В статье представлено подробное руководство по проектированию технологического процесса изготовления детали типа «Вал» с применением системы автоматизированного проектирования (САПР) ТП «Вертикаль». Рассматриваются вопросы выбора режущего инструмента, силового расчета режимов резания при точении и фрезеровании, нормирования штучно-калькуляционного времени, а также проектирования контрольно-измерительного инструмента (предельных калибров).
Содержание
- Введение
- Технологическое оснащение для реализации изготовления деталей «вал 6»
- Выбор режущего инструмента по технологическим операциям и переходам
- Выбор оборудования и технологической оснастки
- Силовой расчет режущего инструмента
- Расчет силы резания и мощности при точении
- Расчет силы резания и крутящего момента при сверлении
- Нормирование технологических операций обработки детали «Вал 6»
- Расчет нормы штучно-калькуляционного времени на токарную операцию с ЧПУ
- Проектирование технологического процесса в системе САПР ТП Вертикаль
- Разработка технологического процесса детали «палец» в системе САПР ТП Вертикаль
- Создание комплекта технологической документации в системе САПР ТП Вертикаль
- Программирование процесса технологической обработки детали «Вал 6»
- Расчет и проектирование контрольно-измерительного инструмента
- Расчет и выбор гладких предельных калибров
- Заключение
- Список использованных источников
Введение
Машиностроение обеспечивает новой техникой все отрасли экономики и определяет её технический прогресс. В связи с этим развитие машиностроения имеет первостепенное значение для развития экономики страны.
Для обеспечения конкурентоспособности продукции машиностроительных предприятий необходимо повышать качество и производительность машин без существенного повышения их стоимости. Эту задачу невозможно решить только с помощью конструктивных новшеств, без серьёзной технологической подготовки производства на основе новейших технологических решений, использующих новые материалы, технологическую оснастку, оборудование.
Применение новых технологий, сочетающих использование прогрессивных, высокоточных методов обработки с энергосбережением, экологичностью и безопасностью, высокопроизводительного технологического оборудования, оснащённого системами управления с элементами искусственного интеллекта, переналаживаемой автоматизированной технологической оснастки позволяет достигать существенного повышения производительности труда и качества изготовляемых изделий.
Современные требования к точности деталей машин и приборов, качеству их поверхностей, точности сборки столь высоки, что их достижение невозможно без применения научных достижений.
Сочетание гибкости с высокой производительностью и качеством достигается в современном производстве при помощи автоматизированных гибких производственных систем, а сокращение трудоёмкости и продолжительности подготовки производства при помощи систем автоматизированного проектирования.
Основная роль внедрения систем автоматизации – повышение уровня эффективности, мобильности и облегчения труда сотрудников. Благодаря этим изменениям возрастает уровень конкурентоспособности на рынке, идет мощное использование ресурсной базы.
Система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР) предназначена для автоматизации процессов технологической подготовки производства. САПР позволяет: проектировать технологические процессы в нескольких автоматизированных режимах, формировать все необходимые комплекты технологической документации, используемые на предприятии, вести параллельное проектирование сложных и сквозных техпроцессов группой технологов в режиме реального времени, формировать заказы на проектирование специальных средств технологического оснащения и создание управляющих программ, поддерживать актуальность технологической информации с помощью процессов управления изменениями. Применение САПР позволяет повысить производительность труда конструктора и технолога в 2-3 раза, повысить эффективность взаимодействия между различными подразделениями, уровень и качество конструкторско-технологических работ.
С помощью САПР выполняется разработка чертежей, производится трехмерное моделирование изделия и процесса сборки, проектируется вспомогательная оснастка, например штампы и пресс-формы, составляется технологическая документация и управляющие программы (УП) для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), ведется архив. Современные САПР применяются для сквозного автоматизированного проектирования, технологической подготовки, анализа и изготовления изделий в машиностроении, для электронного управления технической документацией.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ «вал 3»
1.1 Выбор режущего инструмента по технологическим операциям и переходам
Выбор инструмента зависит от условий его работы, припусков, СОЖ и др. В технологическом процессе используются в основном твердосплавные инструменты (ВК8, Т15К6) и инструменты из быстрорежущей стали (Р6М5). Режущий инструмент для проектируемого технологического процесса выбираем, в соответствии с рекомендациями, изложенными в каталогах металлорежущего инструмента.
Для обработки детали «вал 3» применяются следующие инструменты: резец для наружного точения PTGNL 2020K16, резец для наружного точения SSSCL 2020k12, сверло центровочное D2307050, фреза концевая PMK3.z4.12.30.90.30.F000 TiAlN;d=12; L=90мм; l=30мм., фреза концевая PMK3. z4. 14.32.92.30.F000 TiAlN; d=14,L=92мм; l=32мм, шлифовальный круг 1 150×25×32 24А 40-П СТ К 35м/с А 1кл. Данные инструменты представлены в таблице 1.
| № операции, перехода | Режущий инструмент | Марка инструмента ГОСТ, ISO | Тип и размер устанавливаемой пластины | Форма устанавливаемой пластины | Система крепления | Длина L, (мм) | Сечение державки |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 010 Токарная с ЧПУ | Резец для наружного точения | PTGNL 2020K16 | TCMT 110202E-46 | T-треугольная 60° | P- крепление пластин рычагом через отверстие | 125 | 20×20 |
| Резец для наружного точения | SSSCL 2020k12 | SCMT 09T304E-47 | S — квадратная 45° | S — крепление пластин винтом | 125 | 20×20 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сверло центровочное | D2307050 | — | — | — | 60 | Ø5 | |
| 015 Вертикально — фрезерная с ЧПУ | Фреза концевая | PMK3.z4.12.30.90.30.F000 TiAlN | — | — | — | 90 | Ø12 |
| Фреза концевая | PMK3. z4. 14.32.92.30.F000 TiAlN | — | — | — | 92 | Ø14 | |
| 025 Круглошлифовальная | Шлифовальный круг | Круг 1 150×25×32 24А 40-П СТ К 35м/с А 1кл. | — | — | — | — | 150х25х32 |
В таблице 2 показано обозначение пластины SCMT 09T304E-47ISO.
| S | C | M | T | 09 | T3 | 04 | E | — | 47 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Форма пластины квадратная 90° | Задний угол 70 | Класс точности ±0,130 | Тип пластины | Длина режущей кромки 9,525 | Толщина пластины 3,97 | Радиус при вершине 0,4 | Исполнение режущей кромки | Направление подачи | Форма стружколома |
Выбор оборудования и технологической оснастки
Для реализации технологического процесса изготовления детали «вал 3» используем следующее технологическое оборудование:
- Токарно-винторезный станок с ЧПУ СТХ 310.
- Вертикально-фрезерный станок DMC 635 V.
- Круглошлифовальный станок 3М153.
Для изготовления детали «Вал 6» применяются приспособления:
- Токарно-винторезная операция на станке с ЧПУ: трехкулачковый патрон ГОСТ 2675-80, делительная головка ГОСТ 8615-89, центр вращающийся ГОСТ 8742-75.
- Вертикально-фрезерная операции: тиски ГОСТ 21168-75.
- Круглошлифовальная операция: центр вращающийся ГОСТ8742-75.
Использование данных приспособления позволит сократить временные затраты на наладку станка, на установку и закрепление детали и т.д.
Для измерения наружных и внутренних размеров детали «вал 3» используются: Калибр-скоба ГОСТ 28367-73, калибр пазовый ГОСТ 24121-80, ШЦК-Т-I-200-0,05 ГОСТ 166-89, глубиномер ГМЦ150-1 ГОСТ 7470-92. Контроль шероховатости обработанных поверхностей измеряется с помощью образцов шероховатости ГОСТ 9378- 93.
2 СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (НА ДВЕ ОПЕРАЦИИ)
Суммарную равнодействующую всех сил, действующих на резец со стороны обрабатываемого материала, называют силой сопротивления резанию. Для силового расчета используем данные в таблице 3.
| № п/п | Размеры заготовки, мм | Марка материала | Твердость материала заготовки | Прочность в, ма | Вид операции | Режущий инструмент | Марка материала режущей части инструмента | Твердость материала режущей части инструмента | Марка материала державки (корпус) режущего инструмента | t, мм | s, мм/об | υ, м/мин | n, об/мин |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Ø40h9 | Сталь 45 | — | 600 | 015Токарно – винторезная с ЧПУ | Резец для наружного точенияPTGNL 2020K16, пластина для точения TCMT 110202E-46 | VP15TF | — | Конструкционная сталь 40Х | 0,5 | 0,3 | 222 | 1000 |
| 2 | 14Р9 | Сталь 45 | — | 600 | 025Вертикально-фрезерная с ЧПУ | фреза концевая PMK3. z4. 14.32.92.30.F000 TiAlN | Т5К10 | — | Конструкционная сталь 40Х | 1,7 | 0,15 | 109 | 2900 |