Одним из Важных параметров, характеризующих уровень развития автомобилестроения в целом, является степень совершенствования металлорежущих станков
Современный уровень разбития автомобилестроения предъявляет следующие требования к металлорежущему оборудованию
— Высокий уровень автоматизации,
— обеспечение высокой производительности, точности, качества выпускаемой продукции.
— надежность работы оборудования,
— высокая мобильность, обусловленная в настоящее время быстросменностью объектов производства
Первые три требования привели к необходимости создания специализированных и специальных станков-автоматов, а на их базе АЛ, цехов, заводов. Четвертая задача, наиболее характерная для объектного и мелкосерийного производств, решается за счет создания станков с ЧПУ.
Процесс управления станком с ЧПУ представляется как процесс передачи и преобразования информации от чертежа к готовой детали.
Основной функцией человека в данном процессе является преобразование информации, заключенной в чертеже детали, в управляющую программу, понятую УЧПУ, что позволит управлять непосредственно станком таким образом, чтобы получить готовую деталь, соответствующую чертежу.
В данной курсовой работе будут рассматриваться основные этапы разработки управляющей программы:
— технологическая подготовка программы.
— математическая подготовка
Для этого на основе чертежа детали будут выбраны:
— заготовка
— система ЧПУ
— технологическое оборудование
В конечном итоге, после описания технологического маршрута обработки, назначения режимов резания должна быть разработана управляющая программа.
2. Чертеж детали, назначение параметров качества обработки
Деталь из стали 45по ГОСТ 1050-74 с твердостью НВ 617-689
После чистового обтачивания деталь имеет технологические допуски ( в зависимости от диаметров): 120…130 мм при параметре шероховатости поверхности R0=6,3 мкм и глубине дефектного поверхностного слоя П=30…20 мкм.
3. Технологические подготовка управляющей программы.
1 Эскиз заготовки, обоснование метода её получения
обработка деталь управляющий программа
Разработка конструкторской и технологической документации на ...
... для технологической подготовки производства (разработки техпроцессов, оснастки, оборудования). Техническая документация содержит чертежи, получаемые на плоттерах (графопостроителях), и технические условия (сборки, контроля и т.п.). Вместе с тем в производство передаются программы для станков ...
Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости.
Методы получения первичных заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными свойствами и размерами детали и программой выпуска.
По мере того, как усложняется конфигурация заготовки, уменьшаются напуски и припуски, повышается точность размеров и параметров расположения поверхностей, усложняется и удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха, и возрастает себестоимость заготовки.
Заготовки простой конфигурации дешевле, т.к. не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такие заготовки требуют трудоемкой последующей обработки и повышенного расход материала
Но так как в данной курсовой работе деталь выпускается небольшими опытными партиями 100…200 шт./год, то в качестве заготовки для детали выбран пруток Ø48 мм простого сортового проката (круглого профиля) общего назначения из стали 45 (ГОСТ 1050-741) ?в=617…689 МПа.
Простые сортовые профили (круглые) общего назначения (ГОСТ 2590-71) используют для изготовления гладких и ступенчатых валов с небольшими перепадом диаметров, степеней, стаканов диаметром не более 50 мм, втулок диаметром не более 25 мм, рычагов, клиньев, фланцев.
Перед обработкой на станке с ЧПУ заготовка обрабатывается на фрезерно-центровальном станке, где фрезеруются торцы и. если требуется, то и центровые отверстия.
3.2 Выбор системы ЧПУ, исходя из анализа формы детали
Числовое программное управление (ГОСТ 20523-80) станком — управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме.
Различают ЧПУ:
— контурное,
— позиционное,
— позиционно-контурное (комбинированное),
— адаптивное
При позиционном управлении (Ф2) перемещение рабочих органов станка происходит в заданные точки, при чем траектория перемещения не задается. Такие системы позволяют обработать только прямолинейные поверхности.
При контурном управлении (ФЗ) перемещение рабочих органов станка происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки. Такие системы обеспечивают работу по сложным контурам, в том числе криволинейные.
Комбинированные системы ЧПУ работают по контрольным точкам (узловым) и по сложным траекториям.
Адаптивное ЧПУ станком обеспечивает автоматическое приспосабливание процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям
Деталь, рассматриваемая в данной курсовой работе, имеет криволинейную поверхность (галтель), следовательно, первая система ЧПУ здесь не применяется. Возможно использование последних трех систем ЧПУ
С экономической точки зрения целесообразно в данном случае использовать контурное или комбинированное ЧПУ, т.к. они менее дороги, чем остальные, и в то же время обеспечивают необходимую точность обработки.
3 Выбор технологического оборудования
3.1 Токарный станок с ЧПУ модели 16К20ФЗС32
Для обработки данной модели выбираем токарные станок с ЧПУ модели 16К20ФЗС32.
Разработка конструкции и технология изготовления приспособления ...
... устройства электроконтактной обработки (ЭКО), подвешивающегося на правый суппорт станка и чистовой обработки - шлифовальной головки с алмазным кругом на левом суппорте станка. Недостаток данной технологии ... разработки работы Создание надежных агрегатов и устройств с высокими технико-экономическими показателями связано с неуклонным повышением требований к точности и качеству изготовления деталей. ...
Данный станок предназначен для обработки внутренних и наружных поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатыми или криволинейным профилем, включая нарезание крепежной резьбы, за одни или несколько проходов в замкнутом полуавтоматическом цикле.
Технические характеристики станка
1. Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм2002. Наибольшая длина обработки установленного в центрах изделия, мм10003. Наибольшая длина обработки, мм9054. Диаметр отверстия в шпинделе, мм535. Частота вращения шпинделя (бесступенчатое регулирование), мин-120…22406. Пределы частот вращения шпинделя, устанавливаемого вручную, мин-1 диапазон I диапазон II диапазон III 20…235 63…900 160…22407. Скорость подачи, мм/об продольного хода поперечного хода0,01-20,470,0510,238. Скорость быстрых ходов, мм/мин (продольного)75009. Перемещение суппорта на 1 импульс, мм продольного хода поперечного хода 0.01 0.00510. Пределы шагов нарезаемой резьбы, мм0,01-40,9511. Предельные диаметры сверления, мм по чугуну по стали282512. Количество позиций в инструментальной головке6
По всем этим характеристикам станок подходит для обработки данной детали.
3.3.2 Устройство ЧПУ модели 2Р22
Устройства, выдающие управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой и информацией о состоянии управляемого объекта, называют устройствами числового программного управления УЧПУ.
Станок 16К20ФЗС32 оснащен УЧПУ модели 2Р-22. По виду обработки геометрической информации, устройство 2Р-22 является контурным (Ф3), следовательно, его можно применять для обработки на станке таких деталей, как в данной курсовой работе.
Устройство обеспечивает одновременное управление с круговой и линейной интерполяцией по двум координатным осям.
В состав УЧПУ входят отдельные функционально-законченные блоки:
— приборный блок;
— блок отображения символьной информации;
— пульт управления;
— кассетный накопитель на магнитный ленте.
Данное устройство ЧПУ 2Р-22 предусматривает возможность ввода программы в диалоговом режиме с пульта управления или с программоносителя.
4 Технологический маршрут обработки детали
Технологический маршрут обработки детали в данной курсовой работе заключается в последовательности переходов, проводимых в станке 16К20ФЗС32. В маршрут обработки не включаются такие операции:
— заготовительная
— фрезерно-центровальная (фрезерование торцов),
— маркировочная
— промывочная
— контроль;
т.к. они производятся на другом технологическом оборудовании.
Операция 010: токарная
Переход №1 сверление внутренней поверхности Т1
Переход №2 черновое точение наружной поверхности заготовки левым резцом — Т2
Переход №3 точение наружной канавки канавочным резцом Т4
Обработка металлов резаньем
... с передней поверхностью резца. Тепловые и температурные факторы процессов обработки металлов резанием выявляются следующими экспериментальными методами: калориметрическим, при помощи термопар по изменению микроструктуры, при ... образующимися в результате вращения заготовки и перемещения резца; подобный процесс принято называть точением. В общем парке металлорежущих станков токарные станки ...
Переход №4 черновое точение наружной поверхности правым резцом — Т5
Переход №5 черновое точение наружной поверхности заготовки левым резцом Т2
Переход №6 точение наружной канавки канавочным резцом — T4
Переход №7 чистовое точение наружной поверхности левым резцом Т3
Переход №8 чистовое точение наружной поверхности правым резцом Т6
Переход №9 нарезание резьбы резцом Т7
Переход №10 отрезка отработанной детали резцом — Т8
5 Выбор инструмента
Для обработки детали требуемой формы необходим следующий режущий инструмент:
Сверло (Т1)
Проходной резец (Т2,Т3, Т5, Т6)
Для чернового и чистового точения основных поверхностей выбираем резец проходной с механическим креплением четырехгранной режущей пластины (крепление L-образным рычагом); =95°. l =5°
Канавочный резец (Т4)
Для прорезания канавки выбираем канавочный резец с механическим креплением режущей пластины (крепление пластины прихватом)
Резьбовой резец (T7)
Для нарезания резьбы выбираем резьбовой резец с механическим креплением режущей пластины
Отрезной резец (Т8)
Для отрезки детали выбираем отрезной резец с креплением прихватом однокромочной пластины
6 Назначение режимов обработки
Переход №1 сверление внутренней поверхности Т1
Диаметр сверла D = 10 мм
Sтабл= 0,1 мм/об
Скорость резания Vтабл= 40 мм/мин
Частота вращения
? *Dсв)=1000*40/(3,14*10)=1274 об/мин
Переход №2 черновое точение наружной поверхности заготовки левым резцом — Т2
1. Глубина резания выбирается при черновом точении в зависимости от жесткости системы СПИД, мощности привода, вида режущего инструмента t= 2 мм
Подача на оборот S=0.6 мм/об, Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава
= Vтабл. * К1*К2*КЗ*К4*К5, где
табл. — скорость резания (см. табл) 157 мм/об
К1 — коэффициент, зависящий от стойкости резца. 0,92
К2 — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала. 1,15
КЗ — коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности; 1,0
К4 — коэффициент, зависящий от материала резца. 1,0
К5 — коэффициент, зависящий от геометрии резца. 0.81= 157*0,92*1,15*1,0*1,0*0,81=135 м/мин
Частота вращения шпинделя n=1000*V (?*Dзаг.) = 1000*135/(3.14*45) = 955,5 об/мин, Основное время обработки (машинное)
Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,6*955,5) = 0.3мин
Стойкость резца Т2: Т0=90 мин
Переход №3 точение наружной канавки канавочным резцом Т4
Глубина резания t= 4 мм, Подача на оборот S=0.16 мм/об, Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава
= Vтабл. * К1*К2, где
Vтабл. — 153 мм/об
Токарные станки, классификация резцов
... станки без ходового винта. На таких станках можно выполнять практически все виды токарных работ, за исключением нарезания резьбы резцом. Техническими параметрами, по которым классифицируют токарно-винторезные станки, ... привод станка. В передней бабке станка размещены коробка скоростей и шпиндель, которые приводят во вращение обрабатываемую деталь при выбранных глубине резания и подаче. На рисунке ...
К1 — 1,0
К2 — 1,0= 94*1,0*1,0=153 м/мин
Частота вращения шпинделя
(?*Dкон.) = 1000*153/(3.14*45) = 1082,8 м/мин
Основное время обработки (машинное) Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,16*1082,8) = 0.98мин, Стойкость резца Т4: Т0=60 мин
Переход №4 черновое точение наружной поверхности правым резцом — Т5
1. Глубина резания выбирается при черновом точении в зависимости от жесткости системы СПИД, мощности привода, вида режущего инструмента t= 2 мм
Подача на оборот S=0.6 мм/об, Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава
= Vтабл. * К1*К2*КЗ*К4*К5, где
табл. — 157 мм/об
К1 — 0,92; К2 — 1,15; КЗ — 1,0; К4 — 1,0; К5 — 0.81= 157*0,92*1,15*1,0*1,0*0,81=135 м/мин
Частота вращения шпинделя
(?* Dзаг.) = 1000*135/(3.14*45) = 955,5 об/мин
Основное время обработки (машинное)
Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,6*955,5) = 0.3мин
Стойкость резца Т2: Т0=90 мин
Переход №5 черновое точение наружной поверхности заготовки левым резцом Т2
1. Глубина резания выбирается при черновом точении в зависимости от жесткости системы СПИД, мощности привода, вида режущего инструмента t= 2 мм
Подача на оборот S=0.6 мм/об, Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава
= Vтабл. * К1*К2*КЗ*К4*К5, где
табл. — 157 мм/об
К1 — 0,92; К2 — 1,15; КЗ — 1,0; К4 — 1,0; К5 — 0.81= 157*0,92*1,15*1,0*1,0*0,81=135 м/мин
Частота вращения шпинделя
(?* Dзаг.) = 1000*135/(3.14*45) = 955,5 об/мин
Основное время обработки (машинное)
Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,6*955,5) = 0.3мин
Стойкость резца Т2: Т0=90 мин
Переход №6 точение наружной канавки канавочным резцом — T4
Глубина резания t= 4 мм, Подача на оборот S=0.16 мм/об, Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава
V = Vтабл. * К1*К2, где
табл. — 153 мм/об
К1 — 1,0; К2 — 1,0= 94*1,0*1,0=153 м/мин
Частота вращения шпинделя
(?*Dкон.) = 1000*153/(3.14*45) = 1082,8 м/мин
Основное время обработки (машинное)
Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,16*1082,8) = 0.98мин
Стойкость резца Т4: Т0=60 мин
Переход №7 чистовое точение наружной поверхности левым резцом Т3
Глубина резания t= 0,5 мм, Подача на оборот S=0.45 мм/об, Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава
= Vтабл. * К1*К2*КЗ*К4*К5, где
табл. — скорость резания (см. табл) 220 мм/об
К1 — коэффициент, зависящий от стойкости резца. 0.95
К2 — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала. 1,15
Резание металлов
... Скорость резания, допускаемая режущими свойствами резцов при выбранной глубине резания и подаче, устанавливается в зависимости от механических свойств обрабатываемого металла, материала и геометрии резца, а также его стойкости. Скорость резания при строгании ... оси шпинделя сверла с осью очередного отверстия, подлежащего обработке, необходимо заготовку периодически двигать по столу в различные ...
КЗ — коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности; 1,0
К4 — коэффициент, зависящий от материала резца. 1,0
К5 — коэффициент, зависящий от геометрии резца. 0,81= 220*0,95*1,15*1,0*1,0*0,81=195 м/мин
Частота вращения шпинделя
(?*Dзаг.) = 1000*195/(3.14*170) = 365,3 об/мин
Основное время обработки (машинное)
Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,45*365,3) = 1.03мин
Стойкость резца Т2: Т0=90 мин
Переход №8 чистовое точение наружной поверхности правым резцом Т6
Глубина резания t= 0,5 мм, Подача на оборот S=0.45 мм/об, Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава
V = Vтабл. * К1*К2*КЗ*К4*К5, где
табл. — скорость резания (см. табл) 220 мм/об
К1 — 0,95; К2 — 1,15; КЗ — 1,0; К4 — 1,0; К5 — 0,81= 220*0,95*1,15*1,0*1,0*0,81=195 м/мин
Частота вращения шпинделя
(?*Dзаг.) = 1000*195/(3.14*170) = 365,3 об/мин
Основное время обработки (машинное)
Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,45*365,3) = 1.03мин
Стойкость резца Т2: Т0=90 мин
Переход №9 нарезание резьбы резцом Т7
Внутренний диаметр резьбы
X = D — 2*(F-F/6-F/8) = 20-2*(1.5-0.25-0.19) = 17.88
Глубина резанья за один проход
= (X-D)/2m = (17.88-20)/10 = 0.212
Подача выбирается равной шагу резьбы S = 1.5 мм/об, Скорость резанья рассчитывается по формуле:
V = (Cy/(T*t*Sy))*Kv = 56,52 м/мин
Частота вращения шпинделя
(?*Dзаг.) = 1000*/(3.14*45) = 400 об/мин
Основное время обработки (машинное)
Т0= Lpx/(S*n) = 45/(1.5*3400) = 0.009 мин
Стойкость резца Т1: Т0=90 мин
Переход №10 отрезка отработанной детали резцом — Т8
t= 4 мм
Подача на оборот S=0,09 мм/об, Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава
= Vтабл. * К1*К2*КЗ, где
табл. — 55 мм/об
К1 — 0.8; К2 — 1,15; КЗ — 1,0= 55*0,8*1,15*1,0=51м/мин
Частота вращения шпинделя
(?*Dзаг.) = 1000*51/(3.14*45) = 361 об/мин
Основное время обработки (машинное)
Т0= Lpx/(S*n) = 45/(1.5*361) = 0.08 мин
Стойкость резца Т1: Т0=90 мин
4. Математическая подготовка управляющей программы
.1 Кодирование
Управляющая программа для станка с ЧПУ — это совокупность элементарных команд исполнительным механизмам станка, записанных в кодированном виде и в технологической последовательности обработки детали. Причем вид элементарных команд зависит от типа системы ЧПУ и кодового языка или языка программирования, принятого для данной системы. Значения символов адресов в УЧПУ2Р-22:
«Управляющие программы обрабатывающих центров с
... данных 2. Проектирование технологического процесса механической обработки детали «Основание» 3. Выбор современного режущего инструмента. 4. Разработка управляющей программы. 5. Разработка методических ... резанием; отличные физико-механические свойства; отливки из этой стали имеют широкое применение. Данный материал оптимально подходит для изготовления отливки детали «Основание» и условий ее работы. ...
S — скорость главного движения (численное значение частоты вращения шпинделя), об/мин
F — числовое значение подачи, мм/об
T — номер инструмента- номер кадра
Р — глубина резания за один проход, ширина резца, мм
А — припуск на чистовую обработку ширина канавки, мм
Q — галтель
С — фаска под углом 45°- перемещение по оси X в абсолютных значениях
Z — перемещение по оси Z в абсолютных значениях
Е — ускоренный подвод/отвод инструмента
М — Вспомогательная функция
М02 — конец программы- конец описания детали для циклов L08, L09, L10
L — стандартный цикл
Для составления данной управляющей программы используются следующие циклы
L08 — цикл многопроходной обработки из цилиндрической заготовки с автоматических разделением на проходы.
Перед программированием цикла необходимо задать исходную точку:
координата Х0 должна быть равна диаметру заготовки,
координата Z0 равна координате начала конечного контура детали Далее следует описание контура детали
L10- цикл чистовой обработки по контуру
Координаты исходной точки совпадают с координатами начала конечного контура Х0, Z0.
L02 — цикл нарезания канавок
Перед программированием цикла необходимо задать исходную точку
Х60 — диаметр поверхности, где нарезается канадка +2мм,
Z -44 — совпадает с координатой левой кромки канадки
Цикл содержит перемещение на рабочей подаче до координаты Х62, выдержку времени D0,04 — время, необходимое для одного оборота детали. Возврат в исходную точку на быстром ходу смещения по координате Z в положительную сторону на величину Р.
Цикл заканчивается отскоком по оси X в исходную точку, но по оси Z инструмент остается в точке последнего прохода.
L06- Цикл глубокого сверления с автоматическим разделением на проходы.
P -глубина резания — максимальная глубина сверления за один проход
W-длина -глубина сверления
Цикл содержит перемещение на рабочей подаче по координате Z в отрицательную сторону на величину P. Возврат на быстром ходу в исходную точку, перемещение на быстром ходу в точку, отстоящую от точки предыдущего сверления на 3 мм, перемещение на рабочей подаче на величину (P+3) мм и т.д. до достижения глубины сверления на величину W.
.2 Управляющая программа
F0.1 S3 1274 T1(Переход №1)X0 Z-2 E003L06 P50 W175
N004 Z-2 E
T2 (Переход №2)X50 Z0 EL08 A1.5 P2
Разработка технологического процесса изготовления детали ‘Прижим’
... технологический процесс изготовления детали. 2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ .1 Описание работы установки виброакустического контроля крупногабаритных подшипников Принцип работы: измерение вибрации подшипника основан на преобразовании радиальных перемещений наружного ... подшипников от 110 до 250 мм шириной до 55 мм. Длительность измерительного цикла — 10…60 с. Высота оси шпинделя — 200 мм. Направление ...
N008 X18X20 C2Z20X31 Z32.5 R20 M17F0.16 S3 1082 T4 (Переход №3)X50 EZ45 EL02 D0.6 X20 A5 P5F0.6 S3 955 T5(Переход №4)Z45 X50 EL08 A1.5 P2X 20X30 Z32.5 R20X50F0.6 S3 955 T2(Переход №5)Z50 EL08 A1.5 P2X20Z60 X30W5X35Z85X45 Q7Z170 M17F0.16 S3 1082 T4(Переход №6)X32 Z60L02 D0.6 X20 A5 P5F0.45S2 365 T3(Переход №7)X45 EZ0 EL10 B008X45 EZ45 EL10 B025F0.45 S2 365 T6(Переход №8)Z45 X45 EL10 B019F1.5 S3 400 T7(Переход №9)X0 Z-3L1 X17.875 P0.21 A0 C0 W-20 F1.5F1.5 S2 361 T8(Переход №10)X45 Z170 EX0M02
5. Выводы
В данной курсовой работе была разработана управляющая программа для обработки детали на станке с ЧПУ 16К20ФЗС32, оснащенном устройством ЧПУ 2Р-22.
Разработка управляющей программы включает в себя два основных этапа
- технологическая подготовка программы;
- математическая подготовка программы.
На первом этапе, основываясь на анализе чертежа детали, были выбраны заготовка и метод её получения, система ЧПУ (контурная), технологическое оборудование.
Для станка, на котором производится обработка заготовки, был предложен режущий инструмент, обеспечивающий получение детали заданной формы, размеров и качества поверхностей. Проведенные расчеты режимов резания показали, что выбранное технологическое оборудование, а именно станок 16К29ФЗС32, по своим технологическим характеристикам удовлетворяет всем основным требованиям.
Математическая подготовка включила в себя кодирование и составление текста самой управляющей программы. В программе были использованы стандартные циклы L08, L 10, L02.
Далее разработанную управляющую программу следует записать на изготовленный программоноситель или ввести в УЧПУ через блок пульта управления.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/naladchikov-stankov-s-chpu/
1. Разработка управляющих программ для систем ЧПУ: учебное пособие / И.И.Колтунов, А.С.Лобанов. — М.: МГТУ «МАМИ», 2009. — 81 с.
— Система автоматизированного программирования для устройств ЧПУ (EXAPT1): учебное пособие / И.И.Колтунов, А.С.Лобанов. — М.: МГТУ «МАМИ», 2011. — 38 с.
3. Программирование для устройств ЧПУ: учебное пособие / И.И.Колтунов, А.В.Анкин. — М.: МГТУ «МАМИ», 2011. — 67 с.
