Курсовая работа (т): Программная обработка на станках с ЧПУ

Программная обработка на станках с ЧПУ

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Программная обработка на станках с ЧПУ»

Содержание

1. Введение

. Чертеж детали, назначение параметров качества обработки

. Технологическая подготовка управляющей программы

.1 Эскиз заготовки, обоснование метода её получения

.2 Выбор системы ЧПУ, исходя из анализа формы детали

.3 Выбор технологического оборудования

.3.1 Токарный станок с ЧПУ модели 16К20ФЗС327

.3.2 Устройство ЧПУ модели 2Р22

.4 Технологический маршрут обработки детали

.5 Выбор инструмента

.6 Назначение режимов обработки

.7 Эскизы наладок

. Математическая подготовка управляющей программы

.1 Кодирование

.2 Управляющая программа

. Выводы

. Список литературы

1. Введение

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

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) σв=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.

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

200

2. Наибольшая длина обработки установленного в центрах изделия, мм

1000

3. Наибольшая длина обработки, мм

905

4. Диаметр отверстия в шпинделе, мм

53

5. Частота вращения шпинделя (бесступенчатое регулирование), мин-1

20…2240

6. Пределы частот вращения шпинделя, устанавливаемого вручную, мин-1 диапазон I диапазон II диапазон III

 20…235 63…900 160…2240

7. Скорость подачи, мм/об продольного хода поперечного хода

0,01-20,47

0,0510,23

8. Скорость быстрых ходов, мм/мин (продольного)

7500

9. Перемещение суппорта на 1 импульс, мм продольного хода поперечного хода

 0.01 0.005

10. Пределы шагов нарезаемой резьбы, мм

0,01-40,95

11. Предельные диаметры сверления, мм по чугуну по стали

28

25

12. Количество позиций в инструментальной головке

6

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

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

=1000*Vтабл/(π*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

2.         Подача на оборот S=0.6 мм/об

3.         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

4.         Частота вращения шпинделя n=1000*V(π*Dзаг.) = 1000*135/(3.14*45) = 955,5 об/мин

5.         Основное время обработки (машинное)

Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,6*955,5) = 0.3мин

6.         Стойкость резца Т2: Т0=90 мин

Переход №3 точение наружной канавки канавочным резцом Т4

1.         Глубина резания t= 4 мм

2.         Подача на оборот S=0.16 мм/об

3.         Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава

 = Vтабл. * К1*К2, где

Vтабл. - 153 мм/об

К1 - 1,0

К2 - 1,0= 94*1,0*1,0=153 м/мин

4.         Частота вращения шпинделя

=1000*V(π*Dкон.) = 1000*153/(3.14*45) = 1082,8 м/мин

5.         Основное время обработки (машинное) Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,16*1082,8) = 0.98мин

6.         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

2.         Подача на оборот S=0.6 мм/об

3.         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

4.         Частота вращения шпинделя

n=1000*V(π*Dзаг.) = 1000*135/(3.14*45) = 955,5 об/мин

5.         Основное время обработки (машинное)

Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,6*955,5) = 0.3мин

6.         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

2.         Подача на оборот S=0.6 мм/об

3.         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

4.         Частота вращения шпинделя

=1000*V(π*Dзаг.) = 1000*135/(3.14*45) = 955,5 об/мин

5.         Основное время обработки (машинное)

Т0= Lpx/(S*n) = 170/(0,6*955,5) = 0.3мин

6.         Стойкость резца Т2: Т0=90 мин

Переход №6 точение наружной канавки канавочным резцом - T4

1.         Глубина резания t= 4 мм

2.         Подача на оборот S=0.16 мм/об

3.         Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава

V = Vтабл. * К1*К2, где

табл. - 153 мм/об