

а)

б)

в)

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

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее