Разработка технологической операции и управляющей программы обработки детали на токарном станке с УЧПУ "Электроника НЦ-31"

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РФ ФГБОУ ВПО

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ МТ-ФАКУЛЬТЕТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технология автоматизированного производства»

на тему: «Разработка технологической операции и управляющей программы обработки детали на токарном станке с УЧПУ «Электроника НЦ-31»

Вариант ТАП-Д10

Тула 2013

Аннотация

Разработка технологической операции и управляющей программы обработки детали на токарном станке с УЧПУ «Электроника НЦ-31»/ ТулГУ, 2013. - ПЗ, 33 стр., илл., 8, табл., 5, библиогр., 5 назв, прил. - комплект документов. - Чертежи: позиции на операцию, общего вида револьверной головки с комплектом режущего инструмента 1,5 листа.

На основании действующих методических указаний разработана технология механической обработки детали типа «Вал» для условий автоматизированного среднесерийного производства. Выбран тип заготовки - сортовой прокат. Установлены общие припуски на механическую обработку. Подробно разработана технологическая операция - токарная с ЧПУ: выбрано оборудование, приспособление, режущий, вспомогательный и измерительный инструмент, рассчитаны режимы резания, проведено нормирование операции.

Содержание

• Введение
• 1. Исходные данные для проектирования
• 1.1 Общие сведения об оборудовании
• 1.2 Основные характеристики УЧПУ «Электроника НЦ-31»
• 1.3 Основные параметры обработки
• 2. Разработка последовательности выполнения переходов, выбор инструмента, его кодирование и настройка
• 3. Разработка траекторий движения инструмента
• 4. Расчет режимов резания
• 4.1 Выбор подач
• 4.2 Выбор скоростей резания
• 4.3 Расчет частот вращения шпинделя
• 4.4 Расчет мощности резания
• 4.5 Определение минутной подачи
• 5. Нормирование операции
• 6. Текст управляющей программы обработки детали на токарном станке с ЧПУ
• Заключение
• Список используемой литературы

Введение

Машиностроение является одной из важнейших высокотехнологичных отраслей современного хозяйства. В связи с этим оно должно на базе новейших достижений науки и техники непрерывно разрабатывать и выпускать продукцию, в том числе и товары потребления, обладающих высокими потребительскими качествами, конкурентоспособностью на внешнем рынке, а также обеспечивать служебные характеристики, заложенные в изделие конструктором при наименьшей себестоимости деталей. В условиях современного машиностроения важную роль играет применение при изготовлении различного рода деталей, в том числе и тел вращения, прогрессивных металлорежущих станков, инструментов и режимов резания, которые позволяют значительно снизить трудоемкость изготовления деталей, что, в свою очередь, благотворно влияет на конкурентоспособность современного производства.

Целью выполнения данной работы является создание технологического процесса изготовления детали «Вал», с подробным проектированием токарных операций на станке токарном патронно-центровом с ЧПУ 16К20Т1, в условиях среднесерийного типа производства. Применение в условиях современного производства станков с ЧПУ является оправданной мерой, так как оно позволяет повысить эффективность работы предприятия и качество выпускаемой им продукции.

Не следует также упускать из виду того факта, что перевод современного серийного производства на использование станков с числовым программным управлением значительно ускоряет процесс технологической подготовки производства и делает его более гибким, что в конечном итоге идет на пользу всему производству.

1. Исходные данные для проектирования

Согласно [1] обработка детали осуществляется на токарном патронноцентровом станке с ЧПУ модели 16К20Т1, оснащенным УЧПУ «Электроника БЕЦ -31».

1.1 Общие сведения об оборудовании

Общие сведения об используемом технологическом оборудовании уточняем из [2].

Назначение: токарная обработка деталей типа тел вращения в замкнутом полуавтоматическом режиме. Область применения: мелкосерийное и серийное производство. Класс точности: по ГОСТ 8-82, II -- при проверке на соответствие ГОСТ 18097-72.

Устройства ЧПУ:станок может быть выполнен с различными устройствами, в частности:

— «Электроника НЦ-31»;

— «2Р22»;

Сведем основные параметры технологического оборудования в таблицу 1.

Таблица 1. Основные параметры технологического оборудования

Наименование параметров, размерность	Величина лараметров
Наибольший диаметр устанавливаемого изделия над станиной, мм	500
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в центрах, мм	1000
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной, мм, не более	320
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм, не более	200
Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм	900
Число позиций инструментальной головки	6(8 по заказу)
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя, мм	53
Наибольшая высота резца, устанавливаемого в резцедержателе, мм	25
Наибольший ход суппортов, мм, не менее: по оси X по оси Z	250 900
Минимальная скорость быстрых перемещений, мм/мин: продольных поперечных	6000±6% 500±6%
Подача суппорта мм/об: продольного поперечного	0,01-2,8 0,005-1,4
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин: По диапазонам: I II III	20-7-2240 20-J-325 63-900 160-2240
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Нм, не менее	800
Наибольшее усилие продольной подачи, Н	10000
Наибольшее усилие поперечной подачи, Н	3600
Рекомендуемый предельный диаметр сверления, мм: — по чугуну — по стали	28 25
Мощность электродвигателя главного движения, кВт	11
Масса, без дополнительного оборудования, кг	3800

1.2 Основные характеристики УЧПУ “Электроника” НЦ-31

Дискретность задания перемещения:по оси X -- 0,005 мм;

по оси Z -- 0,01 мм.

Количество управляемых координат 2

Объем памяти ПЗУ и ОЗУ: 6 Кбайт

Исполнение: однопроцессорное УЧПУ, моноблок.оличество управляющих программ в архивной памяти: 5

(с использованием кассеты ОЗУ ВП до 13).

Максимальное количество кадров в УП:250

1.3 Основные параметры обработки

Заготовкой для получения детали служит пруток d=36 мм по ГОСТ 1050-88.

Базирование и закрепление заготовки осуществляется в самоцентрирующем трехкулачковом патроне с развитыми по длине кулачками. Вылет прутка настраивается по шаблону. В конце обработки производится отрезка детали от прутка.

Станок с ЧПУ имеет плавающий ноль. Выбираем ноль детали (Од) на левом торце на оси детали.

При изготовлении детали следует выдерживать основные размеры данные на чертеже детали на чертеже детали и при чистовой обработке выдерживать шероховатость заданных в чертеже поверхностей (кроме торцов и канавки) в пределах 1,6 мкм по параметру Ra.

резание деталь токарный управляющий

2. Разработка последовательности выполнения переходов, выбор инструмента, его кодирование и настройка

Исходя из конфигурации детали, заданной точности обработки и шероховатости поверхности, устанавливаем следующую технологическую последовательность обработки по переходам:

- подрезание торца и черновое обтачивание;

- протачивание канавки шириной 5мм;

- чистовое обтачивание;

- отрезание детали от прутка.

В соответствии с изложенным в [3] осуществляем выбор инструментов (см. рис.2):

Т1 - резец проходной К 01-4831-000 ГОСТ 21151-75 с параллелограммной пластиной из твердого сплава Т15К6 08116-1900605-230 ГОСТ 19062-82 (сечение державки 25 х 25 мм);

Т2 - резец канавочный К 01-4115-000 с пластиной из твердого сплава Т15К6 шириной 5мм (сечение державки 25 х 25 мм);

ТЗ - резец для контурного точения К 01-4231-000 ГОСТ 20872-80 с трехгранной пластиной Т15К6 - 01114-220408 ГОСТ 19046-80 (радиус при вершине г=1 мм; сечение державки 25 х 25 мм);

Т4 - резец отрезной ГОСТ 18884-73 с пластиной из твердого сплава Т15К6 шириной 5 мм (сечение державки 25 х 25 мм).

Устанавливаем положение центра инструмента, для которого строится траектория относительного перемещения (см. рис. 2):

- для чернового резца Т1 - на вершине режущей кромки (Oi);

- для прорезного резца Т2 - на главной режущей кромке слева (0₂);

- для чистового резца ТЗ - в центре радиусной режущей кромки (Оз);

- для отрезного резца Т4 - на пересечении вертикали и горизонтали, касательных соответственно к вспомогательной и главной режущим кромкам

(О₄)

Рис. 2. Размерная настройка инструмента

Определяем координаты Z_H и Х_и для комплекта режущего инструмента при обработке детали на станке 16К20Т1 (см. рис. 2).

Для резца Т1: Z_H = 70 мм; Х_и= 161 мм;

Т2: Z_H = 66 мм; Х_и= 156 мм;

ТЗ: Z_H = 52,5 мм; Х_и= 161 мм;

T4:Z_h = 66mm; Х_и=168мм.

3. Разработка траекторий движения инструмента

При построении траекторий необходимо учитывать следующие:

Положения исходной точки (начала отсчета) с которой начинается движение каждого инструмента и точек, где производится смена инструмента должны быть удалены на некоторое расстояние от заготовки, достаточное для беспрепятственного осуществления движения револьверной головки (X = 50 мм; Z = 100 мм от нуля детали).

Припуск на черновое точение разбиваем на несколько проходов с наибольшей глубиной резания t =2...3 мм [1]. Припуск на чистовое точение принимаем равным t = 1 мм на сторону.

Траектория движения чернового резца включает участок подрезания торца (1-2) и участки черновых проходов (4-5-6; 8-9-10-11; 13-14-15-16-17).

Обработка прорезным, чистовым и отрезным резцами осуществляется за один проход.

Траектория движения чистового резца представляет собой эквидистанту, отстоящую от обрабатываемого контура на расстояние, равное радиусу скругления режущей кромки чистового резца Т₃ г=1 мм. Траектория содержит участок (26-27) на котором движение происходит по дуге окружности по двум координатам одновременно.

Траектории движения режущих инструментов в процессе обработки детали представлены на рисунках 3-6.



Рис.3 Траектория движения чернового резца

Рис. 4 Траектория движения канавочного резца Т₂



Рис. 5 Траектория движения чистового резца Т₃

Рис. 6 Траектория движения отрезного резца Т_4.

Расчет координат опорных точек траектории движения чистового резца производим при помощи дополнительных построений (см. рис. 7, 8).

Рис. 7. Расчетная схема к определению координат опорных точек

Исходя из построения (см.рис.7) определяем величину большего катета треугольника. По теореме Пифагора:

Где l₂ - длина меньшего катета прямоугольного треугольника;

1₃ - длина гипотенузы прямоугольного треугольника, 1₃=15мм;

l1 = Z26-Z27;

l2 = 45 - 35 = 10мм.

l1=

Величину ?l определим по формуле:

?l = l1-X27

?l = 11,18-10 = 1,18мм.

Координату х^'₂₆ точки 26 определим по формуле:

x26 = r - ?l;

x26 = 15 -1,18 = 13,82мм.

Координату х₂₆ точки 26 определим по формуле:

X₂₆=13,82+1=14,82



Рис. 8. Расчетная схема к определению координат опорных точек

Исходя из построения (см. рис. 8) и решения предыдущей задачи определяем величину угла а:

а = arctg

а = arctg = 410 49.

Исходя из построения (см. рис. 8) определяем величину угла ?:

? = 180°-90°-а;

? = 180° -90° -41°49 =48° 11.

Зная длину гипотенузы (расстояние до эквидистанты - 1мм) произведем расчет длины 1 меньшего катета треугольника:

l= l* cos ?;

1 = 1*0,67 = 0,67мм.

Тогда, координата точки z₂₇ будет:

Z27=Z27-l

Z27 = 35 -0,67 = 34,33мм.

Зная длину гипотенузы (расстояние до эквидистанты - 1мм) произведем расчет длины 1₂ большего катета треугольника:

l2 = l * sin ?;

l1= 1*0,75 = 0,75мм.

Тогда, координата точки х₂₇ будет:

Х27 = Х27+1

X27 = 10 + 0,75 = 10,75мм.

Расчет опорных точек производится с такой точностью, чтобы обеспечить погрешность отработки траектории УЧПУ не более ±1 дискреты.

Координаты опорных точек траекторий движения режущих инструментов сведем в таблицу 2.

Таблица 2. Координаты опорных точек

№ точки	Участок	Координаты точек
		X	Z
		мм	Имп.	мм	Имп.
0	47-0	Смена инструмента Т4-Т1
1	0-1	20	4000	45	4500
2	1-2	-1	-200	45	4500
3	2-3	-1	-200	46	4600
4	3-4	16	3200	46	4600
5	4-5	16	3200	-5	-500
6	5-6	20	4000	-5	-500
7	6-7	20	4000	45	4500
8	7-8	16,82	3364	45	4500
9	8-9	13,07	2614	34	3400
10	9-10	13,07	2614	30	3000
11	10-11	17	3400	30	3000
12	11-12	17	3400	46	4600
13	12-13	14,82	2964	46	4600
14	13-14	14,82	2964	45	4500
15	14-15	10,44	2088	34	3400
16	15-16	10,44	2088	30	3000
17	16-17	17	3400	30	3000
18	17-18	50	10000	100	10000
19	18-19	Смена инструмента Т1-Т2
20	19-20	18	3600	30	3000
21	20-21	9	1800	30	3000
22	21-22	18	1800	30	3000
23	22-23	50	10000	100	10000
24	23-24	Смена инструмента Т2-Т3
25	24-25	14,82	2964	46	4600
26	25-26	14,82	2964	45	4500
27	26-27	10,75	2150	34,33	3433
28	27-28	16	3200	34,33	3433
29	28-29	16	3200	-0,5	-50
30	29-30	18	3600	-0,5	-50
31	30-31	50	10000	100	10000
32	31-32	Смена инструмента Т3-Т4
33	32-33	20	4000	-5	-500
34	33-34	-1	-200	-5	-500
35	34-35	20	4000	-5	-500
36	35-36	50	10000	100	10000

4. Расчет режимов резания

4.1 Выбор подач

Для черновой обработки наружных поверхностей до d=50 мм и подрезки торца с максимальной глубиной резания 3 мм рекомендуемая рабочая подача SoT=0,40 мм/об карта 3 [4];

Окончательную подачу определяем по формуле:

So=So_T*Ks_u*Ks_p*Ks_d*Ks_h*Ks_y*Ks_n*Ks_?*Ks_j*Ks_м,

где Ks_и -- коэффициентинструментальногоматериала,

Ks_и=l,0 карта 3 [4];

Ks_p -- коэффициент способа крепления пластины, Ks_p=l,0 карта 3 [4];

Ks_d -- коэффициент сечения державки резца, Кз_д=1,0 карта 5 [4];

Ks_h -- коэффициент прочности режущей части, Ks_h =1,0 карта 5 [4];

Ks_y -- коэффициент, зависящий от схемы установки детали Ksf=0,8;

Ks_n -- коэффициент состояния поверхности заготовки, Ks_n=l,0 карта 5 [4];

Ks_? -- коэффициент геометрических параметров резца, Ks₉=0,95 карта 5 [4];

Ks_j -- коэффициент жесткости станка, Ksj =0,75 карта 5 [4];

Ks_м -- коэффициент механических свойств обрабатываемого материала, Ks_M = 1,15 карта 5 [4].

S0 = 0,4*1*1*1*1*0,8*1*0,95*0,75*1,15 = 0,26 мм/об.

Для точения канавки диаметром d=18мм с шириной b = 5 мм, SOT = 0,1 мм/об карта 28 [4];

Окончательную подачу определяем по формуле:

So= So_T * Ks_м * Ks_y *Ks_ш * Ks_d * Ks₀,

где Ks_м -- коэффициент механических свойств обрабатываемого материала,

Ks_м= 1,10 карта 29 [4];

Ks_y -- коэффициент схемы установки заготовки, Ks_y=l,0 карта 29 [4];

Ks_ш -- коэффициент шероховатости обработанной поверхности,

Ks_m=0,8 карта 29 [4]

Ks_d -- коэффициент отношения конечного и начального диаметров обработки,

Ks_d =1,10 карта 29 [4];

Ks₀ -- коэффициент вида обработки (точение), Ks₀ =1 карта 29 [4];

So = 0,1*1,1*1*0,8*1,1*1 = 0,1 мм/об.

Для чистовой обработки наружных поверхностей до d=50 мм с глубиной резания 1 мм рекомендуемая рабочая подача SoT=0,12 мм/об карта 6 [4];

Окончательную подачу определяем по формуле:

So=So_Т-Ks_м *Ks_y*Ks_ш*Ks_{d *} Ks₀,

где Ks_м -- коэффициент механических свойств обрабатываемого материала,

Ks_м =1,15 карта 8 [4];

Ks_y -- коэффициент, зависящий от схемы установки детали Ks_y=l,0 карта 8 [4];

Ks_p -- коэффициент, зависящий от радиуса вершины резца,

Ks_p=l,0 карта 8 [4];

Ks_k -- коэффициент, зависящий от квалитета точности обрабатываемых поверхностей,

Ks_k=0,8 карта 8 [4];

Ks_? -- коэффициент, зависящий от кинематического угла в плане,

Ks_? =0,8 карта 8 [4];

So=0,12*1,15*1*1*0,8*0,8=0,09 мм/об

Для отрезания детали диаметром d=36 мм с шириной Ь=5 мм, SOT=0,1 мм/об карта 28 [4];

Окончательную подачу определяем по формуле:

So =So_Т*Ks_м*Ks_y*Ks_ш*Ksd*Ks₀,

где Ks_м -- коэффициент механических свойств обрабатываемого материала,

Ks_м=l, 10 карта 29 [4];

Ks_y -- коэффициент схемы установки заготовки,

Ks_y=l,0 карта 29 [4];

Ks_ш -- коэффициент шероховатости обработанной поверхности,

Ks_ш=0,8 карта 29 [4];

Ks_d -- коэффициент отношения конечного и начального диаметров обработки,

Ks_d =1,10 карта 29 [4];

Ks₀ -- коэффициент вида обработки (точение), Ks₀ =1 карта 29 [4];

So = О,1*1,1*1*0,8*1,1*1 = 0,1 мм/об.

4.2 Выбор скоростей резания

Для черновой обработки наружных поверхностей детали с глубиной резания t до 3 мм и подачей So=0,26 мм/об Vт=128 м/мин, карта 21 [4]. Окончательную скорость резания определяем по формуле:

V= V_Т*Kv_u*Kv_c*Kv_o*Kv_j*Kv_м*Kv_?*Kv_Т*Kv_ж

где Kv_и -- коэффициент группы инструментального материала,

Kv_и=l,0 карта 21 [4];

Kv_c -- коэффициент группы обрабатываемостиматериала,

Kv_c =l,0 карта 23 [4];

Kv_o -- коэффициент вида обработки,

Kv₀=l карта 23 [24];

Kv_j -- коэффициент жесткости станка,

Kv_j = 75 карта 23 [4];

Kv_м -- коэффициент механических свойств обрабатываемого материала,

Kv_м =l,15 карта 23 [4];

Kv_? -- коэффициент геометрических параметров резца,

Kv_? =1,0 карта 23 [4];

Kv_Т -- коэффициент периода стойкости режущей части,

Kv_Т =l карта 23 [4];

Kv_ж -- коэффициент наличия охлаждения,

Kv_ж =1 карта 23 [4] (с охлаждением).

V=128*1*1*1*0,75*1,15*1*1*1=110,4 м/мин.

Принимаем:

V=110 м/мин.

Для точения канавки d=18 мм с глубиной резания t=5 мм и подачей So=0,l мм/об рекомендуемая скорость резания составляет: Vt=135 м/мин карта 30 [4].

Окончательную скорость резания определяем по формуле:

V=V_T*Kv_u*Kv_c*Kv₀*Kv_м*Kv_T*Kv_ж,

где Kv_u -- коэффициент группы инструментального материала,

Kv_u =0,9 карта 30 [4];

Kv_c -- коэффициент группы обрабатываемостиматериала,

Kv_c = 1,0 карта 31 [4];

Kv₀ -- коэффициент вида обработки,

Kv₀=0,55 карта 31 [4];

Kv_м -- коэффициент механических свойств обрабатываемого материала,

Kv_м =l,2 карта 31 [4];

Kv_T -- коэффициент периода стойкости режущей части,

Kv_T =l карта 31 [4];

Kv_ж -- коэффициент наличия охлаждения,

Kv_ж =1 ,0 карта 31 [4].

V= 135*0,9*1*0,55*1,2*1*1=80,2 м/мин.

Принимаем:

V=80 м/мин.

Для чистовой обработки наружных поверхностей детали с глубиной резания t =1 мм и подачей So=0,09 мм/об Vт=257 м/мин, карта 22 [4].

Окончательную скорость резания определяем по формуле:

V= VT*Kvu*Kvc*Kv0*Kvj*Kvм*Kv?*KvТ*Kvж

где Kv_u -- коэффициент группы инструментального материала,

Kv_u =0,7 карта 21 [4];

Kv_c -- коэффициент группы обрабатываемостиматериала,

Kv_c =l,0 карта 23 [4];

Kv₀ -- коэффициент вида обработки,

Kv₀ =l карта 23 [24];

Kv_j -- коэффициент жесткости станка,

Kv_j =0,75 карта 23 [4];

Kv_м -- коэффициент механических свойств обрабатываемого материала,

Kv_м =l,15 карта 23 [4];

Kv_?, -- коэффициент геометрических параметров резца,

Kv_? =1,0 карта 23 [4];

Kv_Т -- коэффициент периода стойкости режущей части,

Kv_Т =l карта 23 [4];

Kv_ж -- коэффициент наличия охлаждения, Kv_ж =1 карта 23 [4] (с охлаждением).

V=370*0,7*1*1*0,75*1,15*1*1*1=155,2 м/мин.

Принимаем:

V=155 м/мин.

Для отрезания детали d=36 мм с глубиной резания t=5 мм и подачей So=0,l мм/об рекомендуемая скорость резания составляет: Vт=147 м/мин карта 30 [4].

Окончательную скорость резания определяем по формуле:

V=VT*Kvu*Kvc*Kv0*Kvм*KvТ*Kvж,

где Kvu -- коэффициент группы инструментального материала,

Kv_u =0,9 карта 30 [4];.

Kv_c -- коэффициент группы обрабатываемостиматериала,

Kv_c =l,0 карта 31 [4];

Kv₀ -- коэффициент вида обработки,

Kv₀ =0,55 карта 31 [4];

Kv_м -- коэффициент механических свойств обрабатываемого материала,

Kv_м =l,2 карта 31 [4];

Kv_Т -- коэффициент периода стойкости режущей части,

Kv_Т =l карта 31 [4];

Kvж -- коэффициент наличия охлаждения,

Kvж =1,0 карта 31 [4].

V=147*0,9*1*0,55*1,2*1-1=87,3 м/мин.

Принимаем:

V=87 м/мин.

4.3 Расчет частот вращения шпинделя

Частоты вращения шпинделя определяются по формуле:

об/мин

где D -- максимальный диаметр обрабатываемой детали.

Для чернового точения и подрезания торца:

По результатам расчетов принимаем фактическую частоту вращения шпинделя:

nф=970 об/мин.

Для точения канавки d=18 мм:

об/мин

По результатам расчетов принимаем фактическую частоту вращения шпинделя:

nф=800 об/мин.

Для чистового точения наружного контура:

об/мин

По результатам расчетов принимаем фактические частоты вращения шпинделя:

nф=1540 об/мин.

Для отрезания детали:

об/мин

По результатам расчетов принимаем фактическую частоту вращения шпинделя: пф=770 об/мин

4.4 Расчет мощности резания

Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения Для самой нагруженной стадии обработки - чернового точения наружного контура табличную мощность резания определяем по карте 21 [4] (по значениям Ут).

Табличную мощность резания корректируем по формуле:

где K_N -- коэффициент твердости обрабатываемого материала,

K_N=0,80 карта 24 [4].

Для чернового прохода:

N = 3,6 * 0,8* =2,48 кВт

Полученные значения мощностей резания не превышают мощности привода главного движения станка (Ncт=11 кВт).

Для чистового точения, прорезания канавки, отрезания проверку по мощности не производят, так как мощность, затрачиваемая на эти виды обработки существенно меньше, чем на черновое точение.

4.5 Определение минутной подачи

Минутную подачу рассчитывают по формуле:

Sм =пф*S0

Для чернового точения:

S_м = 970 * 0,26 = 252 мм / мин,

для канавки d=18 мм:

S_м = 800 * 0,1 = 80 мм / мин,

для чистового точения наружного контура:

S_м = 1540 * 0,09 = 139 мм/ мин,

для отрезания детали:

Sм = 770 * 0,1 = 77 мм / мин.

Станок 16К20Т1 с УЧПУ «Электроника НЦ-31» имеет бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя, которая задается непосредственно адресом S. Так как станок оснащен автоматическим бесступенчатым приводом главного движения, то принятое значение частот вращения шпинделя задается непосредственно в управляющей программе.

5. Нормирование операции

Для станка 16А20ФЗ время фиксации револьверной головки Тиф = 2 с и время поворота револьверной головки на одну позицию Ти_п = 1 с выбираем из приложения 46 [5, стр. 5].

Для холостых ходов принято значение минутных скоростей быстрых перемещений 4000 мм/мин.

Время цикла автоматической работы станка по программе Т_ц.а. складывается из основного времени автоматической работы станка Т₀ и машинновспомогательного времени Т_мв [5, стр. 5], т.е.:

Т ц.а.=То+Тмв

То=

Т_мв=Т_мв.и+Т_мв.х.

где L_i -- длина пути, проходимого инструментом или деталью в направлении подачи при обработке i-ro технологического участка (с учетом врезания и перебега), мм;

Sм_i -- минутная подача на данном участке, мм/мин;

I=1, 2,…,n -- число технологических участков обработки;

Т _мв.и. -- машинно-вспомогательное время на автоматическую смену инструмента, мин;

Т_мв,_х -- машинно-вспомогательное время на выполнение вспомогательных ходов и технологические паузы, мин.

Ввиду однотипности вычислений, производимых по приведенных выше формулам в пояснительной записке они не приводятся. Результаты расчетов по формулам целесообразно свести в таблицу 3.

Таблица 3. Время цикла автоматической работы станка по программе при выполнении операции.

Участок траектории или номера позиций инструментов предыдущего и рабочего положений	Приращение по оси х Ах, мм	Приращение по оси z Az, мм	Длина i-ro участка траектории, Li, мм	Минутная подача на i-ом участке, SMi, мм/мин	Основное время автоматической работы станка по программе Т0, мин	Машинновспомогательное время, Тмв, мин
						Тмв.х.	Тмв.и.
Инструмент Т4 -- инструмент Т1							0,05
0-1	30	55	62,65	4000		0,0157
1-2	21	0	21,00	252	0,0833
2-3	0	-1	1,00	252	0,0040
3-4	-17	0	17,00	4000		0,0043
4-5	0	51	51,00	252	0,2024
5-6	-4	0	4,00	252	0,0159
6-7	0	-50	50,00	4000		0,0125
7-8	3,18	0	3,18	4000		0,0008
8-9	3,75	11	11,62	252	0,0461
9-10	0	4	4,00	252	0,0159
10-11	-3,93	0	3,93	252	0,0156
11-12	0	-16	16,00	4000		0,0040
12-13	2,18	0	2,18	4000		0,0005
13-14	0	1	1,00	252	0,0040
14-15	4,38	11	11,84	252	0,0470
15-16	0	4	4,00	252	0,0159
16-17	-6,56	0	6,56	252	0,0260
17-18	-33	-70	77,39	4000		0,0193
Инструмент Т1 -- инструмент Т2							0,05
19-20	32	70	76,97	4000		0,0192
20-21	9	0	9,00	80	0,1125
21-22	-9	0	9,00	4000		0,0023
22-23	-32	-70	76,97	4000		0,0192
Инструмент Т2 -- инструмент ТЗ							0,05
24-25	35,18	54	64,45	4000		0,0161
25-26	0	1	1,00	139	0,0072
26-27	4,07	10,67	11,42	139	0,0822
27-28	-5,25	0	5,25	4000		0,0013
28-29	0	34,83	34,83	139	0,2506
29-30	-2	0	2,00	139	0,0144
30-31	-32	-100,5	105,47	4000		0,0264
Инструмент ТЗ -- инструмент Т4							0,0500
32-33	30	105	109,20	4000		0,0273
33-34	21	0	21,00	77	0,2727
34-35	-21	0	21,00	4000		0,0053
35-36	-30	-105	109,20	4000		0,0273
				2	1,2155	0,2015	0,2000
Общее время цикла автоматической работы Тц.а.			1,617

Норма штучного времени определяется по формуле [5. стр.5 ]:

Тш =(Тц.а. +Tв)-(l+)

Вспомогательное время складывается из составляющих, выбор которых осуществляется по формуле [5, стр.5 ]:

Tв=Тауст +Твоп +Твиз

Вспомогательное время на установку и снятие детали Та_уст=0,24 мин карта

4 [5].Вспомогательное время, связанное с операцией Тв_оп включает в себя время на включение и выключение станка, проверку возврата инструмента в заданную точку после обработки, установку и снятие щитка, предохраняющего от забрызгивания эмульсией, карта 14 [5]:

Твт = 0,15 + 0,03 = 0,18 мин.

Вспомогательное время на контрольные измерения (Тв_из карта 15 [5]) содержит:

два замера штангенциркулем (0,05x2=0,1 мин);

два замера скобой предельной двусторонней (0,09x2=0,18 мин);

один замер шаблоном фасонным простого профиля (0,20 мин);

Тогда: Твиз5=0,1+0,18+0,2=0,48 мин.

Суммарное вспомогательное время составит:

Тв=0,24+0,18+0,48=0,93 мин.

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности берется в процентах от оперативного времени, карта 16 [5]:

aтех+aорг+aотл =8%

Окончательно норма штучного времени равна:

Тш=(1,617+ 0,93) -(1+0,08) =2, 751 мин.

Норма подготовительно-заключительного времени на наладку станка при обработке партии одинаковых деталей независимо от размера партии определяется по формуле [5, стр.8]:

Т_пз= Т_пз1+ Т_{пз 2} + Т_пр обр,

где Т_пз 1 - норма времени на организационную подготовку (мин);

Т_пз 2 - норма времени на наладку станка, приспособления, инструмента, программных средств (мин);

Т_пр.обр - норма времени на пробную обработку (мин).

Результаты расчета подготовительно-заключительного времени отображают в виде таблицы 4 [5, стр. 12].

Таблица 4. Подготовительно-заключительное время для выполнения токарной операции механической обработки партии деталей

№	Содержание работы	Карта, позиция,	т, мин
п/п		индекс
1	Организационная подготовка	Карта 21, поз.	4,0+2,0+2,0=8,0
		1,3,4 инд. а
	Итого Тпз1		8,0
	Наладка станка, приспособлений,
	инструмента, программных устройств.
2	Установить необходимее режимы работы	Карта 21,поз. 13	0,15x6=0,9
	станка (число оборотов, подачу и т.д.).
3	Установить и снять кулачки.	Карта 21,поз. 16	6,5
4	Расточить кулачки	Карта 21,поз. 19	5,0
5	Установить и снять инструментальный
	блок или отдельный режущий
	инструмент.	Карта 21,поз. 25	0,5x4=2,0
6	Набрать программу кнопками на пульте	Карта 21,поз. 31	0,4x10=4
	управления УЧПУ и проверить ее.
7	Установить исходные координаты X и Z	Карта 21,поз. 33	2,0
	(установить нулевое положение)
	Итого Тпз 2		18,4
	Пробная обработка	Карта 28, поз. 5,
8	Деталь высокой точности (имеет	инд. в, прим. 2	10,5
	поверхности 9 квалитета, канавку).	Карта 21,
	Итого Тпр. обр.	прим. 1	10,5+2,75=12,90
	Итого подготовительно, заключительное
	время на партию деталей:
	Тпз= Тпз1+ Тпз2+ Тпр.обр		39,30

Подготовительно-заключительное время в расчете на одну деталь зависит от объема партии деталей и рассчитывается по формуле [5, стр.4]:

Тпз1= т/n

где Тпз - подготовительно-заключительное время на обработку партии деталей;

n - объем партии деталей.

Таким образом:

Тпз1=

Норма штучно-калькуляционного времени на операцию рассчитывается как норма штучного времени, с учетом доли подготовительно-заключительного времени для обработки партии деталей. Расчет производится по формуле [5, стр 4]:

T_ш.к.=T_ш +

где Т_ш - норма штучного времени на операции (в мин);

Т_п.з. - норма подготовительно-заключительного времени на операции

(в мин);

n - объем партии деталей (в шт.).

Таким образом, штучно-калькуляционное время составляет:

T_ш.к. = 2,751 + 0,393 = 3,144 мин

6. Текст управляющей программы обработки детали на токарном станке с ЧПУ

Текст управляющей программы для токарной операции приведен в таблице 5.

Таблица 5. Управляющая программа

№№ ячеек	Команда, параметр	Признаки	Комментарий
N0	G56	*	\ 1 Установка квадранта 4
N1	Р4		/ технологической системы
N2	М40		Поддиапазон 3 частот вращения
N3	М3		Пуск шпинделя по ч.с.
N4	Т1		Резец черновой для конт. точения
N5	S970		N=970 мин-1
N6	X 4000	* ~~~	\ В точку 1 на холостом ходу
N7	Z 4500		/
N8	М8		Включение СОЖ
N9	F26		Sp.x.=0,26 мм/об
N10	X -200		В точку 2 на рабочем ходу
N11	Z 4600		В точку 3 на рабочем ходу
N12	X 3200	~~~	В точку 4 на холостом ходу
N13	Z -500		В точку 5 на рабочем ходу
N14	X 4000		В точку 6 на рабочем ходу
N15	Z 4500	~~~	В точку 7 на холостом ходу
N16	X 3364	~~~	В точку 8 на холостом ходу
N17	G 2	*	\ Круговая интерполяция по ч.с.
N18	X 2614	*	| В точку 9 на рабочем ходу
N19	Z 3400	*	|
N20	Р1 3600	*	|
N21	Р2 0		/
N22	Z3000		В точку 10 на рабочем ходу
N23	X 3400		В точку 11 на рабочем ходу
N24	Z 4600	~~~	В точку 12 на холостом ходу
N25	X 2964	~~~	В точку 13 на холостом ходу
N26	Z 4500		В точку 14 на рабочем ходу
N27	G 2	*	\ Круговая интерполяция по ч.с.
N28	X 2088	*	| В точку 15 на рабочем ходу
N29	Z 3400	*	|
N30	Р1 3200	*	|
N31	Р2 0		/
N32	Z3000		В точку 16 на рабочем ходу
N33	X 3400		В точку 17 на рабочем ходу
N34	X 10000	~~~	В точку 18 на холостом ходу
N35	Z10000
N36	Т 2		Резец канавочный
N37	S800		N=800 мин-1
N38	F10		Sp.x.=0,10 мм/об
N39	Х3600	* ~~~	В точку 20 на холостом ходу
N40	Z3000
N41	X 1800		В точку 21 на рабочем ходу
N42	Х3600	~~~	В точку 22 на холостом ходу
N43	X 10000	* ~~~	В точку 23 на холостом ходу
N44	Z10000
N45	T3		Резец чистовой контурного точения
N46	S1540		N=1540 мин'1
N47	F09		Sp.x.=0,09 мм/об
N48	X 2964	* ~~~	'В точку 25 на холостом ходу
N49	Z 4600
N50	Z 4500		В точку 26 на рабочем ходу
N51	G 2	*	' Круговая интерполяция по ч.с.
N52	X 2150	*	В точку 27 на рабочем ходу
N53	Z 3433	*
N54	Р1 3000	*
N55	Р2 0
N56	X 3200	~~~	В точку 28 на холостом ходу
N57	Z -50		В точку 29 на рабочем ходу
N58	Х3600		В точку 30 на рабочем ходу
N59	X10000	* ~~~	]В точку 31 на холостом ходу
N60	Z 10000
N61	Т 4		Резец отрезной
N62	S770		N=770 мин'1
N63	X 4000	* ~~~	В точку 33 на холостом ходу
N64	Z -500
N65	F10		Sp.x.=0,l мм/об
N66	X -200		В точку 34 на рабочем ходу
N67	X 4000		В точку 35 на рабочем ходу
N68	М9		Отключение СОЖ
N69	X10000	* ~~~	В точку 36 на рабочем ходу
N70	Z10000
N71	М5		Останов шпинделя
N72	мзо		Конец прогр. с возвратом на начало

Заключение

Результатом выполнения курсовой работы является детальное проектирование операции механической обработки детали на токарном станке с ЧПУ. В ходе работы была подробно разработана операционная технология обработки детали «Вал» произведены: выбор инструмента и проектирование технологических переходов, обеспечивающих получения детали, поверхности которой соответствуют форме и размерам, указанным в чертеже; детальный расчет режимов резания, обеспечивающих получение заданной точности размеров детали и шероховатости ее поверхностей; поэлементное нормирование технологической операции. Уделено внимание специфическим вопросам, возникающим при проектировании технологии обработки деталей на станках с ЧПУ - расчету и построению траекторий движения режущего инструмента, разработке управляющей программы.

В ходе работы на КР приобретены навыки проектирования операций мех. обработки деталей на токарных станках с ЧПУ в условиях мелко- и среднесерийного производства. Изучены приемы и особенности расчетов режимов резания и технического нормирования операций, выполняемых на станках ЧПУ. Сделаны выводы о необходимости детального многопланового подхода к организации работы и эксплуатации оборудования с высокой степенью автоматизации, коими и являются станки с ЧПУ.

Список используемой литературы

1. Методические указания по проведению практических занятий на тему «Разработка технологической операции и управляющей программы обработки детали на токарном с танке с УЧПУ «Электроника НЦ-31» для студентов специальности 120100 дневного обучения. - Тула : ТулГУ, 2000. - 14 с.

2. Методические указания по выполнении курсовой работы по дисциплине «Технология автоматизированного производства» для студентов специальности 120100 дневного обучения. - Тула : ТулГУ, 2000. - 14 с.

3. Справочник технолога-машиностроителя: т.2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 496с.

4. Общемашиностроительные нормативы времени и режимы резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многооперационных станках с числовым программным управлением. В 2-х ч. М.: Экономика, 1990.

Ч. 2. Нормативы режимов резания. - 465с.

5. Общемашиностроительные нормативы времени и режимы резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многооперационных станках с числовым программным управлением. В 2-х ч. М.: Экономика, 1990.

Ч.1. Нормативы времени. - 207с.

Размещено на Allbest.ru