14. Формирование структуры операций
Для четкого понимания процесса обработки сформируем структуру операций и представим в табличной форме.
Таблица 8 - Операционный технологический процесс
|
№ опер. |
Содержание операций |
Операционный эскиз |
Оборудование |
|
|
5 |
Токарная 1. Установить, зажать заготовку; 2. Точить наружный диаметр с припуском 1 мм на сторону. |
Токарно-винторезный станок модель-163 |
||
|
10 |
Токарная ЧПУ 1 сторона 1. Установить, зажать заготовку; 2. Точить наружный диаметр окончательно до кулачков; 3. Торцевать; 4. Сверлить осевое отверстие; 5. Расточить отверстие предварительно и окончательно; 4. Точить выточку; |
Токарный станок с ЧПУ DMG Mori Ecoline CTX-450 |
||
|
2 сторона 1. Установить, зажать заготовку; 2. Точить наружный диаметр окончательно; 3. Торцевать; 4. Точить приварную кромку, конус и р-р 20,5 предварительно и окончательно. |
||||
|
15 |
Сверление 1. Установить, зажать заготовку; 2. Сверлить 4 отверстия; 3. Зенковать 4 отверстия. |
Вертикально-сверлильный станок PBM4A |
||
|
40 |
Маркирование 1. Установить, зажать заготовку; 2. Маркировать "Ку", маркировать "50-40-11-1-F-Ст20-IV-ГОСТ 33259 -2015 ударным способом шрифтом 6-Пр3 ГОСТ 26.008-85 |
Иглоударная система Sic Marking e8-p122 |
||
|
60 |
Контроль ОТК |
Стол тех. контроля |
15. Выбор технологического оборудования
Подробное описание маршрутного техпроцесса с указанием содержания операций и перечнем оборудования, приспособлений и инструмента приведено в технологических картах на механическую обработку детали в приложении.
При выборе оборудования нужно опираться на принципы концентрации и дифференциации операций. По возможности обрабатывать максимальное количество поверхностей с одной установки.
На основе спроектированного технологического процесса, мы указали на каком станке будет выполняться каждая операция, с помощью каких приспособлений и инструмента. Выбранное оборудование проверяем по паспортным данным на возможность выполнить назначенные операции.
Токарно-винторезные станки 163 серии одни из самых распространённых на территории бывшего СССР, предназначены для обработки деталей средних и больших размеров, в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Токарно-винторезный станок 163 предназначен для выполнения различных токарных работ. На станке можно производить наружное и внутреннее точение, включая точение конусов, растачивание, сверление и нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевой резьб. Обрабатываемые детали устанавливаются в центрах или патроне.
Рисунок 4 - Токарно-винторезный станок 163.
Таблица 9 - Токарно-винторезный станок модель-163
|
Параметры |
163 |
|
|
Максимальный диаметр обработки над станиной, мм |
630 |
|
|
Максимальный диаметр обработки над суппортом, мм |
350 |
|
|
Размер патрона, мм |
315 |
|
|
Максимальная длина обработки, мм |
1500 |
|
|
Максимальный диаметр обработки в выемке станины, мм |
800 |
|
|
Ширина ГАПА, мм |
350 |
|
|
Максимальный вес заготовки, кг |
2000 |
|
|
Ширина станины, мм |
550 |
|
|
Торец шпинделя |
C11 |
|
|
Конус шпинделя |
1:20 |
|
|
Сечение хвостовика инструмента, мм |
30х30 |
|
|
Мощность электродвигателя главного привода, кВт |
11 |
|
|
Диаметр отверстия в шпинделе, мм |
100 |
|
|
Диапазон скоростей вращения шпинделя, об./мин. |
7,5-1000 |
|
|
Количество диапазонов вращения шпинделя |
18 |
|
|
Быстрые перемещения по оси X, м/мин |
3,8 |
|
|
Количество подач |
64 |
|
|
Скорость подачи по осям Х, мм/об |
0,1-1,52 |
|
|
Пределы шагов метрических резьб, мм |
0,5-240 |
|
|
Пределы шагов дюймовых резьб, ниток/дюйм |
1-28 |
|
|
Пределы шагов модульных резьб, модуль |
0,5-120 |
|
|
Пределы шагов питчевых резьб, питч диаметральный |
1-28 |
|
|
Диаметр пиноли задней бабки, мм |
100 |
|
|
Выдвижение пиноли задней бабки, мм |
240 |
|
|
Конус пиноли задней бабки |
М6 |
|
|
Габаритные размеры (Для РМЦ 3000 мм), мм |
5130x1340х1830 |
|
|
Масса нетто (Для РМЦ 3000 мм), кг |
5000 |
Рисунок 5 - Токарный станок с ЧПУ DMG Mori Ecoline CTX-450
Таблица 10 - Токарный станок с ЧПУ DMG Mori Ecoline CTX-450
|
Параметры |
Ecoline CTX-450 |
|
|
Рабочая зона |
||
|
Макс. диаметр заготовки |
500 мм. |
|
|
Макс. диаметр точения |
240 мм. |
|
|
Макс. длина заготовки при обработке в центрах |
500 мм. |
|
|
Макс. диаметр зажимного патрона |
225 мм |
|
|
Главный шпиндель |
||
|
Макс. частота вращения шпинделя |
6 000 об/мин |
|
|
Мощность (длительность включения 100 %) |
13 кВт |
|
|
Крутящий момент (длительность включения 100 %) |
172 Нм |
|
|
Диаметр шпинделя в переднем подшипнике |
100 мм |
|
|
Макс. внутренний диаметр зажимной втулки |
66 мм |
|
|
Револьверная голова |
||
|
Число инструментальных позиций, шт |
12 |
|
|
Крепление инструмента по VDI/DIN 69880 |
12 |
|
|
Макс. частота вращения |
5000 об/мин |
|
|
Мощность (длительность включения 100 %) |
3 кВт |
|
|
Крутящий момент (длительность включения 100 %) |
13 Нм |
|
|
Суппорт револьверной головки |
||
|
Ускоренный ход осей X/Y/ Z |
30/22.5/ 30 м/мин |
|
|
Вес |
||
|
Вес станка |
5000 кг |
Таблица 11 - Вертикально-сверлильный станок PBM4A
|
Параметры |
PBM4A |
|
|
Максимальный диаметр сверления, мм |
35 |
|
|
Наибольшая глубина сверления, мм |
150 |
|
|
Максимальное межцентровое расстояние, мм |
505 |
|
|
Наибольшая высота обрабатываемой детали, мм |
500 |
|
|
Вылет шпинделя, мм |
200 |
|
|
Мощность электродвигателя, кВт |
0,6 |
|
|
Шпиндель |
||
|
Число скоростей вращения |
5 |
|
|
Максимальная частота вращения, об/мин |
430 |
|
|
Ход пиноли, мм |
100 |
|
|
Наибольшее усилие резания, кг |
70 |
|
|
Размер внутреннего конуса в шпинделе, М |
Морзе 1 |
|
|
Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72 |
1 |
|
|
Электрооборудование |
||
|
Мощность электродвигателя, кВт |
0,6 |
|
|
Габариты и масса станка |
||
|
Габариты станка (длина ширина высота), мм |
770х465х700 |
|
|
Масса, кг |
230 |
Маркировка на муфту наносится с помощью иглоударной системы Sic Marking.
Ударно-точечная маркировка гарантирует постоянную и надежную маркировку непосредственно на изделии. Нанесение маркировки (текст, логотип, код data matrix) производится с помощью непрерывных линий точек, наносимых ударной вибрацией пробойника (иглы) находящегося в электромагнитном модуле. Перемещение маркировочного электромагнитного модуля обеспечиваются шаговыми двигателями, управляемыми электронными контроллерами промышленной серии
Рисунок 6 - Иглоударная система Sic Marking e8-p122
SIC Marking e8-с153 стационарное иглоударное оборудование (промышленная серия) используется для механической маркировки мелкогабаритных деталей, а так же для маркировки шильдиков или цилиндрических деталей глубиной до 0,5 мм. Имеет окно маркировки 100 на 160 мм. Простой и интуитивно понятный интерфейс контроллера e8 позволяет в течении 2-3 часов освоить работу на оборудование. Используется для иглоударное маркировки стали, чугуна, бронзы, алюминия, меди, стекла и других материалов. Маркировка стали и металлов осуществляется до твёрдости 62 HRc.
Таблица 12 - Иглоударная система Sic Marking e8-p122
|
Параметры |
Sic Marking e8-p122 |
|
|
Механические характеристики |
||
|
Маркировочное окно |
120х25 мм |
|
|
Габаритные размеры |
277х207х218 мм |
|
|
Вес маркиратора |
4,1 кг |
|
|
Кабель управления |
7,5 м |
|
|
Маркировочная игла |
Вольфрам-карбидная, длина 60 мм |
|
|
Установка маркиратора |
V-образная передняя опорная панель с антискользящим покрытием |
|
|
Характеристики контроллера |
||
|
Размеры |
322х380х112 мм |
|
|
Вес |
5 кг |
|
|
Разрешение LCD экрана |
480 x 272 точек |
|
|
Клавиатура |
QWERTY, промышленная мембранная |
|
|
Потребляемая мощность |
300 Вт |
|
|
Источник питания |
Однофазный, переменного тока 85-260 В, 50-60 Гц |
|
|
Количество осей управления |
2 |
|
|
USB-порт |
Перенос файлов маркировки |
|
|
Программное обеспечение |
||
|
Количество хранимых файлов |
Более 2000 |
|
|
Память |
7110 КБ |
|
|
Буквенно-цифровые символы |
Последовательности, приращения, дата |
|
|
Логотипы |
Загружаемые с ПК или USB-накопителя |
|
|
Стиль маркировки |
Прямая, под углом, по окружности, инверсная |
|
|
Размер символов |
от 0,1 до 99 мм |
|
|
Сила удара |
Программируемая, 9 уровней |
|
|
Глубина маркировки |
До 0,5 мм |
|
|
Скорость маркировки |
До 5 символов в секунду |
|
|
Техническое обслуживание |
Самодиагностика |
|
|
Доступные языки |
На 17 языках |
|
|
Рабочие смены (программирование) |
10 смен/24 ч |
16. Выбор станочных приспособлений и расчет усилий зажима
В процессе обработки на заготовку со стороны режущего инструмента действуют силы резания, стремящиеся сдвинуть её с установочных элементов. Для того чтобы этого не произошло заготовку необходимо закрепить. Установленная на станок оснастка и приспособления должны не допустить отрыв заготовки, сдвиг или поворот ее под действием сил резания и обеспечить надежное закрепление заготовки в течение всего времени обработки.
Действия сил резания и сил зажима противоположны по направлению. В этом случае величина силы зажима определится из равенства:
(23)
Величину сил резания находят по формулам теории резания, исходя из конкретных условий обработки. Чтобы обеспечить надёжность зажима, силы резания увеличивают на коэффициент запаса k. Этот коэффициент учитывает изменение условий в процессе обработки, прогрессирующее затупление инструмента и связанное с ним увеличение сил резания, неоднородность обрабатываемого материала и т.п. Также необходимо учитывать силу трения, которая уравновешивается силой резания.
Сила зажима заготовки при данном способе крепления заготовки определяется:
(24)
где Р - сила резания;
fi - коэффициенты трения между трущимися поверхностями.
(25)
ko -- гарантированный коэффициент запаса -- рекомендуется принимать для всех случаев равным 1,5;
k1 - коэффициент, учитывающий наличие случайных неровностей на поверхности заготовки, вызывающих увеличение сил резания.
k2 -- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при затуплении инструмента.
k3 -- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании. Обработка происходит без ударов, поэтому в нашем случае k3=1,0.
k4 -- коэффициент, учитывающий постоянство развиваемых сил зажима. Для механических устройств прямого действия (пневматических, гидравлических и т.п.) k4=1,0.
k5 -- коэффициент, учитывающий удобство расположения рукояток в ручных зажимных устройствах. При удобном расположении и малом диапазоне угла её поворота k5=1,0.
k6 -- коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку. Если заготовка установлена базовой плоскостью на опоры с ограниченной поверхностью контакта, k6=1,0. Если на планки или другие элементы с большой поверхностью контакта, k6=1,5.
При механической обработке детали важными факторами в достижении требуемой точности изготовления является способ базирования и закрепления заготовки, используемый инструмент, а также средства контроля. Используя справочную литературу [2, 8, 10, 11] подберем необходимый инструмент и средства измерения. Сведем данные в табл. 11.