Материал: Разработка конструкторской и технологической документации на токарную операцию при изготовлении детали на станке с ЧПУ

Разработка конструкторской и технологической документации на токарную операцию при изготовлении детали на станке с ЧПУ

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет (КубГТУ)

Кафедра машиностроения и автомобильного транспорта

Факультет машиностроения и автосервиса

Курсовая работа

по дисциплине "Автоматизированное программирование станков с ЧПУ"

На тему: Разработка конструкторской и технологической документации на токарную операцию при изготовлении детали на станке с ЧПУ

Реферат

САПР, АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОПЕРАЦИЯ,CAD-CAM СИСТЕМА ADEM, МОДЕЛЬ ДЕТАЛИ,СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ, ПОДАЧА, ИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА, ОБОРУДОВАНИЕ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ, РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ.

Объектом исследования является токарная обработка детали.

Цель работы - разработка управляющей программы для обработки детали. токарный станок резание

В курсовой работе приведена техническая характеристика токарного станка с ЧПУ модели CC-D6000E. Рассмотрена и описан пакет CAD-CAM системы ADEM. Выполнено сквозное проектирование обработки детали в системе ADEM с последующим выходом на станок ЧПУ. Произведен расчет параметров режимов резания. Создана технология изготовления разработанного изделия. Рассчитана траектория движения инструмента.

Содержание

Введение

. Нормативные ссылки

. Назначение и область применения станка модели CC-D6000E

.1 Общее описание станка модели CC-D6000E

.2 Технические характеристики станка CC-D6000E

. Использование станка CC-D6000E в комплексе с CAD-CAM системой ADEM

.1 Общие сведения по CAD-CAM системе ADEM

.2 Система ADEM. Основные сведения по модулю CAD

.3 Двухмерная графика в модуле CAD

.4 Система ADEM. Основные сведения по модулю CAM

.5 Токарные и фрезерные инструментальные блоки для станков с ЧПУ

. Сквозное проектирование обработки детали в системе ADEM с последующим выходом на станок с ЧПУ

.1 Разработка графической модели изделия

.2 Технологическая часть

.2.1 Описание детали

.2.2 Расчет параметров и режимов резания

.2.3 Создание технологии изготовления разработанного изделия

.2.4 Выбор модели станка с ЧПУ, на котором выполняется обработка

.3 Получение управляющей программы на языке системы ЧПУ выбранного станка

.3.1 Расчет траектории движения инструмента

. Управляющая программа для обработки данной детали

Заключение

Список использованных источников

Введение

Автоматизация проектирования началась с наиболее простого - с чертежных и графических работ, а также с выполнения на ЭВМ стандартных инженерных расчетов. Хотя автоматизация этих операций и важна, но на не дала качественного улучшения и существенного ускорения всего процесса проектирования сложных конструкций. Раньше, когда проектировались относительно простые изделия, конструктор мог справиться с этим самостоятельно. По мере усложнения создаваемых изделий становится все труднее оценивать конкретный вариант проекта, его соответствие исходным требованиям; увеличилось и число вариантов проекта, которое необходимо анализировать. Так как производительность конструктора осталась прежней, время проектирования (и качество) возросло. Выход из создавшегося положения дает изменение и упорядочение технологии проектирования. Усложнению конструкции и увеличению объема перерабатываемой конструктором информации противопоставляют новые методы ее обработки, т.е. дальнейшую автоматизацию проектирования. В этом случае конструктор ставит задачу для ЭВМ и принимает окончательное решение, а машина обрабатывает весь объем информации и делает первичный отбор.

Для такого взаимодействия человека с машиной созданы и создаются системы автоматизированного проектирования (САПР), представляющие собой комплекс вычислительных устройств, средств связи, средств отображения, а также комплекс математических моделей, специальные языки программирования и др. Автоматизированное проектирование избавляет проектировщика от трудоемких расчетов, позволяет больше времени отдавать творчеству, отысканию новых инженерных и научных решений. В результате автоматизированного проектирования создается эскизный проект, как правило, сложного изделия, содержащий его основные параметры, характеристики, схему конструкции и математическую модель изделия. Автоматизированное конструирование осуществляет оптимальный поиск конструктивных элементов изделия с помощью ЭВМ. При конструировании за основу принимается схема конструкции, полученная на предыдущем этапе. Схема дополняется конструктивной разработкой отдельных узлов, производится определение размеров, допусков, посадок и т.д. При этом широко используются библиотеки стандартных элементов - крепежа, подшипников.

В результате автоматизированного конструирования выпускается техническая документация, необходимая для технологической подготовки производства (разработки техпроцессов, оснастки, оборудования). Техническая документация содержит чертежи, получаемые на плоттерах (графопостроителях), и технические условия (сборки, контроля и т.п.). Вместе с тем в производство передаются программы для станков с ЧПУ (перфоленты). Таким образом, новая технология проектирования - это система, которая начинается от замысла и кончается выдачей проектной документации или опытного образца.

При автоматизированном проектировании за человеком остается только функция выдачи "первичного (исходного) описания" - формирования задания. Типовые программы автоматизированного проектирования широко применяются для определенных групп механизмов и деталей. Проектирование же сложных изделий пока возможно только с участием человека. Широкое применение ЭВМ при изготовлении и испытании изделий привело на многих предприятиях к автоматизированному производству, первые стадии которого автоматизированное проектирование и автоматизированное конструирование.

1. Нормативные ссылки

В настоящем курсовом проекте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 1.5-2004 Стандарты национальные Российской Федерации. Правила построения, изложения, оформления и обозначения

ГОСТ Р 7.0.5-2008 СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления

ГОСТ Р 211.101-97 СПДС. Основные требования к рабочей документации

ГОСТ 2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов

ГОСТ 2.104-2006 ЕСКД. Основные надписи

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

ГОСТ 2.106-96 ЕСКД. Текстовые документы

ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам

ГОСТ 2.119-73 ЕСКД. Эскизный проект

ГОСТ 2.120-73 ЕСКД. Технический проект

ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы

ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы

ГОСТ 2.305-68 ЕСКД. Изображения - виды, разрезы, сечения

ГОСТ 2.316-2008 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц

ГОСТ 2.701-2008 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению

ГОСТ 2447-82 ЕСКД. Головки шлифовальные.

2. Назначение и область применения станка модели CC-D6000E

.1 Общее описание станка модели CC-D6000E

Токарный станок с ЧПУ модели CC-D6000E является малогабаритным токарным станком, относящимся к категории станков с открытой системой ЧПУ (с компьютерным ЧПУ). Он не имеет традиционной стойки управления, характерной для станков с числовым программным управлением, и управляется с помощью специального программного обеспечения NCCAD, установленного на компьютере, управляющем станком. При этом клавиатура и мышь выполняют функцию устройства ввода управляющих команд, а экран монитора - дисплея стойки ЧПУ. В пульте управления станка лишь смонтирован микропроцессор, который связан с компьютером через стандартный последовательный порт (COM-порт) и управляет перемещениями исполнительных органов станка. Станок предназначен для токарной обработки в центрах, патроне или зажимной цанге деталей из пластиков, цветных металлов и стали. Предпочтительная область применения станка: В промышленности: - мелкосерийное производство; - единичное производство. В учебном процессе: - изучение основ систем управления и программирования на станках с ЧПУ; - изучение технологии обработки материалов резанием. 3. В бытовых условиях. Условия эксплуатации станков - в помещении при температурах от плюс 10 до плюс 350 C и относительной влажности воздуха до 80 % при 250 С.

Общий вид рабочего места со станком CC-D6000E представлен на рис. 1. Основными элементами рабочего места являются станок 2, подставка под станок 1, защитная кабина 3 и управляющий компьютер 6, подключенный к пульту управления 4 при помощи соединительного кабеля 5.

Рисунок 1 - Общий вид рабочего места со станком CC-D6000E

.2 Технические характеристики станка CC-D6000E

Таблица 1 - Технические характеристики станка CC-D6000E

3. Использование станка CC-D6000E в комплексе с CAD-CAM системой ADEM

.1 Общие сведения по CAD-CAM системе ADEM

Основными факторами успеха в современном промышленном производстве являются сокращение сроков выхода продукции на рынок и снижение ее себестоимости при одновременном повышении качества. Добиться выполнения этих требований можно в первую очередь с помощью систем сквозного автоматизированного проектирования и последующего изготовления изделий на станках с ЧПУ. В настоящее время существует большое количество профессиональных систем сквозного автоматизированного проектирования, так называемых CAD-CAM систем, обладающих широкими возможностями и имеющих различные сферы применения. Специалисты ЗАО "ЭКОИНВЕНТ" рекомендуют для работы в едином конструкторско-технологическом пространстве с токарным станком с ЧПУ модели CC-D6000E применять CAD-CAM систему ADEM.

Интегрированный CAD-CAM комплекс ADEM представляет собой разработанное отечественными специалистами современное программное обеспечение для сквозного проектирования, благодаря которому в рамках одной программы реализуется весь процесс разработки и изготовления изделия - от разработки чертежа до составления управляющей программы для станка с ЧПУ в CNC-коде и загрузки ее на станок.

Существуют различные версии программы ADEM, которые в настоящее время применяются в промышленности и учебных заведениях. Эти версии обладают разными возможностями и требуют, соответственно, разных ресурсов. Поэтому пользователь станка может всегда выбрать себе версию, сообразуясь с характеристиками своего компьютера, начиная от более дешевой и простой версии 3.03 и кончая более дорогими и с большими возможностями версиями 7.1, 8.0 и т.д.

Структурно программа ADEM, независимо от номера версии, состоит из трех основных модулей: CAD, CAM, TDM: - модуль CAD позволяет создавать чертежи и объемные модели; - модуль CAM предназначен для создания управляющих программы для фрезерных, токарных, электроэрозионных и других станков с ЧПУ; - модуль TDM - это средство для повышения автоматизации создания конструкторской и технологической документации. Кроме этого в системе имеются дополнительные модули для настройки на различные виды технологического оборудования, предварительного контроля качества механообработки и управления архивом конструкторско-технологических документов.

3.2 Система ADEM. Основные сведения по модулю CAD

Модуль CAD является дальнейшим развитием основных принципов, заложенных в основу системы Cherry CAD - первой отечественной системы плоского и объемного моделирования. Особенностью модуля CAD системы ADEM является единое графическое пространство для построения чертежей, объемных моделей и сборок, что позволяет эффективно применять все возможности плоского и объемного моделирования для решения конструкторских задач.

3.3 Двухмерная графика в модуле CAD

Как и в большинстве графических систем, построение плоских моделей в системе ADEM выполняется при помощи графических примитивов: отрезков, дуг, окружностей, кривых, и комплексных объектов (контур, полилиния и т.п.) Система позволяет использовать вспомогательные построения, не прерывая основных построений. В программе есть большой выбор методов построения примитивов и их комбинаций, широкий набор математических кривых от классических сплайнов до NURBS, а также всевозможные способы задания координат. Текст может быть представлен как текстовый параграф или табличный текст с соответствующим выравниванием, так и в виде отдельных текстовых строк. Доступны стандартные ЕСКД шрифты и все многообразие SHX и TrueType шрифтов. В модуле CAD заложен также широкий набор условных обозначений шероховатости, допусков, выносок и т.п., что обеспечивает эффективное оформление чертежей и технологических эскизов. Предложен большой набор стандартных и пользовательских штриховок в прозрачном и непрозрачном вариантах и библиотеки форматок для различных стандартов ANSI, ISO, ЕСКД.

Модуль CAD предоставляет все необходимые возможности для нанесения и редактирования размеров. При этом размеры могут устанавливаться автоматическим или ручным позиционированием и имеют множество настроек, в том числе и на различные стандарты. Для несложных фрагментов чертежей эффективно применение специального автомата, который осуществляет нанесение размеров без участия пользователя. При помощи функций редактирования можно деформировать и дополнять элементы, строить фаски, выполнять обрезку, продление, сопряжение и скругление. Особое значение имеют булевы операции объединения, дополнения и пересечения контуров, которые упрощают плоское моделирование и черчение.

Кроме стандартных процедур переноса, поворота, зеркального отражения, копирования и масштабирования группы элементов есть удобная функция извлечения области для создания местного вида. Уникальный аппарат инженерной аппроксимации кривых дает возможность обрабатывать художественные эскизы до уровня чертежно- конструкторского исполнения.

Система ADEM позволяет создавать параметрические модели. Существует два метода параметризации: параметризация узлов и эвристическая параметризация. Параметризация узлов позволяет пользователю назначать связи геометрии с размерами. Эвристическая параметризация позволяет перестраивать геометрию в соответствии с размерами на основе автоматического выявления геометрических связей. Оба метода эффективно обеспечивают редактирование чертежей и их фрагментов за счет изменения значения размеров. При создании плоских и объемных сборок почти всегда используются стандартные или типовые детали. Конструктору не нужно каждый раз чертить эти элементы, он может использовать библиотеки. В библиотеках поставки присутствуют различные стандартные элементы, в том числе и крепежные. В случае, когда элемент в библиотеках отсутствует, пользователь может сам его создать и занести в каталог при помощи несложной операции.

3.4 Система ADEM. Основные сведения по модулю CAM

Модуль ADEM CAM работает в одном графическом пространстве с конструкторским модулем ADEM CAD и использует ту же самую геометрическую модель. С его помощью возможно создание 15-ти технологических процессов механообработки, характерных для типичного современного машиностроительного производства. Для токарной обработки характерен следующий порядок работы: 1) Создание в модуле CAD (построить в системе ADEM или импортировать из сторонней системы компьютерного моделирования) геометрической модели обрабатываемой детали.

Детали, изготовляемые на токарных станках с ЧПУ, имеют достаточно определенный тип конфигурации - все они представляют собой тела вращения. При этом контур заготовки в осевом сечении, как правило, представляет собой прямоугольник, а контур готовой детали в осевом сечении легко может быть представлен в виде последовательности различных геометрических элементов, которые в модуле CAD системы ADEM строятся при помощи графических примитивов для создания плоских моделей. В итоге математические расчеты, необходимые для составления траекторий перемещений режущих инструментов, при токарной обработке обычно сводятся к решению геометрических задач на плоскости, совпадающей с осевым сечением обрабатываемой детали. 2) Дополнение геометрической модели обрабатываемой детали контурами областей заготовки, удаляемых в виде стружки при токарной обработке. 3) Переход из модуля CAD в модуль CAM системы ADEM. 4) Выбор модели станка с ЧПУ из библиотеки системы ADEM. 5) Выбор обрабатываемого конструктивного элемента. Под этим термином в системе ADEM понимается элемент детали, обрабатываемый за один технологический переход. При токарной обработке чаще всего обрабатываются такие конструктивные элементы как торец и область.