Обработка детали 'Фланец'

Обработка детали 'Фланец'

Введение

Современное общество может существовать только в том случае, если это общество производит продукцию. Независимо от вида изделия производство продукции не мыслимо без технологического процесса.

Технологический процесс это - совокупность всех действий по изменению линейных размеров, физических, химических свойств предмета труда. В данном случае необходимо разработать технологический процесс изготовления детали самолета. Основная часть процесса - это механическая обработка этой детали.

Все техпроцессы стремятся удовлетворить ряд требований. Основное и самое главное требование заключается в том, что бы техпроцесс изготовления детали обошелся предприятию-изготовителю в минимально возможную стоимость изготовления, без ущерба для качества, что в свою очередь снизит конечную себестоимость изделия, а это повысит конкурентоспособность товара и повысит экономический эффект от всего изделия.

Другие требования - это обеспечение:

-   минимальной трудоемкости изготовления

    минимальной материалоемкости

    заданной производительности

    заданных требований в отношении качества и эксплуатационных свойств.

С развитием науки и техники совершенствовались и технологические процессы. Главным направлением прогрессирования техпроцессов стало автоматизация отдельных операций. Это достигалось путем проектирования специальных или специализированных станков. Программоносителем в этих станках были различные кулачки, копиры.

Главный недостаток этих станков - сложность, а зачастую невозможность переналадки. Вследствие этого, такие станки применяются только в массовом производстве. Как известно из статистики 80% от всех производимых товаров выпускаются в условиях серийного производства. Автоматизация серийного производства стало возможным с внедрением станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки, оснащенные системами ЧПУ, отличаются высокой производительностью и быстротой переналадки. Производительность станков с ЧПУ выше, чем производительность универсальных станков, но несколько ниже производительности специальных. Станки с ЧПУ в основном работают в режиме полуавтомат. Главной сложность была - автоматизировать процесс установки заготовки, снятия со станка готовой детали сложной формы.

Дальнейшее развитие науки и техники ознаменовалось разработкой промышленных роботов, которые обеспечивали автоматический процесс установки заготовок и снятия со станка готовых деталей. Следствием стало разработка, на основе станков с ЧПУ, гибких автоматических линий и гибких производственных модулей, производительность которых была еще выше. Недостатком этого производственного оборудования является значительная стоимость. Следующей ступенью автоматизации техпроцессов - это построение автоматических производственных участков, цехов, заводов управляемых от сверхмощной вычислительной машины. Такие производственные комплексы существуют в развитых странах.

Вершиной автоматизации и проектирования технологических процессов является производственный комплекс, способный автоматически разработать технологическую документацию, подготовить производство, изготовить детали, собрать их в узлы, узлы собрать в изделие, по предварительно заложенному в систему управления комплекса заданию.

Целью данного дипломного проекта является разработка технологического процесса изготовления детали самолета по предложенному образцу, и обеспечить соответствие этого технологического процесса с современными возможностями серийного производства.

1. Обоснование технических решений

.1 Описание условий работы и анализ технологичности конструкции детали

Данная деталь «Фланец» является установочным элементом для крепления топливного датчика. В связи с требованиями по условиям эксплуатации, выбирается материал детали Сталь 06Х14Н6Д2МБТ-Ш коррозионностойкая обыкновенная. По условиям эксплуатации, деталь должна отвечать следующим требованиям:

·  Не допускается коррозия материала детали.

·        Трущиеся поверхности детали должны иметь заданную износостойкость.

·        Материал детали должен сохранять заданную прочность, при всем сроке эксплуатации, не взирая на внешние воздействия (температура, влажность, воздействие агрессивных сред, вибрации и т.д.).

В связи с этими требованиями выбирается материал детали сталь 06Х14Н6Д2МБТ-Ш коррозионностойкая обыкновенная.

Данный сплав имеет следующий химический состав:

Таблица Химический состав (%) коррозионностойкой стали.

Широкое распространение в авиастроении получили стали марок 08Х15Н5Д2Т (ЭП-410Ш,ВНС-2) и 06Х14Н6Д2МБТ(ЭП817) с параметром прочности sв = 1150...1400 МПа, обладающие высокой технологичностью.

Закалку деталей из этих сталей можно совмещать с процессом формообразования, при сварке самых сложных конструкций не требуется подогрева или последующего отжига, внутренние напряжения минимальны. Сталь 06Х14Н6Д2МБТ(ЭП817) в отличие от стали 08Х15Н5Д2Т (ЭП-410Ш,ВНС-2) обладает большей стойкостью сварных соединений к коррозионному растрескиванию под напряжением, а также более высоким пределом текучести при низких ( до -70 0С) температурах. Сварное изделие по прочности практически не уступает прочности основного металла.

Сталь ЭП-817 (06Х14Н6Д2МБТ) относится к коррозионностойким мартенситностареющим сталям. Сталь ЭП-817(06Х14Н6Д2М6Т) рекомендуется для изготовления нагруженных самолетных узлов (детали, изготовленные из штамповок, поковок, прессованных профилей), работающих при температурах от -70°С до +300°С в общеклиматических условиях в контакте с топливом. Сталь отличается повышенной стойкостью сварных соединений к коррозионному растрескиванию под напряжением, а также значительно более высокой вязкостью при низких температурах (до -70°С).

Анализ технологических детали производится по трем коэффициентам:

. Коэффициент унификации Ку. Определяется по формуле

,

где Q-число унифицированных размеров или элементов детали;

Qэ-общее количество размеров или элементов детали.

Если , то деталь считается технологичной

. Коэффицент точности Кт. Определяется по формуле

,

где Аср-средний коэффицент точности размеров, рассчитывается по формуле

где Ani-коэффициент точности отдельных размеров

Если Кт, то деталь считается технологичной. 3. Коэффициент шероховатости Кш. Определяется по формуле

где Bср-средняя шероховатость размеров. Рассчитывается по формуле

,

Где Bni-шероховатость отдельных поверхностей детали.

Если Кш, то деталь считается технологичной.

Данные для расчета приведены в таблице ниже.

Таблица

Анализ технологичности конструкции детали осуществляется определением следующих коэффициентов:

. Рассчитываем коэффициент унификации.

т.к. 0,800.6, то деталь технологична.

. Рассчитываем коэффицент точности.

т.к. 0,920,8 деталь технологична.

. Рассчитываем коэффициент шероховатости

т.к. 0,314<0.32 деталь технологична

По всем трем коэффициентам деталь технологична.

1.2 Выбор и обоснование типа производства (предварительный)

Серийность производства во многом влияет на содержание процесса технологического процесса обработки детали, а так же на производительность и себестоимость изготовления.

Серийность производства зависит от:

·    Годовой программы выпуска деталей;

·        Формы и размеров детали и трудоемкости ее обработки;

·        Материала детали;

·        Качества и точности обработки поверхностей.

Серийность производства характеризуется коэффициентом закрепления операции, который определяется по формуле

,

где, Фг-годовой фонд времени работы оборудования (3975), час.;

Nг-годовая программа выпуска деталей (Nг=86шт );

Тшт.ср-среднее штучное время обработки детали, мин.;

где,   n-число операций механической обработки.

Фг=(365-115)*8*2=3975 час.

Тср.шт.=263 мин.

Производство среднесерийное, т.к. Кз.о.=15,11. Для среднесерийного производства характерно:

·        Применение специализированных станков и станков с ЧПУ.

·        Оборудование может быть расставлено как по групповому методу, так и по технологическому процессу

·        Применение специального и стандартного измерительного инструмента.

·        Рабочий персонал средней квалификации

·        Продукция выпускается партиями.

 шт

Где Nг-годовая программа выпуска деталей;

t-запас деталей на складе (дней);

К-число рабочих дней в году

1.3 Анализ заводского технологического процесса

Согласно заводскому технологическому процессу, обработка данной детали «Фланец» осуществляется в следующей последовательности.

Таблица

Анализируя выше приведенный технологический процесс, следует отметить следующее: Применение морально устаревшего оборудования с ЧПУ.

Рекомендуется использовать обрабатывающие центры с числовым программным управлением, большим количеством инструментов и систем координат, отвечающие современным требованиям в отношении производительности, качества обработки и остальным показателям, например ИР500ПМФ4.

1.4 Выбор и обоснование метода получения заготовки

От правильности выбора метода получения заготовки зависти весь последующий технологический процесс, число переходов, операций, а также трудоёмкость и себестоимость изготовления детали. На выбор метода получения заготовки влияют следующие факторы: материал детали, форма, размер и масса детали в узле; размеры припусков на обработку и точности размеров.

Получение заготовки осуществляется различными способами, такими как: поковка, волочение, ковка, горячая объемная штамповка, холодная штамповка, литье.

Для серийного производства данной детали наиболее целесообразно использовать заготовку, полученную методом горячей объёмной штамповки.

Для объемной штамповки наиболее характерна высокая точность геометрических размеров изделия, качество поверхности, и как следствие коэффициент использования металла.

Принцип горячей объёмной штамповки заключается в том, что нагретый деформируемый металл, подвергнутый всестороннему сжатию, заполняет полости штампа. Штамп представляет собой инструмент, состоящий из двух разъёмных частей, в собранном виде образующих полость, называемою ручьем. Форма этой полости совпадает с формой изготовляемой обработки. В штампе может быть один или несколько ручьев. Штамповке подвергаются различные материалы, в том числе высоколегированные стали, алюминиевые и медные сплав, сплавы на основе титана, никеля, тугоплавких металлов. Оборудованием для штамповки служат различные механические и пневматические прессы.

В настоящее время штамповки изготавливают таким образом, что они устанавливаются в узлы и детали с весьма небольшой механической обработкой, а если необходимо получить точные размеры и качественные поверхности детали, то припуски на обработку резанием минимальны. Штамповкой изготавливаются детали сложной конфигурации ответственного назначения для различных отраслей машиностроения. Установлено, что детали. Выполненные из заготовок - штамповок обладают на 30% большей надежностью при работе. Штамповочные операции отличаются высокой производительностью, и низкой себестоимостью.

Я считаю, что метод горячей объёмной штамповки наиболее целесообразен при серийном производстве данной детали.

1.5 Выбор баз

При обработке металлов резанием присутствуют относительные движения обрабатываемой заготовки и режущего инструмента, поэтому требуемая точность обработки достигается приданием заготовке вполне определенного положения относительно режущего инструмента. Для того, что бы избежать смещения заготовки под действием сил резания, ее закрепляют. Ориентация заготовки в пространстве бывает полная и частичная. Она зависит от условий обработки. В моем случае деталь обрабатывается на многооперационном станке с ЧПУ, поэтому проектируемое приспособление должно обеспечивать полную ориентацию заготовки. При этом заготовка должна быть лишена всех степеней свободы относительно нулевой точки. Базирование заготовки должно обеспечить ее однозначное положение на станке при обработке всех поверхностей с требуемой точностью их взаимного положения. Для правильного выбора базовых поверхностей нужно следовать определенным принципам:

·    Принцип постоянства баз;

·        Принцип совмещения баз (деталь должна полностью обрабатываться с одной установочной базы);

·        Базы, используемые на окончательной обработке должны отличаться наибольшей точностью;

·        Выбранные базы совместно с зажимными устройствами должны обеспечить правильное базирование и надежное закрепление заготовки;

·        Выбранные базы должны обеспечить удобство заготовки в рабочей зоне станка.

При установке детали, на первой операции, используются черновые технологические базы. За черновые технологические базы принимают поверхности:

·    Имеющие наименьшие пространственные искривления и наибольшую точность;

·        Имеющие наименьший припуск на обработку;

·        Обладающие значительной площадью и длинной.

Учитывая выше изложенные требования на первой механообрабатывающей операции в качестве черновых баз использовать указанные поверхности на рисунке.

Такая схема лишает заготовку всех степеней свободы.

Заготовку вдавливает в смолу и закрепляют соединением шпилька-гайка.

Рисунок

При установке заготовки на следующей операции используют чистовые технологические базы (обработанные поверхности). Они должны отвечать следующим требованиям:

·  Технологическая база должна быть связанна с обрабатываемыми поверхностями кротчайшей размерной цепью.

·        При смене технологических баз следует использовать более точные поверхности.

В данном случае деталь базируется на ложемент и два пальца.

При установке детали на ложемент она лишается трех степеней свободы-перемещение по оси OZ и вращение вокруг осей OX и OY. Установка детали на 1 палец лишает ее еще двух степеней свободы-перемещение по осям OX и OY. При установке детали на второй палец, она лишается последней степени свободы-вращение вокруг оси OZ. Во время обработки детали возникает угроза вибрации. Чтобы этого избежать в конструкции приспособления предусмотрены прихваты.

Рисунок

- установка на ложемент

- установка на палец

- прихват

1.6 Краткая характеристика разрабатываемого технологического процесса: обоснование принятой последовательности обработки, выбор оборудования и станочных приспособлений (ГОСТ 14305-73), выбора режущих и вспомогательных инструментов

Главной целью при разработке технологического процесса является снижение трудоемкости и себестоимости изготовления детали. Для достижения этой цели в проектном технологическом процессе обработка детали фланец была переведена в прогрессивное современное оборудование, а именно на станок с числовым программным управлением ИР-500ПМФ4, благодаря чему уменьшилось общее число оборудования, число работников и время на изготовления детали.

При разработке технологического процесса учитывались следующие факторы:

·    Серийность производства данной детали на заводе;

·        Вид обрабатываемой заготовки;

·        Масса заготовки;

·        Масса материала.

Таблица

При выборе конструкции станочных приспособлений учитывалось то, что обработка осуществляется на станке с ЧПУ в условиях среднесерийного производства, поэтому предлагается использовать специальную технологическую оснастку.

Обработка детали фланец выполняется на станке с ЧПУ, обладающем широкими технологическими возможностями, поэтому предлагается применять стандартные режущие инструменты:

Для обработки плоскостей:

Фрезы Æ30х80R4, Æ12х60R4, Æ8х60R4,

Для обработки отверстий:

Сверла спиральные Æ9,5, Æ4,2

сверло центровочное Æ2

Метчик М5 М5М6

Материалом режущей части выбираю быстрорежущий сплав Р6М5.

Для межоперационного и окончательного контроля обработанных поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент. Специальный измерительный инструмент следует применять по необходимости, так как его стоимость выше стандартного.

Метод контроля должен соответствовать повышению производительности труда контролера, создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения ее себестоимости.

Для данной детали применяются следующие измерительные и контролирующие инструменты:

Штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1;

Калибр-пробка Æ10h9.

Для установки режущего инструмента в шпиндель станка используют инструментальные оправки, которые являются вспомогательным инструментом.

Рисунок

1.7 Определение операционных припусков и допусков на межоперационные размеры и размеры заготовки

Правильное определение межоперационных припусков и допусков играет важную роль в уменьшении трудоемкости изготовления детали, снижение ее себестоимости.

Расчет межоперационных размеров и припусков аналитическим методом осуществляется по следующим формулам:

при обработке плоскости с одной стороны

 (мкм);

при обработке противолежащих и внутренних поверхностей

 (мкм);

при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения

 (мкм);

Где-высота микронеровностей поверхности, полученной на предшествующем переходе, мкм

-глубина дефектного слоя, полученная на предшествующем переходе, мкм

-пространственное отклонение взаимосвязанных поверхностей, остававшееся после выполнения предшествующего перехода, мкм

Определим межоперационные припуски и допуски, а так же размеры заготовки аналитическим методом.

Таблица

Рассчитаем 2Zmin для чернового фрезерования.

Rz=150мкм,

Т=300мкм,

 =40мкм

 мкм;

 (мкм0

где-удельная изогнутость

-расстояние от наиболее удаленного конца плоскости до ближайшего торца

Определяем номинальные размеры

,184+1/3 =75,184+1/3 2,2=75,9 или ()

Определяем глубину резания

t=(75,9-74)/2=0,95

деталь заготовка допуск припуск

Рисунок

Таблица

Рассчитаем 2Zmin для чернового фрезерования.

Rz=150мкм,

Т=300мкм,

 =40мкм

 мкм;

 (мкм0, где

-удельная изогнутость

-расстояние от наиболее удаленного конца плоскости до ближайшего торца

Определяем номинальные размеры

,000+1/3 =14,000+1/3 1,100=14,427 или ()

Определяем глубину резания

t=(14,4-13)/2=0,7

Рисунок

Таблица

Рассчитаем 2Zmin для чернового фрезерования.

Rz=150мкм,

Т=300мкм,

 =40мкм

 мкм;

 (мкм0

где-удельная изогнутость

-расстояние от наиболее удаленного конца плоскости до ближайшего торца

Определяем номинальные размеры

,015+1/3 =98,015+1/3 2,2=98,748 или ()

Определяем глубину резания

t=(98,7-97)/2=0,85

Рисунок

Таблица

Рассчитаем 2Zmin для чернового фрезерования.

Rz=150мкм,

Т=300мкм,

 =40мкм

 мкм;

 (мкм0

где-удельная изогнутость

-расстояние от наиболее удаленного конца плоскости до ближайшего торца

 мм

Определяем номинальные размеры

,884+1/3 =3,884+1/3 0,6=4,084 или ()

Определяем глубину резания

t=(4,1-2,5)/2=0,3 мм

Рисунок

Расчет межоперационных размеров и припусков статистическим методом.

Таблица

Таблица

1.8 Определение режимов резания и технических норм времени

Расчет режимов резания на обработку плоскости, операция А010 переход №01, станок ИР500ПМФ4, режущий инструмент фреза концевая 30х80R4, число зубьев 3, материал режущей стали Р6М5.

1. Глубина фрезерования t=0,3 мм

Ширина фрезерования B=22 мм

.Выбираем подачу на зуб

Sz=0,03мм/зуб

. Определяем скорость резания

Где Сv-коэффициент

B - ширина фрезерования

D-диаметр фрезы

T-период стойкости

t-глубина фрезерования

z-количество зубьев фрезы

Kv-общий поправочный коэффициент

q,m,x,y,u,p-показатели степеней

Kv=Kmv*Knv*Kuv

Где Kmv-коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

Knv-коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

Kuv-Коэффициент, учитывающий материал инструмента

Kmv=0,37

Knv=0,8

Kuv=1

Kv=0.37*0,8*1=0,3

Cv=46,7=0,45=0,5=0,5=0,1=0,1=0,33=80 мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя

Где v-скорость резания

D-диаметр фрезы

5.Определяем минутную подачу

Sм=Sz*z*n (мм/мин)

Sм=0,01*355*3=10 мин/мин

. Определяем силу резания

Кмр=1,2

Ср=68,2

x=0,86

y=0,72

u=1

q=0,86

w=0

7. Определяем машинное время

Расчет режимов резания на обработку плоскости, операция А010 переход №09, станок ИР500ПМФ4, режущий инструмент фреза концевая 16х60R4, число зубьев 3, материал режущей стали Р6М5.

. Глубина фрезерования t=0,7 мм

Ширина фрезерования B=8 мм

.Выбираем подачу на зуб

Sz=0,02 мм/зуб

. Определяем скорость резания

Где Сv-коэффициент

B - ширина фрезерования

D-диаметр фрезы

T-период стойкости

t-глубина фрезерования

z-количество зубьев фрезы

Kv-общий поправочный коэффициент

q,m,x,y,u,p-показатели степеней

Kv=Kmv*Knv*Kuv

Где Kmv-коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

Knv-коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

Kuv-Коэффициент, учитывающий материал инструмента

Kmv=0,37

Knv=0,8=1=0.37*0,8*1=0,3=46,7=0,45=0,5=0,5=0,1=0,1=0,33=80 мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя.

Где v-скорость резания

D-диаметр фрезы

5.Определяем минутную подачу

Sм=Sz*z*n (мм/мин)

Sм=0,02*355*3=20 мин/мин

. Определяем силу резания

Кмр=1,2

Ср=68,2

x=0,86

y=0,72

u=1

q=0,86

w=0

7. Определяем машинное время

Расчет режимов резания на обработку отверстий, операция А010 переход №03, станок ИР500ПМФ4, режущий инструмент сверло спиральное 9,5, материал режущей стали Р6М5.

2. Выбираем подачу

S=0,1 мм/об

. Определяем скорость резания

Где Сv-коэффициент

D-диаметр сверла

T-период стойкости

Kv-общий поправочный коэффициент

q,m,y-показатели степеней

Kv=0,3

Сv=7

q=0.4

y=0,7

m=0,2

T=25 мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя

Где v-скорость резания

D-диаметр сверла

5.Определяяем крутящий момент

Kp=1,2=0,0345=0,8=2

Определяем осевую силу

Cp=68=0,7=1=1,2

6. Определяем мощность резания

Определяем машинное время

Расчет режимов резания на обработку отверстий, операция А010 переход №04, станок ИР500ПМФ4, режущий инструмент зенкер 10h9, материал режущей стали Р6М5.

2.Выбираем подачу

S=0,3 мм/об

.Определяем скорость резания

Где Сv-коэффициент

D-диаметр сверла

T-период стойкости

Kv-общий поправочный коэффициент

q,m,y-показатели степеней

Kv=0,3

Сv=16,3

q=0,3

y=0,5

m=0,3

x=0,2

T=30 мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя

Где v-скорость резания

D-диаметр зенкера

5.Определяяем крутящий момент

Kp=1,2=0,09

y=0,3

q=1

x=0,9

Определяем осевую силу

Cp=67

y=1

Kp=1,2=1,2=1

6. Определяем мощность резания

Определяем машинное время:

Таблица Сводная таблица режимов резания

Нормирование технологической операции

Операция №010 станок ИР500ПМФ4

Определи время автоматической работы станка по программе.

Та=То.а.+Тв.а. мин

Где Т о.а.-основное время работы станка по программе.

Тв.а.-вспомогательное время работы станка по программе.

Где Li-длинна пути, проходимого инструментом или деталью в напревдении подачи или обработки i технологического перехода

Smi-минутная подача на данном участке

n-количество переходов

Таблица

Та.о.= 22+0,1+0,6+0,45+11+11+15+3+75+0,7+1,4+15+50+126+126+75+120+100+72,5++100+72,5=997,25 (мин)

Тв.а.=Тв.х.а.+Т.ост мин

Где Тв.х.а.-время на выполнение автоматических вспомогательных ходов (подвод детали или инструментов от исходных точек в зоны обработки и численного значения и направления подачи)

Тост-время технологических пауз

Тв.х.а.=

Где n-количество инструментов;

Zo величина максимального перемещения инструмента по оси Z

-величина перемещений инструмента на холостом ходу по координатам X;Y:

V - скорость перемещения инструмента

Тост=n*Таси+Тпер+Тпауз+n1Тасз

Где n-количество автоматических смен режущих инструментов,

n1-количество АСЗ на данной операции

Таси-время автоматической смены инструмента Таси=5с

Тасз-время автоматической смены заготовки Тасз=45с

Тпер-время на переореинтацию;

Тпауз-время остановки подачи и вращения шпинделя для проверки размеров, осмотра и смены инструментов.

Где -суммарный угол поворота стола с заготовкой

n-частота вращения поворотного стола

Т.к. время контроля размеров обработанной детали перекрывается временем обработки другой детали то Тпауз=0

Определяем время вспомогательной работы на перекрываемое временем автоматической работы станка.

Тв=tуст+tв.оп+tконтр мин

Где, tуст-вспомогательное время на установку и снятие детали

tконтр-вспомогательное не перекрываемое время на контрольные измерения детали

tв.оп-вспомогательное время, связанное с выполнением операции

tконтр=0, т.к. перекрывается временем обработки другой детали

tуст=0

 мин,

Где a,b,c, - коэффициенты.

a=0,61; b=0,0025; c=0,05; =0

 -нулевые координаты.

K-число корректоров в наладке.

Где-число стержневых инструментов

-число фрез

Тв=0+0,5+0=0,5 мин

Определим подготовительно-заключительное фремя по формуле

Где a,b,c,d -коэффициенты.

a=11,5 b=1,2 c=0,3 d=0,5

-число блоков.

-число устанавливаемых исходных режимов работы станка.

=1

-число корректоров

=10

Определяем коэффициент серийности

Где -число деталей в партии

Где

I-запас деталей на складе (дней)

Ф-число рабочих дней в году

Определяем штучное время по формуле:

Где -время на организационное и техническое обслуживание рабочего мест.

-время на отдых и личные надобности рабочего.

Определяем норму времени на обработку партии детали

Определяем норму штучно-калькуляционного времени на одну деталь

.9 Расчет и кодирование управляющей программы

Управляющая программа это совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму работы станка по обработке конкретной заготовки.

Уп разрабатывается для 21 перехода 10 операции: «Фрезеровать наружный контур поз.9, фреза 12х60R4, подача S=20мм/мин, обороты

n=355 об/мин.

Ручное программирование

Все этапы выполняются вручную без применения компьютера.

.Разработка РТК

РТК - графический документ, дающий представление об обработке детали.

. Расчет координат опорных точек.

Точки определяются по размерам чертежа, либо с помощью специального расчета.

Аналогичным образом рассчитываются остальные опорные точки.

Таблица Координаты опорных точек

3. Обработка детали «Фланец» осуществляется на станке ИР500ПМФ4, оснащенной системой числового программного управления bosch micro 8

Данная система ЧПУ имеет следующие характеристики:

. Рабочий ход по оси Х мм

. Рабочий ход по оси У мм

. рабочий ход по оси Z мм

. Поворот по оси А угол

. Поворот по оси С угол

Остальные характеристики вложены в приложение.

Управляющая программа:

%G90G74X0Z0T5M12G74Y0

N50M6B54

N70G54G0X-53Y-17Z4H5(FREZA_KON_12)G42G1X-43F20D5

N110G2X-17Y-43I-17J-17G1X17

N130G2X43Y-17I17J-17

N140G40G1X53DOZ20F1100Y66

N170Z4

N180G42X43F20D5

N190X-430G40X-53D0

N240G0Z150250X0Y0

N260MO2

Расчет и кодирование программ в Unigraphics.

Разработка программы осуществляется в следующей последовательности.

Для того чтобы получить управляющую программу на обработку заданного поверхности, достаточно построить эту поверхность в теле.

Сначала также создается геометрическая информация

Для этого необходимо:

. создать новый файл, нажав на иконку (НОВЫЙ), в появившемся окне задать имя файла, единицы измерения.

. создать модуль моделирования (ПРИЛОЖЕНИЯ МОДЕЛИРОВАНИЕ),

. используя команды на панели инструментов, создать объемное тело.

. используя команды на панели инструментов, создать заготовку.

. создать модуль обработки (ПРИЛОЖЕНИЯ\ОБРАБОТКА)

. используя предложенные инструментальные панели необходимо:

указать обрабатываемую поверхность (плоскость, грань, ребро)

указать используемую заготовку( можно строить заготовку согласно чертежа, а если ее нет, то будет предложена простейшая заготовка)

метод обработки (фрезерование плоскости, колодца, сверление и т.д)

инструмент (фреза концевая, торцевая, сверло и т.д.)

задать параметры инструмента (диаметр, длину, радиусы закруглений и т.д.)

после всего необходимо создать программу, где необходимо указать способ обхода инструмента, с какой стороны заходить и т.д.

появится эквидистанта и режущий инструмент, появится исходная про-грамма, можно проверить перемещение инструмента по программе.

далее необходимо выбрать станок, на котором будет производиться обработка, и сформировать управляющую программу, которую в дальнейшем записывают на DNC-терминал или на перфоленту.

Существует несколько видов программоносителей, один из которых перфолента iso7bit.

Запись производится при помощи перфоратора, который выбивает отверстия на ленте соответствующие минимальному перемещению рабочих органов станка.

Контроль управляющей программы

Ошибки при работе с перфолентой выявляют при работе на станке в режиме проверка программоносителя, при котором происходит ускоренное считывание и проверка информации без работы станка. Выявляются следующие ошибки: нарушение четности числа пробивок по каждой из строк, нарушение правильности структуры кадра, нарушение нормального расположения строк и дорожек.

На компакт диски, магнитные кассеты запись производится с компьютера, также используются DNC терминалы, информация на которые записывается с ПК.

1.10 Описание последовательности наладки одного из станков с ЧПУ на обработку детали. (ИР500ПМФ4)

. Расставить настроенные на размер инструменты в последовательности обработки или произвольно (при кодировании инструмента)

. Сверить фактические координаты вершин режущих кромок с запрограммированными, набрать величину коррекции на длину инструментов.

. верить фактические диаметры фрез, с запрограммированными и набрать величины коррекции радиуса.

. Вернуть рабочие органы станка в ноль.

. Набрать величины смещений рабочих органов из нуля станка в ноль программы.

. Установить программу

. Обработать пробную партию деталей.

Проверить правильность набора коррекции (на длину, радиус инструмента;

Положения рабочих органов

Включить станок, смазочные и гидравлические системы.

Прогреть гидравлическую систему, для выполнения точных работ.

В режиме ручной работы вывести рабочие органы из нуля на 100-150 мм по каждой координате.

Вернуть их в ноль.

Переключить в режим автоматической работы

Осуществить пуск обработки нескольких поверхностей, в режиме ручной работы произвести измерения и убедится в правильности их выполнения.

Восстановить взаимное положение инструмента и заготовки.

В режиме автомат продолжить обработку.

Измерить размеры детали.

Набрать на корректорах необходимые поправки.

Повторить обработку в автоматическом режиме.

Обработкой пробной партии деталей подводят итог правильности выполнения настройки: ознакомлением карты наладки и программой, настройке и установке на станке наборов режущих и вспомогательных инструментов, базирование и закрепление заготовки, установки рабочих органов в ноль программы, подготовки контрольно-измерительных инструментов.

.11 Оценка прогрессивности технологического процесса

Для оценки прогрессивности необходимо определить коэффициент применения высокоэффективных методов обработки, по формуле

Где QЭМ -количество эффективных методов обработки

QМ - общее количество методов обработки.

Техпроцесс прогрессивен если КВМ ³ 0,45

Так как обработка всей детали ведется на одном станке с ЧПУ, то

QЭМ= QМ, следовательно КВМ=1, значит техпроцесс является прогрессивным.

.12 Конструкционные расчеты

.12.1 Описание работы и обоснование конструкции спроектированного станочного приспособления на точность базирования, усилия зажима, прочность

От правильного выбора приспособления для механической обработки зависит повышение производительности труда, точность обработки, уменьшение трудоемкости, ликвидация таких предварительных операций как разметка.

В условиях серийного и массового производства применяют специальные приспособления. Специальные приспособления должны обеспечивать легкость базирования и закрепления на столе станка. Время на съем, установку и закрепление обрабатываемой детали в приспособлении должно быть минимальным. Так же приспособления должны обеспечивать должную точность установки и закрепления обрабатываемой детали. Это достигается путем обеспечения требуемого качества в отношении точности и шероховатости установочных и опорных элементов специального приспособления, а так же обеспечения постоянного усилия закрепления. Приспособление должно быть простым в эксплуатации, надежно и устойчиво ориентировать деталь, иметь повышенную износостойкость элементов, от которых зависит точность обработки.

Приспособление должно быстро и точно сориентировано в координатной системе станка при его установке на стол станка. Для выполнения требования в конструкции приспособления предусмотрены два пальца. Один палец должен войти в центральное отверстие стола станка, а другой входит в Т - образный паз. При этом происходит базирование приспособления. Для закрепления приспособления на станке, в его конструкции предусмотрены 4 U - образных паза. При закреплении приспособления необходимо шляпками завести 2 болта в T - образные пазы стола, установить приспособление предварительно забазировав его. Болты необходимо установить таким образом, что бы они вошли в U - образные пазы приспособления. Затем нужно завернуть гайки с необходимым усилием. Так происходит закрепление приспособления на столе станка.

Что бы обеспечить заданную точность обработки, заготовка должна быть установлена в определенном положении относительно режущего инструмента. После установки обрабатываемую заготовку закрепляют, что предотвращает ее смещение под действием сил, возникающих в процессе обработки.

В массовом и серийном производстве обрабатываемые заготовки устанавливают, доводя их базовые поверхности до соприкосновения с установочными элементами приспособлений. При этом на установку затрачивается мало времени и обеспечивается постоянное положение установочных базовых поверхностей заготовок и приспособлений.

В зависимости от условий обработки может потребоваться частичная или полная ориентация обрабатываемой заготовки относительно режущего инструмента. В спроектированном приспособлении применена полная ориентация заготовки. При полной ориентации обрабатываемой заготовки придают вполне определенное и единственно возможное положение в приспособлении. При полной ориентации базовые поверхности обрабатываемой заготовки плотно прилегают к установочным элементам приспособления. Для этого должны соблюдаться условия контакта баз и опор, а обрабатываемая заготовка не должна иметь сдвига и вращения относительно трех осей координат. Обрабатываемая заготовка лишена шести степеней свободы, и положение ее базовых поверхностей в пространстве является определенным. Расстояние между опорами принимают возможно большим, чтобы под действием силы тяжести не возникло опрокидывающего момента.

Расчет приспособления на точность установки.

Суммарная погрешность при выполнении любой операции механической обработки состоит из погрешностей: установки детали, настройки станка и погрешности обработки, возникающей в процессе изготовления детали.

Погрешность установки Еу - одна из составляющих суммарной погрешности выполняемого размера детали - возникает при установке обрабатываемой детали в приспособление и складывается из погрешности базирования Еб и погрешности закрепления Ез.

Погрешность установки определяется по формуле

Где: Еб - погрешностью базирования - разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на заданный размер детали режущего инструмента. Погрешность базирования возникает, когда опорная установочная база обрабатываемой детали не совмещена с измерительной.

Ез - погрешностью закрепления - разность между наибольшей и наименьшей величинами проекции смещения измерительной базы в направлении получаемого размера вследствие приложения к обрабатываемой детали силы зажима W. Основная причина, влияющая на погрешность закрепления детали - деформация базовых поверхностей деталей и стыков цепи, по которой передаются силы зажима. Погрешность закрепления зависит от постоянства усилия закрепления.

Погрешность базирования равна нулю, так как установочные и измерительные базы совпадают.

При данной схеме базирования погрешность закрепления ЕЗ = 40 мкм (пособие к практической работе №1 по машиностроению т.24 стр.43)

Следовательно:

Расчет усилия зажима.

Для определения усилия зажима необходимо определить переход, во время выполнения которого возникают наибольшие усилия резания или крутящий момент. При анализе режимов резания на переходы данной операции выяснилось, наибольшие усилия возникают при фрезеровании плоскости. При обработке этой поверхности Pz=573 Н (см. п.1.8 )

Схема расположения сил показана на рис.

Определим усилие закрепления Wг.

R - равнодействующая сила резания

 - окружная сила резания;

Pz = 153 Н

Py - радиальная сила резания;

Py = 0,5 Pz = 76,5 Н

R ≤ FТР1 + FТР2

FТР1 = Wf1 - Сила трения между заготовкой и зажимным элементом приспособления.

FТР2 = Wf2 - Сила трения возникающая между установочными элементами приспособления и заготовкой.

1 = f2 = f = 0,16

R ≤ Wf 1 + Wf 2 = W(f1 + f2) H

Определяем гарантируемое усилие зажима по формуле

Где K - коэффициент запаса, который равен

К=

Где K0 - гарантированный коэффициент запаса.

K0 = 1,5

K1 - коэффициент, учитывающий вид поверхности детали (обработанная или нет ).

K1 = 1,2

K2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при затуплении режущего инструмента.

K2 =1,2

K3 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при обработке прерывистых поверхностей на детали.

K3 = 1

K4 - коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима развиваемой силовым приводом приспособления.

K4 = 1

K5 - коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь вокруг своей оси.

K5 = 1

К=

В данном случае зажимное устройство представляет собой упор

Расчет приспособления на прочность.

Расчет шпильки на разрыв.

Условие прочности выполняется.

1.12.2 Описание работы, обоснование и расчет специального режущего инструмента

Заданием на курсовой проект было спроектировать специальный режущий инструмент: зенкер

Определяем средний диаметр хвостовика

Мср-момент сопротивления сил резанья

Мср=1 Н*м

Po-осевая ила, Н

Ро=256 Н

Коэффициент трения стали по стали

=0,096

О-половина угла конуса хвостовика

О=1026’ 27’

0-отклонение угла конуса

0=5’

=0,0959,5

Из конструктивных соображений принимаем конус морзе №1

1.12.3 Описание работы, обоснование и расчет специального измерительного инструмента

Для анализа специального измерительного инструмента я выбрал калибр-пробку 10H9. Данная калибр-пробка предназначена для контроля отверстий 10H9. Калибр-пробка имеет проходную и непроходную сторону. Если проходная сторона калибр-пробка проходит в отверстие, а не проходная не проходит в отверстие, то отверстие выполнено без брака. Если проходная сторона калибр-пробки не проходит в отверстие, то отверстие или непроходная сторона проходит в отверстие, то отверстие выполнено с браком.

Расчет специального измерительного инструмента.

10H9

. ES=+36 мкм

EI=0

. Dmax=10+0.036=10.036 мм

Dmin=10мм

. Н=2.5

Z=3=3

4. ПРmax=10+0.003+0.00125=10.00425мм

ПРmin=10+0.03-0.00125=10.00175мм

ПРизн=10-0.03=9.97мм

ПРисп=10.00425-0.00250мм

НЕmax=10.036+0.00125=10.03725мм

НЕmin=10.036-0.00125=10.03475мм

НЕисп=10.03725 -0.03

Литература

1. Ахумова А. В. «Особенности нормирования операций на станках с ЧПУ»

. Белоусов А. П. «Проектирование станочных приспособлений» - М,. Высшая школа, 1980. 3 А. К. Горошкин. «Приспособления для металлорежущих станков» » - М,: Машиностроение, 1979.

. Винокуров А. И. «Сборник задач по сопротивлению материалов» - М,: Высшая школа, 1990.

. Данилевский В. В. «Технология машиностроения» » - М,: Высшая школа, 1984.

. Ицкович Г. М. «Сопротивление материалов» » - М,: Высшая школа, 1982.

. Пособие по расчету режимов резания.

. Корсаков В. С «Расчет и конструирование приспособлений в машиностроении» М,: Машиностроение, 1979.

. Лекции по предмету «Допуски и посадки».

. Лекции по предмету «Оборудование с числовым программным управлением».

. Лекции по предмету «Сопротивление материалов»

. Лекции по предмету «Технологическая оснастка».

. Лекции по предмету «Технология машиностроения».

. Лекции по предмету «Формообразование и инструмент»

. Методическая разработка «Первое домашнее задание по технологии машиностроения»

. Методическая разработка «Расчет исполнительных размеров

калибров расположения поверхностей»

. Нефедов А. Н., Осипов К. А. «Сборник задач и примеров по          резанию металлов и режущему инструменту» » - М,: Машиностроение, 1984.