Разработка технологического процесса изготовления детали «Вставка» на станках с программным управление

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное бюджетное учреждение Калининградской области

профессиональная образовательная организация

«Гусевский политехнический техникум»

 

 

 

151902.03  Станочник (металлообработка)

 

 

К защите допущен

зам. директора по УПР

_______Максименко Е.А.

 

 

 

ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА

 

На тему: «Разработка технологического процесса изготовления детали «Вставка» на станках с программным управление»

 

Пояснительная записка

 

 

Работу выполнила:

учащаяся группы №51

______________Кригер А.В.

«___»____________2014г.

Руководитель работы:

__________ Емельянов  С.Н.

 «___»_______2014г.

               

Нормоконтроль:

____________ Железнов А.В.

 

                                          «___»_______2014г.

 

 

 

 

 

 

Гусев

2014

 

    Содержание

Введение………………………………………………………………….………

1 Общая часть

1. Описание конструкции детали
2. Требования, предъявляемые к материалу заготовки
3. Анализ производственной программы и выбор типа производства
2. Технологическая часть
1. Разработка операционного технологического процесса
2. Выбор режущего и мерительного инструмента
3. Расчет режимов резания
4. Характеристика оборудования
1. Схема роботы станка
5. Разработка управляющей программы
6. Циклограммы движения инструментов
7. Симуляция в 3D
3. Охрана труда

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

На сегодняшний день практически каждое предприятие, занимающееся механической обработкой, имеет в своем распоряжении станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ выполняют все те же функции, что и обычные станки с ручным управлением, однако, перемещения исполнительных органов этих станков Управляются электроникой.

Первым очевидным плюсом от использования станков с ЧПУ является более высокий уровень автоматизации производства. Случаи вмешательства оператора станка в процессе изготовления детали сведены к минимуму. Станки с ЧПУ могут работать практически автономно, день за днем, неделя за неделей, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. При этом, главной заботой станочника-оператора является в основном подготовительно-заключительные операции: установка и снятие детали, наладка инструмента и т.п. В результате один работник может обслуживать сразу несколько станков.

Вторым преимуществом является производственная гибкость. Это значит, что для обработки разных деталей нужно всего лишь заменить программу. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз.

Третьим плюсом является высокая точность и повторяемость обработки. По одной и той же программе вы сможете изготовить с требуемым качеством тысячи практически идентичных деталей. Ну и наконец,  числовое программное управление позволяет обрабатывать такие детали, которые невозможно изготовить на обычном оборудовании. Это детали со сложной пространственной формой, например, штампы и пресс-формы.

Сама методика работы по программе позволяет более точно предсказывать время обработки некоторых партий деталей и соответственно более полно загружать оборудование.

 

 

 

1. Общая часть

1.1 Описание конструкции детали

 

Деталь «Вставка» представляет собой тело вращения. Имеется 2 соосных отверстия. В одном из отверстий нарезана резьба М27х2 – 7Н для крепления сопрягаемых отверстий.

 

2. Требования, предъявляемые к материалу заготовки

 

Деталь «Вставка» изготавливается из конструкционной стали  - сталь 35 ГОСТ 1050-84. Этот материал широко используется в машиностроении.  Из него изготавливают: коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие подвергаемые поверхностной термообработки детали, от которых требуется повышенная прочность. Он хорошо обрабатывается резанием, подвергается различным видам термической обработки.

  Химический состав стали приводим в таблице.

Таблица 1 – Химический состав стали

С %	Si %	Mn %	Cr %	S %	P %	Cu %	As %	Ni %
0.32- 0.4	0.17- 0.37	0.5-0.8	До 0.25	До 0.04	До 0.035	До 0.25	До 0.08	До 0.25

 

Механические свойства стали приводим в таблице.

Таблица 2 – Механические свойства стали

Пердел прочности, в	Предел текучести, m	Относительное удлинение,	Относительное сужение,	Твердость, НВ
Мпа	Мпа	%	%	-
530	300	22	48

 

1.3 Анализ производственной программы и выбор типа производства

 Выбор типа производства основывается на годовом выпуске деталей и массе детали. Годовой выпуск деталей – 10 штук. Для того, чтобы определить массу заготовки построим описанную фигуру. Для деталей тел вращения описанной фигурой является цилиндр. Определим размеры этого цилиндра. Для этого определим припуски на токарную обработку по справочнику:

Черновое точение – 4 мм [1.133].

Чистовое точение – 1.5 мм [1.133].

Следовательно, диаметр цилиндра равен:

40+4+1.5=45.5 мм

В качестве заготовки берем пруток 45 мм

Определим длину заготовки L:

L=L1+L2+L3,                                                                        (1)

Где L1- длина детали «Вставка»;

       L2- ширина отрезного резца (5 мм);

       L3- величина на торцевание детали (1 мм).

L= 40+5+1= 46 мм

Чтобы определить массу заготовки, определим объем по формуле:

Vзаг=((п*D2)/4)*L,                                                              (2)

 где D- диаметр заготовки;

  L-длина заготовки.

Vзаг=((3.14*452)/4)*46=73122.75 мм3

Определим массу заготовки по формуле:

Мз=(y*Vзаг)/1000000                                                        (3)

где y - удельный вес стали 7.9 г/см3

Мз=7.9*73122.75/1000000=0.5777 кг

Определим массу детали, используя ранее приведенные формулы (2) и (3).

Для этого разобьем деталь на элементарные геометрические фигуры(цилиндры)

 

V1=(3.14*402)/4*40=50240 мм3

M1=7.9*50240/1000000=0.3969 кг

V2=(3.14*162)/4*30=6028.8 мм3

M2=7.9*6028.8/1000000=0.04763 кг

V3=(3.14*272)/4*10=5722.65 мм3

M3=7.9*5722.65/1000000=0.04521 кг

Масса детали «Вставка» 

Mд=M1-M2-M3

Mд=0.3969-0.04763-0.04521=0.30406 кг

Коэффициент использования металла определяется по формуле:

Ku=Mд/Mз,

где М3 – масса заготовки;

      Мд – масса детали.

Кu=0.30406/0.5777=0.52633 (52.6%)

Используя ниже приведенную таблицу, определим что тип производства – единичный.

 

Таблица 3 – Тип производства

Масса детали, (кг.)	Величина годовой программы выпуска деталей, (в штуках)
	единичное	Мелко серийное	серийное	Крупно серийное	массовое
<1	<10	10-2000	1500-100тыс.	15000-200000	200000
1-2.5	<10	10-1000	1тыс.-50тыс.	50000-100000	100000
2.5-5	<10	10-500	500-35тыс.	35000-75000	75000
5-10	<10	10-300	300-25тыс.	20000-50000	50000

 

Деталь «Вставка» будем изготавливать для единичного производства. Единичное производство характеризуется штучным (или небольшими партиями) выпуском    деталей  и носит  прерывистый      характер.   Также

характеризуется применением универсального оборудования. Использование

станков с ЧПУ позволяет быстро их переналаживать и более широко использовать их возможности. Для работы на станках с ЧПУ требуются операторы и программисты достаточно высокой квалификации. Для предварительного определения типа производства используем годовой объём выпуска деталей и массу детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технологическая часть
1. Разработка операционного технологического процесса

 

Разработка операционного технологического процесса.

1. Торцевать деталь
2. Точить с 45 до 41.5 на длину 45 мм предварительно (начерно) i=1
3. Точить с 41.5 до 40 на длину 45 мм начисто i=1
4. Сверлить отверстие 16 на длину 45 мм
5. Расточить с 16 до 27 на длину 10 мм
6. Нарезать внутреннюю резьбу М27х2 в цикле 95
7. Отрезать деталь

 

2. Выбор режущего и мерительного инструмента

 

Определим для каждого перехода необходимый режущий и мерительный инструмент  по  ГОСТам.  Выбранный  инструмент  покажем  в  виде  таблицы.

                    

Таблица 4 – Режущий и мерительный инструмент

Наименование операции	Режущий инструмент	Мерительный инструмент
005токарная	1)Резец (проходной-упорный) 2103-1104 Т15К6 ГОСТ 18879-73 2)Сверло (центровочное) 16 2317-0118 ГОСТ 14952-75 3)Резец (расточной) 2130-0305-Т5К10 ГОСТ 18884-73 4)Резьбовой резец  ГОСТ 18879-73 5)Резец (отрезной) 2130-0305  Т5К10 ГОСТ 18884-73	Штангенциркуль ШЦ-I-125-0.1  ГОСТ 164-80  линейка 0-200

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчеты режимов резания

 

Определим подачу F на черновое точение по справочнику.

Определим глубину  резания t по формуле:

t=(Dз-Dд)/(2*i),                                                                    (6)

где Dз- диаметр заготовки;

          Dд-диаметр заготовки с припуском на чистовое точение;

      i-число проходов.

t=(45-41.5)/2*1=3.5/2=1.75 мм

Следовательно, F=0.4-0.5 мм/об

Выбираем F=0.4 мм/об

Определим по справочнику табличную скорость резания для чернового точения [1.137].

Vтаб=198 м/мин.

Определим расчетную скорость по формуле:

Vрасч=Vтаб*К1*К2*К3*К4*К5,                                               (7)

где К1- поправочный коэффициент на стойкость резца;

      К2- поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

      К3- поправочный коэффициент на состояние обрабатываемой поверхности;