86294

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ И УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ С УЧПУ «ЭЛЕКТРОНИКА НЦ-31»

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Данная курсовая работа содержит расчётную часть и графическую. В расчётной части представлены: определение режимов резания, построение траектории перемещения резцов, разработка текста управляющей программы, приложения - включающие в себя операционную карту и карту эскизов на проектируемую операцию.

Русский

2015-04-05

471.5 KB

5 чел.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра технологии машиностроения

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ

И УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ С УЧПУ «ЭЛЕКТРОНИКА НЦ-31»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по курсу

ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Вариант ТАП – 06

Выполнил:

Ст. гр.660181 ______________________________А.В. Борисов

     (подпись и дата)

Руководитель,

к.т.н., доцент     ____________________________ О.Л. Золотухина

                (подпись и дата)

Тула 2013 г.

Аннотация курсовой работы студента группы 660181 Борисова А.В.

Данная курсовая работа содержит расчётную часть и графическую.

В расчётной части представлены: определение режимов резания, построение траектории перемещения резцов, разработка текста управляющей программы, приложения - включающие в себя операционную карту и карту эскизов на проектируемую операцию.

Графическая часть состоит из: чертежей общих видов позиций обработки с траекториями движения инструментов, чертежа общего вида револьверной головки с указанием позиций инструментов

Содержание

Введение          

1 Подготовка исходных данных      

2 Выбор стадий обработки       

3 Выбор глубины резания       

4  Выбор инструмента        

5 Выбор подачи         

6 Выбор скорости резания       

7 Проверка выбранных режимов по мощности привода

главного движения        

8 Определение минутной подачи      

9 Построение траекторий перемещений резцов

10 Определение времени автоматической работы станка по программе

         11 Определение нормы штучного времени

    12 Определение подготовительно-заключительного и нормы времени

13 Разработка текста управляющей программы    

Заключение         

Список использованных источников     

Приложения – операционная карта и карта эскизов

Введение

Внедрение в производство станков с (ЧПУ) - это крупное организационно-техническое мероприятие.

В данной работе необходимо:

- ознакомиться с общим устройством и основными характеристиками токарного станка с ЧПУ;

- изучить методику оптимального выбора инструмента, назначения и кодирования режимов резания;

- усвоить правила построения рациональной траектории движения инструментов;

- изучить порядок составления управляющих программ;

- овладеть навыками оформления технологической документации при проектировании операций механической обработки на станках с ЧПУ.

1 Подготовка исходных данных

Устройство ЧПУ «Электроника НЦ-31». Дискретность перемещений по осям: 0,005 мм, =0,01 мм.

Эскиз детали показан на рис.1. Заготовкой служит пруток диаметром 32 мм из стали 45 ГОСТ 1050-88, твердость НВ 220...230.

Закрепление заготовки осуществляется в трехкулачковом патроне. Пруток выдвигается в осевом направлении по упору.

Станок с ЧПУ имеет плавающий ноль. Выбираю ноль детали на левом торце на оси детали, и совмещаю с ним ноль станка.

2 Выбор стадий обработки

Необходимые стадии обработки заготовки выбирают по карте 2. Для получения размеров детали необходимо вести обработку в две стадии: черновая (она включает в себя получистовую стадию) и чистовая.

Для подрезки торца примем глубину резания 1мм.

На первой черновой обработки применяем скобление без снятия припуска

Рисунок 1. Эскиз обрабатываемой детали

3 Выбор глубины резания

Для подрезки торца принимается глубина резания 1 мм. Точение канавки будет происходить за один проход. Следовательно, принимается глубина резания равная ширине канавки 5 мм. При отрезки детали глубина резания будет равна ширине резца 5 мм.

Т. к. на чистовое обтачивание оставляется припуск 1 мм на сторону, то черновое обтачивание происходит «скобля» поверхность Ø 32 мм.

4  Выбор инструмента

На станке 16К20Т1 используют резцы с сечением державки 25×25 мм. Толщина пластины – 6,4 мм.

Исходя из конфигурации детали, заданной точности обработки и шероховатости поверхности, устанавливаю следующую технологическую последовательность обработки по переходам:

- подрезание торца и черновое обтачивание;

- протачивание канавок шириной 5мм и дуги R5 мм;

- чистовое обтачивание;

- отрезание детали от прутка.

В соответствии с этим осуществляем выбор инструментов [2, с. 238], (рис.2):

Т1 - резец проходной К 01-4229-000 ГОСТ 21151-75 с трехгранной пластиной из твердого сплава Т15К6 01114-220408 ГОСТ 19046-80 (сечение державки 2525 мм);

Т2 - резец канавочный К 01-4115-000 с пластиной из твердого сплава Т15К6 шириной 5мм (сечение державки 2016 мм);

Т3 - резец копировальный К 01-4231-000 ГОСТ 20872-80 с трехгранной пластиной Т15К6 - 01114-220408 ГОСТ 19046-80 (радиус при вершине r=1 мм; сечение державки 2525 мм);

Т4 - резец отрезной ГОСТ 18884-73 с пластиной из твердого сплава Т15К6 шириной 5 мм (сечение державки 2016 мм).

Устанавливаем положение центра инструмента, для которого строится траектория относительного перемещения (рис.2):

Рисунок 2 – Комплект резцов для обработки детали

- для чернового резца Т1 - на вершине режущей кромки (O1);

- для прорезного резца Т2 - на главной режущей кромке слева (O2);

- для чистового резца Т3 - в центре радиусной режущей кромки (O3);

- для отрезного резца Т4 - на пересечении вертикали и горизонтали, касательных соответственно к вспомогательной и главной режущим кромкам (O4).

5 Выбор подачи

Для черновой обработки [1, карта 3, с. 38]:

.

Для чистовой стадии [1, карта 6, с. 46]:

.

Для точения канавок [1, карта 27, с. 89]:

.

Для отрезки детали [1, карта 28, с. 90]:

.

Рассчитанные подачи проверяются по осевой  и радиальной составляющим силам резания, допустимыми прочностью механизма подач станка [1, карта 32, с. 98].

Для черновой обработки:

;

.

Для чистовой:

;

.

Для прорезки канавок:

;

.

Для отрезки:

;

.

Рассчитанные значения составляющих сил резания меньше, чем допускается механизмом подач станка [1, с. 16]:

; .

6 Выбор скорости резания

Для черновой стадии [1, карта 21, с. 74]:

.

Для чистовой стадии [1, карта 22, с. 81]:

.

Для точения канавок [1, карта 30, с. 93]:

Для отрезки детали [1, карта 30, с. 93]:

.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле [1, с. 23]:

.

;

;

;

.

7 Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения

Мощность резания определяется по формуле [1, с. 24]:

.

[1, карта 21, с. 74];

[1, карта 30, с. 93];

[1, карта 30, с. 93].

Для чистовой стадии обработки проверку по мощности не производят.

Ни одно из рассчитанных значений не превышает мощности привода главного движения станка. Следовательно, установленный режим резания по мощности осуществим.

Режимы резания сводятся в таблицу 1.

Таблица 1 – Определение режимов резания

Элементы режима

резания

Черновая

Канавки

Чистовая

Отрезка

1 Глубина резания

максимальная, мм

1

5

1

5

2 Принятая подача мм/об

0,5

0,11

0,12

0,1

3 Принятая скорость

резания, м/мин

185

153

188

93

4 Частота вращения

шпинделя, об/мин

1841

1523

1871

926

5 Мощность резания, кВт

6,5

7,3

-

7,3

6 Минутная подача, мм/мин

921

168

225

93

8 Определение минутной подачи

Минутную подачу рассчитывают по формуле [1, с. 24]:

.

;

;

;

.

9 Построение траекторий перемещений резцов

Траектории перемещения центров инструментов приведены на рисунках 3 – 6.

Рисунок 3 – траектория перемещения чернового резца (Т1)

Рисунок 4 – траектория перемещения прорезного резца (Т2)

Рисунок 5 – траектория перемещения чистового резца (Т3)

Рисунок 6 – траектория перемещения отрезного резца (Т4)

При построении траекторий учтены следующие соображения.

Точки отвода инструмента располагаются на некотором расстоянии от заготовки, достаточном для беспрепятственного деления револьверной головки.

Траектория чернового резца включает участок подрезания торца и «скобление» поверхности. Обработка прорезным, чистовым и отрезным осуществляется за один проход.

Траектория чистового резца представляет собой эквидистанту, отстоящую от обрабатываемого контура на расстояние, равное радиусу скругления режущей кромки 1 мм.

Координаты опорных точек заносятся в таблицу 2.

Таблица 2 – Координаты опорных точек

Номера

точек

X

Z

n

мм

имп

мм

имп

мм/об

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

Смена

17

0

0

16

16

17

50

Смена

17

9

17

17

15

10

17

50

Смена

16

16

17

50

Смена

16

0

16

50

инструмента

3400

0

0

3200

3200

3400

10000

инструмента

3400

1800

3400

3400

3000

2000

3400

10000

инструмента

3200

3200

3400

10000

инструмента

3200

0

3200

10000

Т4

50

50

52

52

-6

-6

100

Т1

30

30

30

35

35

30

30

100

Т2

52

-6

-6

100

Т3

-5

-5

-5

100

на

5000

5000

5200

5200

-600

-600

10000

на

3000

3000

3000

3500

3500

3000

3000

10000

на

5200

-600

-600

10000

на

-500

-500

-500

10000

Т1

1841

-

-

-

-

-

-

Т2

1523

-

-

-

-

-

-

-

Т3

1871

-

-

-

Т4

926

-

-

-

-

В. Х..

0,5

0,5

В. Х..

0,5

0,5

В. Х..

-

В. Х..

0,11

В. Х..

В. Х..

0,11

0,11

В. Х..

В. Х..

-

В. Х..

0,12

0,12

В. Х..

-

В. Х..

0,1

В. Х..

В. Х..

10 Определение времени автоматической работы станка по программе

Результаты расчёта приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Время автоматической работы станка по программе

Участок траектории

Приращение по оси Z, мм

Приращение по оси Х, мм

Длина i-го участка траектории Li, мм

Минутная подача на i-м участке , мм/мин

Основное время автоматической работы станка по программе, , мин

Машино- вспомогательное время , мин

И-т 4-1

0 – 1

1 – 2

2 – 3

3 – 4

4 – 5

5 – 6

6 – 7

И-т 1-2

89

9 – 10

10 – 11

11 – 12

12 – 13

13 – 14

14 – 15

15 – 16

И-т 2-3

1718

1819

19 – 20

20 – 21

И-т 3-4

2223

23 – 24

24 – 25

25 – 26

-

-50

0

2

0

-52

0

100

-

15

0

0

5

0

-5

0

70

-

-48

-58

0

106

-

-105

0

0

105

-

-33

-17

0

16

0

1

33

-

0

-8

8

0

-2

-5

7

33

-

-34

0

1

33

-

-34

-16

16

34

-

59,9

17

2

16

52

1

105,3

-

15

8

8

5

2

7,87

7

77,4

-

58,8

58

1

111

-

110,4

16

16

110,4

-

2000

921

921

2000

921

921

200

-

2000

168

168

2000

168

168

168

2000

-

2000

225

225

2000

-

2000

93

2000

2000

-

-

0,018

0,002

-

0,056

-

-

-

-

0,048

-

-

0,012

0,047

-

-

-

-

0,258

-

-

-

-

0,172

-

-

0,083

0,03

-

-

0,008

-

0,001

0,053

0,05

0,008

-

0,048

0,003

-

-

0,042

0,039

0,05

0,029

-

0,004

0,056

0,05

0,055

-

0,008

0,055

 

Окончательно, время цикла автоматической работы станка по программе  равно:

.

11 Определение нормы штучного времени

Норму штучного времени определяют по формуле:

Тш=(Тц.а. + Тв)*(1+).

Вспомогательное время складывается из составляющих, выбор которых осуществляется по [2].

ТВВустВопВиз

Вспомогательное время на установку и снятие детали ТВуст=1,5 мин (2, карта 6, поз. 2, инд.а).

Вспомогательное время связанное с операцией ТВоп, включает в себя время на выключение и включение станка, проверку возврата инструмента в заданную точку после обработки, установку и снятие щитка, предохраняющего от забрызгивания эмульсией (2, карта 14, поз. 4,6, инд.а):

ТВоп=0,15+0,03=0,18 мин.

Вспомогательное время на контрольные измерения ТВиз=1,2 мин содержит время на два замера односторонней предельной скобой, четыре замера штангенциркулем и одно измерение простым фасонным шаблоном .

Суммарное вспомогательное время составит:

ТВ=1,5+0,18+1,2=2,88 мин

Время на организацию и облуживание рабочего места, отдых и личные потребности приведено в процентах от оперативного времени (2, карта 16, поз. 4,6, инд.а)

атехорготл=8%.

Окончательно норма штучного времени равна:

Тш = (1,285+ 2,88) (1+) = 4,4 мин.

12 Определение подготовительно-заключительного и нормы времени

Количество инструментов в наладке — 4:

Резец Т1 - К 01-4229-000 ГОСТ 21151-75 (проходной).

Резец Т2 - К 01-4115-000 (канавочный).

Резец Т3 -  К 01-4231-000 ГОСТ 20872-80 (копировальный)

Резец Т4 – К 01-4112-000 ГОСТ 18884-73 (отрезной).

На организационную подготовку:

1) Получить наряд, чертеж, технологическую документацию, программоноситель, режущий и вспомогательный инструмент, контрольно-измерительный инструмент, приспособление, заготовки исполнителем до начала и сдать их после окончания обработки партии деталей – 4мин.

2) Ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки – 2 мин.

3) Ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки – 2 мин.

Итого ТПЗ1=8,0 мин

Наладка станка, приспособлений, инструмента, программных устройств:

4) Установить исходные режимы работы станка (число оборотов шпинделя) – 1 мин.

5) Установить режущие инструменты (блоки) в револьверной головке и снять (четыре инструмента) – 3,2 мин.

6) Набрать программу кнопками на пульте УЧПУ и проверить ее – 7,2 мин.

7) Установить исходные координаты X и Z (настроить нулевое положение) – 2 мин.

Итого ТПЗ2=13,4 мин

На пробную обработку:

8) Деталь точная (имеет поверхности с допусками на диаметры свыше 11-го квалитета, канавки) для четырех инструментов и пяти измеряемых по диаметру поверхностей (четыре наружные поверхности: 30h8, 20h8, 18h8 и; одна канавка b = 5) – 9,6 мин.

Итого ТПр.обр=9,6 +ТЦА мин

Итого подготовительно-заключительное время на партию деталей

ТПЗ1+ ТПЗ2+ ТПр.обр=8+13,4+9,6+1,285= 32,285 мин

Норма времени равна:

где Nзап=100 шт

13 Разработка текста управляющей программы

Программирование перемещений осуществляется в абсолютной системе координат. Координаты опорных точек задаются в импульсах. Текст управляющей программы приведён в таблице 5.

Признак «\/\/\/» означает перемещение на холостом ходу.

Признак «*» объединяет две последовательно стоящие ячейки в один кадр.

Подготовительная функция G56 служит для установки осей координат технологической системы в четвёртый квадрант (Р4).

Технологическая функция М40 выбирает поддиапазон – 3 частот вращения шпинделя (160 – 2240 об/мин).

Станок 16К20Т1 с УЧПУ «Электроника НЦ-31» имеет бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя, которая задаётся непосредственно адресом S.

Рабочая подача на оборот задаётся в импульсах адресом F.

Команда на деление револьверной головки и установку соответствующего инструмента в рабочую позицию задаётся адресом Т.

Перемещение по дуге окружности внутри одного квадранта по и против часовой стрелки задаётся соответственно подготовительными функциями G2 и G3. Следующие за ними ячейки определяют координаты X и Z конца участка и координаты Р1 и Р2 центра дуги относительно её начала соответственно по осям X и Z.

Таблица 5 – Текст управляющей программы (УП)

№ ячеек

Команда

Признак

Комментарий

N0

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

N10

N11

N12

N13

N14

N15

N16

N17

N18

N19

N20

N21

N22

N23

N24

N25

N26

N27

N28

N29

N30

N31

N32

N33

N34

N35

N36

N37

N38

N39

N40

N41

N42

N43

N44

N45

N46

N47

N48

N49

N50

N51

G56

P4

T1

M40

M3

S1841

M8

X3400

Z5000

F50

X0

Z5200

X3200

Z-600

X3400

X10000

Z10000

T2

S1523

X3400

Z3000

F11

X1800

X3400

Z3500

X3000

X2000

Z3000

X3400

X10000

Z10000

T3

S1871

X3200

Z5200

F12

Z-600

X3400

X10000

Z10000

T4

X3200

Z-500

S926

F10

X0

M9

X3200

X10000

Z10000

M5

M30

\/\/\/ *

\/\/\/

\/\/\/*

\/\/\/*

\/\/\/

*

\/\/\/

\/\/\/*

\/\/\/*

\/\/\/*

\/\/\/*

\/\/\/

\/\/\/*

Установка квадранта 4 технологической

системы

Резец проходной черновой, позиция 1

Поддиапазон 3 частот вращения

Включение шпинделя по часовой стрелке

n=1841 об/мин

Включение подачи СОЖ

В опорную точку 1 (ОТ 1) на вспомогательном ходу (ВХ)

Подача рабочего хода So=0,5 мм/об

в ОТ 2 на рабочей подаче (РП)

в ОТ 3 на РП

в ОТ 4 на ВХ

в ОТ 5 на РП

в ОТ 6 на РП

в ОТ 7 на ВХ

Резец прорезной, позиция 2

n=1523 об/мин

в ОТ 9 на ВХ

So=0,11 мм/об

в ОТ 10 на РП

в ОТ 11 на РП

в ОТ 12 на ВХ

в ОТ 13 на РП

в ОТ 14 на РП

в ОТ 15 на ВХ

в ОТ 16 на ВХ

Резец проходной чистовой, позиция 3

n=1871 об/мин

в ОТ 18 на ВХ

So=0,12 мм/об

в ОТ 19 на РП

в ОТ 20 на РП

в ОТ 21 на ВХ

Резец отрезной, позиция 4

в ОТ 23 на ВХ

n=926 об/мин

So=0,1 мм/об

в ОТ 24 на РП

Отключение подачи СОЖ

в ОТ 25 на ВХ

в ОТ 26 на ВХ

Останов шпинделя

Конец программы с возвратом в начало

Заключение

В ходе работы был произведён выбор инструментов, определены режимы резания, построены траектории перемещения резцов, разработан текст управляющей программы.

В ходе выполнения работы заполняется комплект технологической документации, который включает в себя: операционную карту механической обработки и карту эскизов на разработанную операцию.

На операцию  была спроектирована схема обработки и вычерчена схема режущего инструмента в соответствии с требованиями ЕСТД на формате А1.

Вся документация была оформлена в виде пояснительной записки.

Список использованных источников

1 Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. В 2 Ч: Часть II. Нормативы режимов резания. -М.: Экономика, 1990. -474 с.: ил.

2 Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. / Под ред. А. Г. Косиловой и А. Г. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985-1986.- Т. 1.- 656 с.

3 Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. В 2 Ч: Часть I. Нормативы времени. -М.: Экономика, 1990. -208 с.: ил.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

456. Умножение на 7(или 15, или 17, или 33), используя команды сдвигов и сложение или вычитание 143.5 KB
  Реализовать умножение на 7(или 15, или 17, или 33), используя команды сдвигов и (только один раз) сложение или вычитание. Способ реализации данной задачи в виде исходного кода и примера роботы программы.
457. Расчет производственной программы по эксплуатации подвижного состава. 394.5 KB
  Расчет производственной программы по грузовым перевозкам на год. Среднесписочное количество автомобилей. Технико-эксплуатационные и суточные показатели работы 1 автомобиля. Расчет производственной программы по пассажирским перевозкам на год.
458. Основы политологии 551 KB
  История развития политологии. Проблемы межнациональных отношений современного общества. Политика как общественное явление. Проблемы внутренней политики России на современном этапе.
459. Системы оплаты труда в рыночной конкурентной экономике 488.5 KB
  Системы оплаты труда в рыночных условиях. Государственное и договорное регулирование оплаты труда. Выбор продукции и анализ ее конкурентоспособности. Формирование методов направленных на повышение эффективности деятельности предприятия и оценка предложенных хозяйственных решений. Оценка эффективности и отбор для реализации вариантов хозяйственной деятельности.
460. Мастерская по ремонту тракторов города Тюмень 668 KB
  Потребность в механизмах, инвентаре, материалах, рабочих по профессиям и квалификации. Выбор методов и способов производства работ с их обоснованием. Расчет численности работающих и определение площадей административно-бытовых помещений. Обеспечение качества СМР, техники безопасности.
461. Теорія грошей, грошові та кредитні системи 615 KB
  Сутність та економічна основа грошового обороту. Методи державного регулювання грошового обороту. Сутність і закономірності розвитку інфляції. Грошові потоки та їх балансування. Кон'юнктурна теорія цінності грошей. Внесок Дж.Кейнса і М.Фрідмана у розвиток теорії грошей.
462. Небесные тела в астрофизике 636 KB
  Электромагнитное излучение, исследуемое в астрофизике. Фотоэлектрические приемники излучения. Физические свойства Планет земной группы и планет гигантов. Распределение звезд в Галактике. История развития космонавтики.
463. Інформаційні системи і технології 570 KB
  Визначення інформаційної системи, структура, принципи створення. Класифікація інформаційних систем за ступенем структурованості. Економічна інформація як об'єкт обробки в інформаційних системах. Форми представлення економічної інформації, носії і засоби її передачі. Ієрархічний та фасетний метод класифікації.
464. Мікроконтроллери 3x3x3 LED куб 643.5 KB
  3x3x3 LED куб це фігура яка складаються з 27 світлодіодів, яку використовують переважно для дизайну інтер'єру. Різні сфери використання 3x3x3 LED куба. Розробка програмного і технологічного продукту, створення мікросхеми та розробка програми.