|
№ опер.
|
Наименование операции и ее содержание
|
Технологические базы, приспособление
|
|
05
|
Токарная с ЧПУ. Обработать начерно и начисто торцы, наружные
и внутренние цилиндрические поверхности, канавки и фаски с одной стороны
детали
|
Токарно-револьверный станок модели 1740РФ3
|
Необработанные левый торец заготовки и наружная
цилиндрическая поверхность фланца. Приспособление: патрон трехкулачковый
самоцентрирующий
|
|
10
|
Токарная с ЧПУ. Обработать начерно и начисто наружную
цилиндрическую поверхность фланца, левый торец детали; расточить окончательно
отверстие; снять фаски
|
Токарно-револьверный станок модели 1740РФ3
|
Цилиндрическая поверхность А с припуском под шлифование и
прилегающий к ней торец фланца. Приспособление: патрон трехкулачковый
самоцентрирующий
|
|
15
|
Фрезерная с ЧПУ. Центровать, сверлить, зенковать 3
отверстия 015; фрезеровать лыску
|
Вертикально-фрезерный станок Модели 6Р11МФЗ
|
Цилиндрическая поверхность А и прилегающий к ней торец
фланца. Приспособление: патрон трехкулачковый самоцентрирующий
|
|
20
|
Сверлильная с ЧПУ. Центровать, сверлить и зенковать
отверстие, нарезать в нем резьбу Ml2
|
Вертикально-сверлильный станок модели 2Н118Ф2
|
Цилиндрическая поверхность А и прилегающий к ней торец
фланца. Приспособление' специальное:
|
|
25
|
Слесарная. Снять заусенцы, притупить острые кромки.
|
Слесарный верстак
|
|
|
30
|
Шлифовальная с ЧПУ. Шлифовать цилиндрическую поверхность А
и прилегающий к ней торец фланца
|
Кругло-шлифовальный станок модели ЗМ151Ф2
|
Внутренняя цилиндрическая поверхность 05ОН8 и левый торец
фланца. Приспособление: оправка разжимная
|
|
35
|
Моечная. Промыть деталь
|
Ванна
|
|
|
40
|
Контрольная. Проверить размеры, шероховатость поверхностей,
технические требования
|
Контрольный стол
|
Приспособление контрольное с установкой детали на оправку
|
Режущий лезвийный инструмент назначают в зависимости от следующих
факторов:
• характер производства (тип производства);
• метод обработки;
• тип станка;
• размер, конфигурация и материал обрабатываемой заготовки;
• необходимое качество поверхности;
• необходимая точность обработки.
Примечания:
) Стандартный инструмент в 5 - 10 раз дешевле специального!
) Особое внимание следует уделять выбору материала режущей части!
Для выбора режущего инструмента рассмотрим технологический маршрут
изготовления втулки, операцию №10.
Рис. 6 Эскиз обработки детали, операция №10
Проведем выбор режущего инструмента для обработки поверхности (1-2).
Исходными данными для этой операции будут: содержание операции - черновое
точение наружной цилиндрической поверхности; заготовка - горячая штамповка;
материал детали - Сталь 45 ГОСТ 1050-88; толщина фланца - 70 мм; наружный
диаметр фланца Ш308 мм (штамповка); оборудование - станок токарный с ЧПУ
1740РФ3.
Для чернового точения наружной цилиндрической поверхности детали примем
материал режущей части инструмента - твердый сплав - ВК8. Данный материал
обладает следующими свойствами: твердость HRC≥88,5, который подходит для
чернового точения по корке и окалине.
В качестве инструмента выберем резец PSSNR/L 3232P 19-X фирмы
САНДВИК-МКТС с пластинами из твердого сплава ВК8 (сечения державки ВxH=32х32;
форма пластины - квадрат).
Резец будет закрепляться в резцедержателе.
Проведем выбор режущего инструмента для обработки поверхности (2-1).
Исходными данными для этой операции будут: содержание операции - чистовое
точение наружной цилиндрической поверхности; заготовка - горячая штамповка;
материал детали - Сталь 45 ГОСТ 1050-88; толщина фланца - 70 мм; наружный
диаметр фланца Ш301 мм (Ra 6,3 мкм, 14-й квалитет точности); оборудование -
станок токарный с ЧПУ 1740РФ3.
Для чернового точения наружной цилиндрической поверхности детали примем
материал режущей части инструмента - твердый сплав - ВК8. Данный материал
обладает следующими свойствами: твердость HRC≥88,5, который подходит для
чистового точения.
В качестве инструмента выберем резец PSSNR/L 3232P 19-X фирмы
САНДВИК-МКТС с пластинами из твердого сплава ВК8 (сечения державки ВxH=32х32;
форма пластины - квадрат).
Резец будет закрепляться в резцедержателе.
Проведем выбор режущего инструмента для обработки поверхностей (3-4) и
(1-3). Исходными данными для этой операции будут: содержание операции -
подрезка торца и снятие фаски; заготовка - горячая штамповка; материал детали -
Сталь 45 ГОСТ 1050-88; толщина фланца - 70 мм (Ra 6,3 мкм, 14-й квалитет
точности); наружный диаметр фланца Ш300 мм (Ra 6,3 мкм, 12-й квалитет
точности); оборудование - станок токарный с ЧПУ 1740РФ3.
Для подрезки торца детали и снятия фасок примем материал режущей части
инструмента - твердый сплав - ВК8. Данный материал обладает следующими
свойствами: твердость HRC≥88,5, который подходит для чернового точения по
корке и окалине.
В качестве инструмента выберем резец PSSNR/L 3232P 19-X фирмы
САНДВИК-МКТС с пластинами из твердого сплава ВК8 (сечения державки ВxH=32х32;
форма пластины - квадрат).
Резец будет закрепляться в резцедержателе.
Рис. 7 Пример токарного проходного резца с углами в плане по 45 градусов
Проведем выбор режущего инструмента для операции 015 - токарной.
Исходными данными для этой операции будут: содержание операции - чистовая
расточка и снятие фаски; заготовка - горячая штамповка; материал детали - Сталь
45 ГОСТ 1050-88; наружный диаметр цилиндрической части втулки Ш140h7 мм (Ra
1,25 мкм, 7-й квалитет точности); внутренний диаметр цилиндрической части
втулки Ш100h7 мм (Ra 2,5 мкм, 8-й квалитет точности); оборудование - станок
токарный с ЧПУ 1740РФ3.
Для растачивания отверстия и фасок примем материал режущей части
инструмента - твердый сплав Т5К10. Данный материал обладает следующими
свойствами: предел прочности на изгиб ; твердость HRC≥84, который
подходит для растачивания деталей из стали 45.
В качестве инструмента выберем расточной резец S32V-SDJDR 12-ID фирмы
САНДВИК-МКТС с пластинами из твердого сплава Т5К10.
Резец будет закрепляться в резцедержателе.
.3 Расчет режимов резания
Для расчета режимов резания выбираем операцию чернового точения наружной
цилиндрической части фланца.
Исходные данные:
материал детали - Сталь 45 ГОСТ 1050-88;
диаметр штамповки принимаем 307мм;
резец - PSSNR/L 3232P 19-X с пластинами из твердого сплава ВК8 (сечения
державки ВxH=32х32; форма пластины - квадрат).
Назначение глубины резания.
Глубину резания t следует брать, равной припуску на обработку на данной
операции.
,
где
D - диаметр заготовки, 307 мм;
При
черновом точении:
Назначение
величины подачи
При
черновой обработке подача выбирается в зависимости от обрабатываемого
материала, диаметра заготовки и глубины резания в пределах 0,7-1,3 мм/об.
Принимаем 
= 0,8 мм/об.
Определение
скорости резания.
При
наружном продольном и поперечном точении а также при растачивании расчетная
скорость резания определяется по эмпирической формуле
где
- коэффициент, зависящий от условий обработки(
принимаем =340)
Т
- стойкость резца, мин (принимаем Т=30 мин)
х,
у, m - показатели степени (с таблицы 0,15; 0,40; 0,2
соответственно)
- общий
поправочный коэффициент, представляющий собой произведение отдельных
коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на
скорость резания.
Для
резцов с пластиной из твердого сплава равно:
где
- общий поправочный коэффициент, учитывающий влияние
физико-механических свойств обрабатываемого материала, 
и n находим по таблице:
-
поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки - при
обработке = 0,8 (поковка)
-
поправочный, коэффициент, учитывающий материал режущей части - 
= 0,4;
-
поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца - для ц = 45° = 1;
- только
для резцов из быстрорежущей стали;
-
поправочный коэффициент, учитывающий вид обработки = 1,04.
Общий
поправочный коэффициент для резцов равен:
Скорость
резания, м/мин, равна:
Определяем
частоту вращения шпинделя, об/мин, по расчетной скорости резания:
Уточнив
частоту вращения шпинделя по паспорту станка принимаем n=51,5 об/мин.
Определяем
фактическую скорость резания 
(м/мин):
Определяем
силу резания при точении.
Для
определения мощности резания необходимо определить силу резания при черновой
обработке.
Силу
резания R принято раскладывать на составляющие силы - тангенциальную Pz
, радиальную Py и осевую Px.
При
точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении
тангенциальную составляющую рассчитывают по формуле
,
где
- коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого
материала, материал режущей части резца, а также условия обработки = 300;
- общий
поправочный коэффициент, численно равный произведению ряда коэффициентов,
каждый из которых отражает влияние определенного фактора на силу резания:
где
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние
качества обрабатываемого материала:
-
поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца = 1;
-
поправочный коэффициент, учитывающий передний угол резца = l,1;
-
поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона главного лезвия = 1,0.
Поправочный
коэффициент 
, учитывающий радиус при вершине резца, определяется
для резцов из быстрорежущей стали.
Тогда,
общий поправочный коэффициент равен:
Показатели
степени х, у и n принимаю по таблице для черновой обработки: х = 1,0;
у = 0,75; n = - 0,15.
Сила
резания при точении равна:
При
токарной обработке значения Py и Px рекомендуется принимать по следующим соотношениям:
y=(0,25...0,5) · Pz=0,4·
4762=1904 Нx=(0,1...0,25) · Pz=0,25· 4762=1190,5 Н.
Определяем
мощность резания при точении на станке 1740РФ3.
Мощность,
затрачиваемая на резание 
, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе 
:
где
- мощность электродвигателя токарного станка, кВт;
для станка 1740РФ3 мощность двигателя главного движения, = 51 кВт;
з
- КПД привода токарного станка, для станка 1740РФ3 з = 0,70..0,78.
Мощность
резания определяется по формуле:
,
где
- сила резания, Н;
-
фактическая скорость резания, м/с.
Подставив
данные с расчетов определяем мощность
резания, кВт,
Мощность
на шпинделе равна:
Так
как
,
то
выбранный режим резания удовлетворяет условию по мощности на шпинделе станка.
4. Наладка станка
Для патронных токарных станков с ЧПУ общепринято, что в абсолютной
системе начало координат лежит на пересечении оси вращения шпинделя с зеркалом
зажимного патрона.
Наладку станка с ЧПУ необходимо выполнять в такой последовательности:
. В соответствии с картой наладки подобрать инструмент, проверить
отсутствие повреждений, надежность крепления пластинок, правильность заточки и
т. д.
. Настроить режущий инструмент на заданные картой наладки координатные
размеры.
. Установить настроенный инструмент в рабочие позиции револьверной
головки.
. Установить предусмотренный картой наладки вид зажимного патрона и
проверить надежность закрепления заготовки.
. Установить переключатель режима работы пульта управления ЧПУ в
положение ручной работы в режиме От станка.
. При отсутствии внешних повреждений у станка и у пульта управления ЧПУ,
препятствующих пуску станка, проверить работоспособность его рабочих органов на
холостом ходу и исправность сигнализации на пульте управления.
. Убедится в наличии необходимой для данной детали программы обработки.
. Переместить суппорт в предусмотренное картой наладки нулевое положение,
используя декадные переключатели Сдвиг нуля.
. Проверить отсутствие информации на корректорных переключателях и
набрать значения, обеспечивающие получение при обработке размеров годных
деталей.
. Закрепить заготовку детали в патроне.
Установить переключатель режима работы в положение автоматической работы
в режиме По программе или По фазам.
. Обработать первую деталь.
. Измерить детали и рассчитать поправки, которые набираются на
корректорных переключателях.
. Обработать деталь повторно в режиме По программе.
. Измерить готовую деталь.
Наладка станка на обработку партии деталей завершена.
В дальнейшем, пользуясь корректорами, поддерживают размеры деталей в поле
допуска.
Если при проверке работы пульта и станка на холостом ходу программа
выполняется со сбоями или другими неполадками, оператор прекращает наладку
станка, вызывает дежурного наладчика устройств ЧПУ или слесаря и ставит в
известность мастера участка.
К наладке и работе на станках с ЧПУ и их обслуживанию допускаются лица,
изучившие конструктивные и технологические особенности станков и устройств ЧПУ
и правила технической эксплуатации и получившие удостоверение на право работы
на этих станках.
.1 Системы координат станка, приспособления, инструмента и детали
При работе на универсальных станках с ручным управлением требуемые
размеры изготавливаемых деталей достигаются, как правило, путем обработки
заготовки относительно ее базовых поверхностей. На станках с ЧПУ требуемые
размеры деталей достигаются путем обработки заготовки относительно начала
отсчета выбранной по определенным соображениям системы координат.
Фактически, при работе на станке с ЧПУ приходится иметь дело не с одной,
а одновременно с несколькими системами координат, важнейшими из которых являются
следующие три:
. Координатная система станка. Система координат станка является главной
расчетной системой, в рамках которой определяются предельные перемещения
исполнительных органов станка, а также их исходные и текущие положения. У
различных станков с ЧПУ в зависимости от их типа и модели координатные системы
располагаются по-разному. Начало отсчета этой системы координат находится в
определенной производителем станка точке и не подлежит изменению пользователем.
Точка, представляющая собой начало отсчета координатной системы станка,
называется нулем станка или нулевой точкой станка.
Нулевая точка станка является исходной точкой системы координат,
относящейся к данному станку. Положение этой точки на станке устанавливается
производителем и не подлежит изменению. Обычно эту точку совмещают с базовой
точкой исполнительного органа, несущего заготовку, находящегося в положении,
при котором все перемещения исполнительных органов будут находиться в области
положительных значений координат.
Как правило, у токарных станков нулевая точка располагается на оси
вращения шпинделя на его базовом торце.
. Координатная система детали. Система координат детали является главной
системой для программирования обработки и назначается чертежом или эскизом
технологической документации. Она имеет свои оси координат и свое начало
отсчета, относительно которого определены все размеры детали и задаются
координаты всех опорных точек контуров детали. Опорными точками в этом случае
считаются точки начала, конца и пересечения или касания геометрических
элементов детали, которые образуют ее контур и влияют на траекторию инструмента
на технологических переходах. Точка начала отсчета координатной системы детали
называется нулем детали или нулевой точкой детали.
Нулевая точка заготовки является началом системы координат заготовки. Ее
расположение в системе координат станка назначается свободно, исходя из
особенностей процесса обработки данной заготовки. Из практических соображений
обычно стремятся к совмещению этой точки с началом отсчета размеров на чертеже.
В этом случае при составлении управляющей программы можно использовать
размерные данные непосредственно с чертежа.
. Координатная система инструмента. Система координат инструмента
предназначена для задания положения его режущей части относительно державки в
момент обработки. Началом отсчета координатной системы инструмента является
точка, от которой начинается запрограммированное перемещение рабочего
инструмента. Эта точка называется нулем инструмента или нулем обработки. Как
правило, координаты нуля обработки задаются в координатной системе детали, но
при этом координаты нуля обработки могут не совпадать с нулем детали.
Нулевая точка инструмента Е является базовой точкой элемента станка,
несущего державку с инструментом. Положение этой точки на станке
устанавливается производителем и не подлежит изменению. Обычно нулевая точка
инструмента располагается у токарных станков на пересечении оси державки
револьверной головки и торца револьверной головки.
1. При разработке технологического
процесса обработки детали на станке с ЧПУ необходимо определитьисходную точку
перемещений, с которой начинается выполнение команд управляющей программы.
Наиболее желательно такое расположение исходной точки перемещений, при котором
она совпадает с нулем инструмента, а координатные оси детали и станка
параллельны друг другу. В этом случае процесс программирования траекторий
перемещения исполнительных органов станка значительно упрощается и,
следовательно, снижается вероятность появления ошибок в управляющей программе.
2. В отечественной технической
литературе по ЧПУ у разных авторов нулевые точки основных систем координат
обозначены по-разному - в зависимости от того, какую систему ЧПУ они принимали
за основу. Поэтому специалисту надо быть готовым к тому, что он встретит на
пульте станка или в документации непривычную для себя систему условных
обозначений. В данном учебном пособии принята система, принятая в Германии,
которая является европейским лидером по станкам с ЧПУ.
.2 Установка и закрепление детали в приспособлении
В данной курсовой работе обрабатываемая заготовка устанавливается в
самоцентрирующемся трёх кулачковом патроне.
Рис. 8 Типы самоцентрирующих трехкулачковых патронов
3. Наиболее распространённый способ
крепления заготовок на токарном станке, это крепление заготовок в
самоцентрирующемся трёхкулачковом патроне. При вращении зажимного ключа по
часовой стрелке происходит перемещение сразу всех трёх кулачков к центру
патрона. При этом происходит закрепление заготовки. При вращении ключа в
обратную сторону происходит освобождение заготовки. При использовании в
качестве заготовок длинных прутков, следует иметь в виду, что диаметр прутка не
должен превышать диаметра отверстия шпинделя станка.
4. При закреплении заготовок большого
диаметра, в патрон следует установить обратные кулачки. Заготовка, при
закреплении, должна быть плотно прижата задней торцевой поверхностью к боковым
поверхностям кулачков. Для удобства крепления, можно воспользоваться задней
бабкой, "поджав" заготовку, и затем зажимным ключом закрепить
заготовку. После этого заднюю бабку следует отодвинуть вправо.
5. При смене кулачков в патроне, следует
выкрутить установленные кулачки и поставить нужные для выбранного вида работ.
Кулачки в самоцентрирующемся патроне перемещаются по спирали. Для правильной
установки кулачков следует обратить внимание на номер устанавливаемого кулачка.
Кулачки к патронам поставляются в комплекте.
6. Каждый кулачёк имеет маркировку с
номером. Первым вставляется кулачёк с номером 1, затем кулачёк с номером 2 и
так далее.
7. Существуют патроны, в которых кулачки
при смене не выкручиваются, а откручиваются от подвижной подошвы. На место
снятых кулачков устанавливаются другие. При обработке в самоцентрирующихся
патронах следует иметь в виду, что обработка детали должна вестись за одну
установку. Если частично обработать деталь, а затем снять её со станка, то
повторно установить её на станок будет проблематично, так как идеально
установить деталь (так как она крепилась ранее) практически невозможно. В связи
с этим, у детали при обработке возникнут радиальные и торцевые биения, которые
могут превышать припуск на обработку.
4.3 Наладка режущего инструмента
Наладка станка с ЧПУ включает в себя подготовку режущего инструмента и
технологической оснастки, размещение рабочих органов станка в исходном для
работы положении, прочную обработку первой детали, внесение корректив в
положение инструмента и режим обработки, исправление погрешностей и недочетов в
УП.
На токарных станках с ЧПУ используют режущий инструмент для наружной (проходные,
контурные, резьбовые, канавочные и др.) и внутренней (расточные резцы, сверла,
зенкеры, развертки) обработки. Применяют сборные резцы с металлическим
креплением многогранных твердосплавных пластин. В суппорте станка режущий
инструмент закрепляют с помощью вспомогательного инструмента - резцовых блоков
и оправок. Оправки используют для установки резцовых вставок, предварительно
настроенных на размер. Инструмент в револьверной головке крепят непосредственно
или с помощью резцовых блоков.
Предварительная настройка инструмента вне станка обеспечивает
значительное сокращение его простоев благодаря совмещению
подготовительно-заключительного времени, затрачиваемого на переналадку станка,
и вспомогательного времени, затрачиваемого на замену и под настройку инструмента,
с временем работы станка. Предварительная настройка инструмента проводится
независимо от конкретной программы. Для этого регламентируются координатные
размеры вершин режущей кромки инструмента. Приборы для предварительной
настройки инструмента к станкам с ЧПУ по сравнению со специальными
приспособлениями для настройки инструментов на агрегатных станках и
станках-автоматах должны обладать большей универсальностью и гибкостью, т. е.
возможностью быстрой переналадки для настройки различных инструментов.
Сокращение времени на смену инструмента на станках с ЧПУ достигается за
счет применения быстросменного вспомогательного инструмента предназначенного
для установки и закрепления режущего инструмента.
.4 Разработка карты наладки станка
Настройка - подготовка станка для обработки партии деталей с заданной
точностью и производительностью.
При настройке решаются следующие задачи:
1) установить приспособления и режущий инструмент на станке;
) ввести режимы обработки (nшп, №
режущего инструмента, S, t);
) осуществить пробный проход и откорректировать программу.
В карте наладке указываются:
тип станка;
тип приспособления;
материал заготовки и её размеры;
тип режущего инструмента;
поверхности, подлежащие обработке;
набор специальных требований.
Карта наладки станка приведена на чертеже.
В карте наладки станка применяются следующие обозначения системы
координат станка, приспособления, инструмента и детали:
Табл.5 Обозначение систем координат при наладке станка
|
Буквенное обозначение
|
Значение
|
|
M
|
Нулевая точка станка (нуль станка, машинная нулевая точка)
|
|
R
|
Исходная точка станка (относительная нулевая точка)
|
|
W
|
Нулевая точка заготовки (нулевая точка детали)
|
Нулевая точка инструмента (исходная точка инструмента)
|
|
B
|
Точка установки инструмента
|
|
N
|
Точка смены инструмента
|
Заключение
В данной курсовой работе рассмотрена обработка детали типа втулка на
токарном станке с ЧПУ. Рассмотрен способ крепления детали в патроне станка и
выбран вспомогательный инструмент. Рассмотрены поверхности обрабатываемой
детали и подобран соответствующий режущий инструмент для обработки этих
поверхностей. Разработана РТК показывающая способ обработки детали на данном
станке. Произведена проверка по мощности главного привода при черновом точении.
Проанализированы типовые элементы конструкций станка.
Список литературы
1. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для
станков с ЧПУ: Справочник. - М. «Машиностроение», 1990. - 512 с.
2. Рохин В.Л. Оборудование автоматизированного
производства. Учебно-методические материалы для самостоятельной работы
студентов. КГУ, 2007. - 198 с.
. Орлов В.Н. Технология изготовления деталей
транспортных машин. КГУ, 2000. - 262 с.
. Рохин В.Л. Металлорежущие станки с числовым
программным управлением КГУ, 2008.-55с.
. Рохин В.Л., Переладов А.Б. Анализ конструкций
металлорежущих станков с ЧПУ и их типовых узлов: методические указания. КГУ,
2004-14с.
Приложение