Helpos.com - Архив от реферати и дипломни работи

Helpos.com >> Архив >> Машиностроене >> Тема преглед >> HTML преглед на файла
топ търсения

 

 

Дипломна работа

 

на тема:

 

Технически корпусни детайли

 

 

 

2007

 

СЪДЪРЖАНИЕ

 

 

ГЛАВА ПЪРВА

ЛИТЕРАТУРЕН ОБЗОР. ЦЕЛ И ЗАДАЧИ.. 4

1. Служебно предназначение и класификация на корпусните детайли. Технически изисквания. Заготовки. 4

2. Обработване на корпусни детайли. 6

2.1. Основни етапи в технологичния процес за механична обработка на корпусни детайли  7

2.2. Базиране на детайлите. 8

2.3. Методи за обработване и избор на машини. 9

3. Технологична подготовка за обработване на детайли върху металорежещи машини с ЦПУ.. 11

4. Етапи при проектирането на технологичен процес за обработване на детайли върху МРМ с ЦПУ.. 12

5. Проектиране на технологичен процес при многостранна обработка на корпусни детайли върху обработващи центри (ОЦ) 12

 

ГЛАВА ВТОРА

ПРОЕКТИРАНЕ НА ТЕХНОЛОГИЧНИЯ ПРОЦЕС.. 15

1. Служебно предназначение и конструктивни особености на детайла. 15

2. Технологичен анализ на конструкцията. 16

2.1. Рационалност на конфигурацията на детайла. 17

2.2. Точност на размерите и грапавост на повърхнините. 17

2.3. Точност на формата и взаимното разположение на повърхнините на детайла  19

3. Избор на заготовка. 20

5. Избор на технологични бази. 23

6. Последователност на обработване на повърхнините. 24

7. Определяне на прибавките и междинните размери. 26

8. Избор на машини. 31

9. Настройване на МС 032. 33

10. Избор на инструменти. 35

11. Определяне режимите на рязане. 35

12. Нормиране на времената за изпълнение на операциите. 39

 

ГЛАВА ТРЕТА

ПРОЕКТИРАНЕ НА ПРИСПОСОБЛЕНИЕ. 42

1. Изисквания и особености на приспособленията за машини с ЦПУ.. 42

2. Анализ на изходните данни и приетото конструктивно решение. 43

3. Осигуряване на необходимата стабилност (якост) 43

4. Описание на работата на приспособлението. 46

 

ГЛАВА ЧЕТВЪРТА

РАЗРАБОТВАНЕ НА УПРАВЛЯВАЩА ПРОГРАМА.. 47

 

ГЛАВА ПЕТА

ТЕХНИКО - ИКОНОМИЧЕСКИ АНАЛИЗ. 55

 

ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА.. 58

 

 

 

 

ГЛАВА ПЪРВА

ЛИТЕРАТУРЕН ОБЗОР. ЦЕЛ И ЗАДАЧИ

 

 

1. Служебно предназначение и класификация на корпусните детайли. Технически изисквания. Заготовки

 

Корпусните детайли най-често се явяват базови детайли и служат за установяване върху тях на други детайли и отделни сборни единици съединени помежду си с необходимата точност на относителното положение. Корпусите трябва да осигуряват разположението на сглобените към тях елементи както в статично състояние, така и в процеса на експлоатация на машината (възела), а също и плавна работа и отсъствие на вибрации.

Към корпусните детайли се предявяват редица технически изисквания като якост, жилавост, износоустойчивост, точност, виброустойчивост, минимални деформации при промяна на температурата, херметичност, удобство при сглобяване и разглобяване на съответните сборни единици.

Осигуряването на техническите изисквания, отнасящи се към параметрите на геометричната точност се извършва на различни етапи от технологичния процес. Най-общо основните изисквания са:

-       точност на формата на равнинни базиращи повърхнини: равнинност и праволинейност в определени направления;

-       точност на относителното положение на равнинни базиращи повърхнини: в една равнина, в успоредни или перпендикулярни такива;

-       точност на разстоянието между две успоредни равнинни повърхнини;

-       точност на диаметралните размери и геометричната форма на отворите: кръглост, цилиндричност;

-       точност на относителното положение на отворите изразяваща се в неуспоредност и неперпендикулярност спрямо осите на други отвори или спрямо други равнинни повърхнини;

-       точност на разстоянията между осите на отворите: съосност;

-       определена грапавост на повърхнините.

Спазването на всичките изброени изисквания може да бъде необходимо само в отделни, изключителни случаи при изработването на сложни отговорни детайли. Обикновено към отделните корпусни детайли се предявяват само част от изброените изисквания.

Големината на допустимите отклонения на горепосочените показатели на точността се определя от условията на сглобяване на детайлите, характера на сглобяваните механизми и експлоатационните им условия. Те могат да бъдат определени опитно или аналитично. В много случаи допустимите отклонения се определят от съответните стандарти.

Конструктивната форма и размерите на корпусните детайли, използваните материали, както и точностните им характеристики зависят от предназначението им и условията на тяхната експлоатация.

Според конструктивните си особености и предназначение корпусните детайли могат да се класифицират на следните основни групи:

- призматично - корпусни детайли – това са корпусите на скоростни и подавателни кутии на металорежещи машини, корпуси на редуктори и др. Те могат да бъдат монолитни или разглобяеми, като при последните разделителната повърхнина минава през основните отвори. Общото за всички тях е наличието на равнинни повърхнини и системи от отвори, част от които се изработват с висока точност;

- корпусни детайли с гладки вътрешни цилиндрични повърхнини, където  - това са цилиндрови блокове на двигатели с вътрешно горене и компресори, корпуси на пневмо - и хидроапаратура, задното седло на стругове и  др. Обикновено тези отвори са подложени на интензивно триене и основните изисквания към тях са високата точност на размерите и формата и изискване за износоустойчивост и ниска грапавост;

- корпусни детайли със сложна пространствена форма – корпусите на парни и водни турбини, центробежни помпи, вентилатори и други. Сложната пространствена форма при тях е продиктувана от условията за осигуряване на необходимия поток на флуидите (течности или газове);

- корпуси, върху които има направляващи повърхнини – супорти, маси на металорежещи машини, планшайби и други. Направляващите елементи на тези детайли осигуряват възвратно-постъпателното движение на работните органи на машината. Тези детайли се характеризират с ниска височина (0,1¸0,2 от широчината) и за повишаване на стабилността са оребрени. Има изискване към тях за висока точност;

- детайли от типа на плочи, капаци, ъгълници и конзоли – това са по-прости корпусни детайли, често изпълняващи функциите на допълнителни опори за валове, червяци, ходови винтове и други детайли на задвижването или явяващи се основи за установяване и осигуряване на правилното относително положени на отделни възли на машината.

От анализа на функционалните повърхнини в корпусните детайли  могат да се формират следните основни групи:

1)     основни базови повърхнини, които в корпусите могат да съществуват като следните разновидности:

-        три плоски повърхнини, образуващи координатен ъгъл;

-        плоскост и перпендикулярни на нея два отвора;

-        сравнително голям цилиндричен отвори и перпендикулярна на него плоскост;

2) спомагателни базови повърхнини – основно лагерни отвори и плоски повърхнини;

3)  крепежни отвори;

4) отвори, които имат функциите да подвеждат смазващо - охлаждаща течност, отдушници и др.

Изборът на материал, от който се изработват корпусните детайли се определя не само от съображенията за якост, стабилност и виброустойчивост, но и от технологични съображения свързани с избора на най-икономичен метод за получаване на заготовката и лесна обработваемост на повърхнините. Като материал се използва чугун, цветни сплави и по-рядко стомана. Основен метод за получаване на заготовките е леенето (около 95%), като се срещат и заварени конструкции. След получаване заготовката се подлага на контрол, който обхваща проверка на химичния състав и физико - механичните свойства, дефектоскопия за наличие на шупли и пукнатини, контрол на размерите. Необходим етап при подготовка на заготовките за механично обработване е и подходящата им термообработка.

 

 

2. Обработване на корпусни детайли

 

2.1. Основни етапи в технологичния процес за механична обработка на корпусни детайли

Независимо от това, че съществува голямо разнообразие от конструктивни форми на корпусни детайли, механичната им обработка има много общи неща. Най-общо технологичния маршрут за обработка на корпусни детайли включва:

А.     Грубо и чисто обработване на повърхнините, които ще бъдат използвани за технологични бази.

Б.     Обработване на останалите външни повърхнини.

В.     Грубо и чисто (или получисто) обработване на основните отвори.

Г.     Обработване на второстепенните отвори и на други повърхнини.

Д.    Довършващо обработване на повърхнините, основните бази и основните отвори.

В някои случаи се включват и етапи за термично обработване, чието място в процеса може да бъде различно. Тази принципна последователност на технологичния маршрут може да се изменя в зависимост от конкретните условия (характера на детайла, служебното му предназначение и изискванията за точност).

За да бъде технологичен един корпусен детайл, т.е. да се получава с минимални загуби на труд и материали, трябва да отговаря на следните условия:

1.      Формата му да бъде възможно най-близка до правилните геометрични форми.

2.      Да се обработва без сдвояване с друг корпусен детайл.

3.      Механичната му обработка конструктивно да е подсигурена от една база – от повърхнина и два установъчни отвора на нея.

4.      Повърхнините и челата на отворите му да се обработват на един преход и да нямат елементи, които да пречат на тази обработка. Челата на отворите трябва да се обработват с челни фрези.

5.      Челните повърхнини на отворите да бъдат перпендикулярни спрямо осите им, за да се осигури правилно врязване и водене на инструмента, обработващ отворите.

6.      Точните съосни отвори да се разстъргват на един преход. Затова те не трябва да имат прагове, които да пречат. Отворите във вътрешните стени на детайла да бъдат равни или по-малки от съосните им отвори във външните му стени.

7.      да се избягва многообразието на размерите на отворите, резбите и допуските.

 

2.2. Базиране на детайлите

 

Последователността на обработване на повърхнините се определя основно от избора на база и схемата на размерните връзки на различните повърхнини на детайла.

Преди да се изберат технологичните бази трябва задълбочено и внимателно да се изучи предназначението на детайла в изделието и да се анализира грапавостта на повърхнините и предписаната точност на размерите.

При обработване на детайлите се използват първични (черни) и чисти бази.

Първичната база е предварително необработена повърхнина, т.е. такава, която се е получила при изработване на заготовката. Първичната база се използва най-често при изпълнение на първата технологична операция за изработване на детайлите.

Чистата база е предварително обработена повърхнина.

При избора на черни (първични) бази трябва да се спазват следните изисквания:

1)     За чернови технологични бази трябва да се избират повърхнини или съвкупност от повърхнини, спрямо които при първата операция могат да се обработят други повърхнини, които ще бъдат използвани като базиращи.

2)     За осигуряване точността на ориентирането и надеждността на закрепването на детайла в приспособлението, черновата база трябва да има достатъчни размери и възможно най-голяма точност и малка грапавост.

3)     Черновите бази трябва да позволяват обработването на комплекта чисти бази при едно установяване.

4)     За чернови бази не трябва да се използват повърхнини, върху които са разположени мъртви глави и леяци, а също и шевове на разделителни повърхнини на отливки, щамповки или от заваряване.

5)     За да се осигури правилно взаимно разположение на няколко обработени повърхнини на един детайл спрямо необработените, за чернова база е целесъобразно да се използва съвкупност от повърхнини, които остават необработени.

6)     Ако за чернова база се налага да се вземат повърхности подлежащи на обработка е добре да вземат такива които имат минимални допуски на обработване. Тогава на следващите операции, където ще се обработват взетите за база на първа операция повърхности, допуските ще се разпределят равномерно и лесно ще се осигури необходимата точност на обработваните повърхности.

Обикновено в първичната база на корпусните детайли се включват само равнинни повърхнини. Друга възможност  тя да се формира от отвори и равнинни повърхнини, при което се осигурява равномерност на прибавката за обработване на тези отвори.

При избора на чисти технологични бази трябва да се имат в предвид две основни съображения, които се изразяват в следните принципи:

-        принцип за единство (съвместване) на базите;

-        принцип за неизменност на базите.

Спазването на първия принцип се състои в това, че за елемент на конструкторската, технологичната и измервателната база се използва една и съща повърхнина.

Принципът за неизменност на базите изисква обработването на повърхнините да става от един и същ комплект технологични бази.

При избирането на чистите бази трябва да се има предвид следното:

1)     Базирането на детайлите по възможност да се извършва по основни технологични бази, при което се получават най-малки грешки.

2)     Базиращите повърхнини трябва да бъдат достатъчно големи и по възможност да са най-близо до обработваните повърхнини така, че деформацията на детайла от силите на рязане и закрепване да бъде малка.

3)     Базиращите повърхнини трябва да бъдат израни по такъв начин, че приспособленията за установяване на детайлите да са възможно най-евтини, прости и удобни за работа.

Най-често базирането по чисти бази се осъществява по три взаимноперпендикулярни повърхнини или по равнинна повърхнина и два отвора.

 

 

2.3. Методи за обработване и избор на машини

 

Основните методи за обработване на равнинните повърхнини на корпусните детайли са: стъргане, фрезоване, протегляне и шлифоване. Най-голямо разпространение при обработване на равнинни повърхнини и на техните съчетания е получило фрезоването. Използват се универсални, многовретенни и други фрезови машини.

Обработването на отворите се дели на грубо, чисто и довършващо.

При грубото обработване е необходимо да се отдели основното количество прибавка, да се осигури точността на взаимното разположение на отворите и равномерна прибавка за чистото обработване.

Чистата обработка трябва да осигури точност на размера, геометричната форма и относителното положение на обработвания отвор. Особено важно е да се осигури точност на положението и праволинейност на оста на отвора.

За обработване на основните отвори на корпусните детайли се прилага свредловане, зенкероване, райбероване и разстъргване. Точността на взаимното разположение се осигурява по различни начини: обработване на една установка, използване на възможностите на машините (хоризонтално разстъргващи, обработващи центри) за измерване или задаване на разстоянията между осите на отворите, използуване на кондукторни приспособления.

Довършващото обработване се осъществява чрез тънко разстъргване, хонинговане, контурно шлифоване или ППД.

Спомагателните отвори имат най-често малки диаметри със или без резба. Обработват се чрез свредловане, зенкероване, райбероване, а резбите – с метчици. Взаимното им разположение се осигурява най-често чрез кондукторни приспособления, както при работа на вертикални и радиалнопробивни машини, така и при използване на многовретенни пробивни и агрегатни машини. В единичното производство се прилагат разчертаване и съвместно обработване на детайлите.

В условията на дребносерийното и серийното производство за обработване на корпусни детайли могат да се използват машини с ЦПУ, от типа обработващ център. Те позволяват при минимален брой установки да се изпълняват голям брой преходи, което повишава точността на обработването и неговата производителност.

 

 

3. Технологична подготовка за обработване на детайли върху металорежещи машини с ЦПУ

 

Технологичната подготовка за обработване на детайли върху металорежещи машини с ЦПУ се различава от технологичната подготовка при универсалните машини. Преди всичко се увеличава сложността на решаваните технологични задачи и обема на проектирането на технологичния процес, като трябва да се спазва изискването за най-ефективно използване на скъпоструващи машини. Появява се принципно ново звено в технологичната подготовка – изработването на управляващи програми за машините с ЦПУ.

Особено значение има въпроса за оценяване на технико - икономическата полза от обработването на детайлите върху машини с ЦПУ и за правилния подбор на подходящи детайли за обработване върху тези машини. Нов елемент е необходимостта от анализ и оценка на технологичността на конструкцията на детайла не само от гледна точка на технологията на механична обработка, но и от програмирането.

Необходимо е да се проектира подробна операционна технология и съответно да се разработи подробна технологична документация, което не е характерна по вид и обем за дребносерийното и средносерийното производство с универсални машини. Това от друга страна дава възможност за прилагане на методи за оптимизация на траекторията на режещия инструмент и режимите на рязане.

Съществено внимание при проектирането на технологичния процес се отделя на необходимите приспособления и режещи инструменти и на изработването им. Възникват допълнителни изисквания към приспособленията по отношение на закрепването и ориентацията на заготовката, произтичащо от необходимостта за точно размерно обвързване на траекторията на инструмента с координатната система на машината, изходната точка на обработването и положението на заготовката. Повишените изисквания към режещите инструменти са резултат от необходимостта за концентрация на операциите, използването на устройства за автоматична смяна на инструментите и голямото влияние, което оказва режещия инструмент върху точността на размерите и грапавостта на обработените повърхнини на детайла.

Главната задача на технологичната подготовка е осигуряването на по-ефективна обработка на детайлите върху машини с ЦПУ в сравнение с универсалните машини.

 

 

4. Етапи при проектирането на технологичен процес за обработване на детайли върху МРМ с ЦПУ

 

При проектирането на технологичния процес се разработват маршрутът на обработване и операционната технология, като се изпълнява определена последователност от дейности:

1)     Анализиране на изходните данни: чертеж на детайла и технически изисквания към обработваните повърхнини; чертеж на заготовката, данни за машината, на която ще се извърши обработването.

2)     Избиране на бази, разделяне на установки, избиране на приспособления, избор на кординатни системи.

3)     Определяне на последователността на преходите при различните установки.

4)     Избиране на режещи инструменти и съставяне задание за конструиране на специална инструментална екипировка.

5)     Определяне последователността на работа на инструментите и изчертаване при необходимост на траекторията на движение.

6)     Окончателен избор на приспособленията и съставяне на задание за конструирането им.

7)     Определяне режимите на рязане и различните нормовремена.

8)     Съставяне на управляваща програма.

9)     Нанасяне на програмата върху програмоносител.

10)Извънмашинно настройване на инструментите.

11)Тестване на управляващата програма на машината с ЦПУ и окончателното и уточняване.

 

 

5. Проектиране на технологичен процес при многостранна обработка на корпусни детайли върху обработващи центри (ОЦ)

 

Високата производителност на обработващия център се реализира главно благодарение на високата степен на концентрация на операциите. За да се гарантира обработването на корпусния детайл при минимален брой операции, към неговата конструкция се предявяват следните изисквания:

-        конфигурацията на детайла да е сравнително проста, за да бъде облекчен достъпа на инструментите до обработваните повърхнини;

-        детайла да разполага с такива технологични бази, които да позволяват неговото обработване при минимален брой установявания – по възможност на една установка;

-        в конструкцията на детайла да са предвидени повърхнини, по които да се приложи закрепващо усилие без да се създава опасност от деформации след закрепването;

-        да се избягва назначаването на обработване на вътрешни челни повърхнини.

При обработването са възможни две структури на технологичния процес.

При първата структура цялостното обработване се извършва при едно установяване по черни технологични бази. Такава структура е възможна, ако в корпусния детайл има необработвани повърхнини, които да отговарят на условието за базиране, т.е. да гарантират надеждно и стабилно установяване при възможен достъп на инструментите до всички обработвани повърхнини. В случаите когато обработването на детайла не може да стане на една операция (на една машина), заготовката се установява в приспособление спътник. При такава структура се избягва операцията свързана с подготовка на чисти технологични бази.

Втората структура е класическата, при която на първата операция се извършва подготовка на чистите технологични бази. Тя се извършва най-често на универсални машини, но в някои случаи може и на цифрови. На втората операция обработването се извършва при установяване на заготовката по чисти бази.

При машините с ЦПУ не се използват сложни приспособления от вида на шаблони, кондукторни плочи и др. Характерно за приспособленията е, че в тях липсват звена осигуряващи точното положение на детайлите спрямо инструментите. Главното изискване е приспособленията да осигуряват правилното разположение на детайла спрямо координатната система на машината.

Друго важно изи8кване е да се осигури възможност за бързо установяване и закрепване на приспособлението върху масата на машината, както и за бързото му настройване.

Въз основа на изложеното до тук и като се имат в предвид особеностите на конкретния детайл годишната програма може да се направи следния извод:

-        с използването на МРМ с ЦПУ ще се постигне максимална концентрация на обработването, висока точност и производителност поради това, че се намалява броя на установките, приспособленията и работниците, намалява спомагателното време, оптимизират се режимите на рязане, отпадат междинните контролни операции.

Въз основа на изложеното до тук може да се формулира целта на настоящия дипломен проект: Разработване на технологичен процес за механична обработка на корпусен детайл, чрез които да се получи висока производителност и ниска себестойност на обработването при зададената точност.

За реализирането и постигането на тази цел е необходимо да се решат следните основни задачи:

1.      Разработване на операционна технология за обработване на детайла.

2.      Съставяне на управляваща програма за обработване.

3.      Проектиране на приспособления за установяване.

4.      Технико - икономически анализ.

 

 

 


ГЛАВА ВТОРА

ПРОЕКТИРАНЕ НА ТЕХНОЛОГИЧНИЯ ПРОЦЕС

 

 

1. Служебно предназначение и конструктивни особености на детайла

 

Детайлът “Корпус” е основен функционален елемент от маслената помпа на дизеловия двигател Caterpillar, който е предназначен за задвижване на камиони с голяма товароносимост. Детайлът се явява малко тяло на първа работна секция от двусекционната маслена помпа. Разположено е както следва между корпуса на двигателя и голямото тяло на втора секция. Двете секции са разделени с междинна плоча, която затваря съответно работните пространства на първа и втора секция. В помпата са разположени водящия и водимия вал. Те представляват вал - зъбни колела, чиито зъбни венци са зацепени в малкото тяло. В голямото тяло са зацепени две зъбни колела установени чрез шпонкови съединения върху валовете. Валовете лагеруват на лагерни втулки, които са запресовани в корпусните отвори .

Детайлът се установява към дизеловия двигател по базовата си повърхнина, която се явява и базова за цялата помпа. Помпата се монтира посредством винтови съединения към двигателя (отворите  и резбовите отвори ). За правилно ориентиране на двете тела едно спрямо друго са използвани два щифта по повърхнините . При сглобяване на помпата се образуват работни кухини затворени от повърхнините на двата полуотвора , размера , зъбните колела, всмукателния и нагнетателния отвор. Тези отвори са проектирани така, че да свързват двете секции на помпата.

Начина на работа е следният: чрез ангренажно зъбно колело, зацепено в подходяща (по предавателно отношение) зъбна предавка движението се взема от коляновия вал на двигателя и се предава на водящия вал на помпата и чрез зъбните предавки в нея движението се предава на водимия вал. Маслото от картера на двигателя през груб филтър постъпва в смукателния отвор на помпата, зъбните колела го загребват и по периферията в пространствата заключени между корпуса и всяко междузъбие го изпращат в нагнетателния отвор с определено налягане. В дъното на тялото е проектиран специален канал, който служи за отвеждане на компресираното масло попаднало в междузъбията в точката на зацепване.

Въз основа на служебното си предназначение повърхнините на детайла могат да се класифицират по следния начин:

а) базови – двете външни равнинни повърхнини на размера , двата отвора  и двата щифтови отвора ;

б) работни – двата полуотвора , всмукателния и нагнетателния отвор, канала и размера ;

в)   свързващи (свободни) – всички останали.

 

 

2. Технологичен анализ на конструкцията

                                                

Технологична конструкция е тази, която напълно удовлетворява експлоатационните изисквания предявени към нея и в същото време изисква за своето реализиране в условията на дадено производство най-малки разходи на време, труд, материали и средства. От тук следва, че за да бъде технологична дадена конструкция, тя трябва да е съобразена с конкретните условия на производството.

При използване на машини с ЦПУ за анализиране технологичността на конструкцията важно значение имат не само въпросите свързани с изискванията на механичната обработка, а и тези които се отнасят до облекчаване на програмирането, особено когато то се извършва ръчно.

Едно от основните изисквания за технологичност на конструкцията на детайлите, подлежащи на обработване върху МРМ с ЦПУ е такова, че тази конструкция да позволява обработване в автоматичен, непрекъснат цикъл. В някои случаи се допускат кратки прекъсвания, които не са свързани с ръчни манипулации по обработването на детайла.

При намаляването на броя на необходимите инструменти за обработване, дори и при автоматична смяна, технологичността на детайла се повишава.

 

2.1. Рационалност на конфигурацията на детайла

 

Предписаната точност на размерите на детайла предполага сравнително не голяма по обем обработка чрез рязане. Обработваемите повърхнини са с не голяма дължина и площ и са със сравнително прости геометрични повърхнини – равнинни и цилиндрични. Съществува необходимост и от обработка на глухи и светли отвори, някои от които са с резба. Детайлът притежава също и сложни геометрични повърхнини, чието механично обработване е избегнато от голямата точност и ниската грапавост, които са постигнати чрез метода за получаване на заготовката.

Конфигурацията на детайла позволява сравнително лесен и свободен достъп на инструментите до повърхнините, подлежащи на обработване. Не възниква необходимост от използуване на специални режещи инструменти. Броят на повърхнините за базиране и закрепване обаче е ограничен.

При обработването могат да се използват, както универсални, така и машини с ЦПУ. МРМ с ЦПУ дават възможност за извършване на обработването при минимален брой установки. При разглеждане конфигурацията на детайла се вижда, че той е удобен за обработване върху обработващ център.

Точките на контура, необходими за съставянето на управляваща програма се намират сравнително лесно, тъй като обработването става само в една равнина – перпендикулярната на вретеното XoY. Също така детайлът притежава симетрични повърхнини, което позволява използването на типови цикли.

 

 

2.2. Точност на размерите и грапавост на повърхнините

 

Точността по всичките й показатели има отношение, както към производствената, така и към експлоатационната технологичност на изделието. В общия случай двата вида технологичност налагат противоположни изисквания – от производствени съображения за предпочитане е по-малка точност, а от експлоатационни – по-голяма.

За анализиране точността на размерите в зависимост от технологичните процеси, чрез които се получават, са използвани таблици І.3 и І.4 [4], съответно за отвори и равнинни повърхнини.

Грапавостта на повърхнините е характеристика, която има най-пряко отношение към ескплоатационната технологичност на конструкцията и в тази връзка задаването на оптимална грапавост е сложен проблем, по който се работи непрекъснато. В много от случаите грапавостта се задава по аналогия на изпитани в практиката съединения или видове повърхнини.

Зададената грапавост се оценява по това, дали може да се постигне от технологичния преход осигуряващ точността на размера, според таблици І.3 и І.4 [4]. Резултатът е представен в таблица 1.

Таблица 1

Повърхнина

Назначен клас на точност

Назначена грапавост Ra, µm

Технологичен преход

Достъпен клас на точност

Достъпна грапавост Ra, µm

Заключение

1

2

3

4

5

6

7

18,85

11

1,6

фрезоване чисто

11÷7

5÷0,8

технологично

6

1,6

фрезоване фино

8÷6

1,25÷0,4

технологично

8

1,6

фрезоване чисто

11÷7

5÷0,8

технологично

р-р 9

11

-

райбероване точно

8÷7

2,5÷1,6

технологично

р-р 6,8

12

6,3

цековане

12

20÷6,3

технологично

р-р 1

12

6,3

цековане

12

20÷6,3

технологично

фаска

12

6,3

свредловане

12

20÷3,2

технологично

фаска

12

6,3

свредловане

12

20÷3,2

технологично

фаска

12

6,3

зенкероване

12

20÷6,3

технологично

фаска

12

6,3

зенкероване

12

20÷6,3

технологично

8

1,6

разстъргване чисто

10÷8

5÷1,6

технологично

7

1,6

разстъргване фино

7÷5

1,25÷0,2

технологично

7

0,8

райбероване точно

8÷7

1,25÷0,8

технологично

11

6,3

свредловане

12÷11

20÷3,2

технологично

12

6,3

цековане

12

20÷6,3

технологично

12

6,3

зенкероване

12

20÷6,3

технологично

7

12,5

резбонарезване с метчик

8÷6

12,5÷3,2

технологично

 

 

2.3. Точност на формата и взаимното разположение на повърхнините на детайла

 

Точността на формата и взаимното разположение на повърхнините се анализира с помощта на таблица І.3 [4] за отворите и таблица І.4 [4] за равнинните повърхнини.

За детайла се изисква отклонение от:

-         цилиндричност за отвор  - то е 0,01mm и се постига чрез разстъргване фино, където за VІ степен на точност по БДС 5634-76 получената нецилиндричност е 0,008mm, т.е. по-малка от допустимата;

-         цилиндричност за отвор  - то е 0,01; постига се чрез разстъргване чисто, където за VІІ степен на точност е 0,01mm

-         равнинност на размер 60,86 – то е 0,01, където при фрезоване фино за VІІ степен се получава 0,01mm.

-         успоредност на размер 60,86 – то е 0,03, но тъй като се постига на една и съща операция с горното изискване, също се  постига на фрезоване фино за VІІ степен – 0,016mm.

В заключение може да се направи извода, че конфигурацията на детайла е рационална, точността на размерите, формата взаимното разположение и грапавост на повърхнините са зададени технологично.

 

 

3. Избор на заготовка

 

При осъществяване и разработване на технологичния процес за получаване на лети детайли един от най-важните въпроси е установяването на начина за получаване на отливката. Това се извършва на базата на задълбочена преценка на вида на отливката (размери и сложност) изискванията по отношение на точност и гладкост, вида на сплавта, наличното оборудване и в крайна сметка на базата на икономическия анализ.

На базата на тази преценка е избран класическият метод за леене в пясъчни форми.

Приготвянето на формите става обикновено в каси посредством моделен комплект. Моделният комплект се състои от модел и кутии за сърца. Моделът обикновено оформя отпечатък, който дава външната повърхност на отливките, докато сърцата които се изработват с помощта на сърцевите кутии оформят вътрешните повърхности.

Моделите и кутиите за сърца се изработват на базата на технологичната разработка и леярския чертеж.

Понастоящем леярските форми се изработват главно посредством машинна формовка.

Избрания метод е подходящ за производството на отливки в серийното производство и има висока степен на механизация и автоматизация на отделните производствени процеси и операции.

Основните операции, които изпълняват машините тук са уплътняване на формата и изваждане на модела от формата.

Процесът протича в следната последователност: към машината постъпва и се центрова празна каса, която се запълва с формовъчна смес от бункер; механизирано се осъществява уплътнението и изваждането на модела от полуформата, подаване на полуформата към транспортно устройство (конвейр).

Най-често използваните модели са металните, чрез които се постига добра гладкост и точност.

 

4. Проектиране на технологичен маршрут за обработка на корпусен детайл

 

Технологичния маршрут може да се синтезира чрез определяне методите и последователността на обработване на повърхнините, включени в конфигурацията на детайла или да се избере като типов за дадения клас детайли.

 

Типов технологичен маршрут за обработване на корпусен детайл

върху МРМ с ЦПУ

 

Таблица 2

Съдържание на прехода

1

Фрезоване на външни повърхнини (грубо, получисто, чисто)

2

Свредловане (разсвредловане) на глухи и светли отвори с диаметър над 30mm

3

Фрезоване на канали, отвори, джобове, вдлъбнатини

4

Фрезоване на вътрешни повърхнини

5

Грубо разстъргване, зенкероване на основните отвори предварително обработени в №2

6

Обработка на неточните допълнителни повърхнини, разположени в основните отвори (канали, стъпала, фаски)

7

Обработка на допълнителните повърхнини – външни и вътрешни

8

Обработка на крепежни и други спомагателни отвори с диаметър над 15mm (свредловане, разсвредловане, зенкероване, зенковане, нарязване на резби)

9

Окончателно фрезоване на плоските повърхнини

10

Точна обработка на основните отвори (разстъргване, райбероване)

11

Обработка на точни и точно разположени отвори с малък диаметър

12

Обработка на точни и точно разположени допълнителни повърхнини (канали, стъпала, зенковки)

13

Обработка на вдлъбнатини, джобове, прорези и т.н., несиметрично разположени спрямо отворите

14

Обработка на фаски и други повърхнини свързани с основните отвори

15

Обработка на крепежни и други неотговорни отвори с малък размер (центроване, свредловане, зенковане, зенкероване и нарязване на резби)

 

 

Типовите технологични маршрути се използват като информационна основа при разработване на работни технологични маршрути, а в случаите когато съдържащата се в тях информация е достатъчна и не се нуждае от конкретизация, те се прилагат направо като работни. Много често обаче, както е и в този случай, конструктивните особености и ред допълнителни изисквания, определени от целевото предназначение на отделните повърхнини на корпусните детайли, внасят някои изменения в избрания типов технологичен маршрут.

Технологичния маршрут (таблица 3) за обработка на детайла “Корпус” е разработен така, че да се спазят следните основни принципи:

-         на първите операции от технологичния процес на механична обработка се обработват повърхнините избрани за чисти технологични бази;

-         прилага се принципът на концентрация на операциите, т.е. на една операция се обработват възможно повече повърхнини.

 

 

Маршрут за обработване на “Корпус”

 

Таблица 3

Операция №

Съдържание на операцията

Съоръжение (машина)

Приспособление и бази

1

2

3

4

1

Зачистване чепаци от отливката

ръчно

шмиргел

5

Фрезоване повърхнина А

ФУ 251

универсална стиска базирана по п-на Б

10

Фрезоване повърхнина Б

ФУ 251

универсална стиска базирана по п-на А

15

Зенкероване 2 отвора и фаски за тях

DEKEL

специално с базиране в призми

20

Фрезоване повърхнина А

ФУ 251

универсална стиска, базиране по п-на Б

25

Пробиване, фрезоване, разстъргване

МС 032

специално с базиране по 2 отвора и равнинната п-на А

30

Резбонарезване и снемане на усенъци

ръчно

 

35

Свредловане на фаски

БК 32

 

40

Измиване и продухване

миячна машина

 

45

Химично покритие

вана

 

50

Калиброване на резби

ръчно

 

55

Запресоване на втулки

преса

дорник

60

Продухване

 

 

 

Забележка: Повърхнините А и Б са показани на операционните схеми.

 

 

5. Избор на технологични бази

 

За осигуряване точността на произвежданите изделия е необходимо да се осигури определена точност на относителното разположение между детайлите и режещите инструменти при механичното обработване и между самите детайли при тяхното сглобяване. Задачите за относителното ориентиране се решават чрез установяването, което представлява процес на базиране и закрепване.

Чрез базирането се създава определеност на положението на заготовката (детайла) спрямо координатата система на машината, а чрез закрепването се осигурява неизменност на това положение, постигнато при базирането.

Поради това, че теорията на базирането не е разработена достатъчно пълно, практическото й приложение се свежда до общи правила, чрез които ефективно се осигурява точността при автоматично получаване на размерите. От тези правила най-важен и обобщаващ е така нареченият принцип за единство на базите, който се  състои в това, че за елемент на конструкторската, технологичната и измервателната база се използува една и съща повърхнина.

Избраните бази за детайла “Корпус” са показани върху операционните схеми.

 

Конструкторски бази.

-         за диаметралните размери – осевата линия на двете закръгления  и осевата на отвора ;

-         за линейни размери – повърхнини А и Б.

 

Технологични бази.                       

Първични (черни) технологични бази.

-         повърхнина Б – главна

-         повърхнините на  - опорни и центроващи

Чисти технологични бази.

-         повърхнина А – главна базираща

-         отвор  - центроваща

-         отвор  - опорна

Осигуряване на условия за получаване на чистите бази.

На първите установки повърхнините Б и са черни технологичните бази. Осевите размери се задават спрямо осевата линия на и главната технологична база Б. При установяването върху обработващия център чистите технологични бази А, двата отвора   и настроечната Б осигуряват точността на получаване на размерите.

 

 

6. Последователност на обработване на повърхнините

 

Таблица 4

Операция

Преход

Съдържание на прехода

1

2

3

1

1

Зачистване на чепаци от отливката

5

1

Фрезоване грубо на повърхнина А

10

1

Фрезоване грубо на повърхнина Б

15

1

 

2

Зенкероване на отвор  и отвор

Зенкероване на две фаски

20

1

Фрезоване чисто на повърхнина А

25

1

Фрезоване чисто на повърхнина Б

2

Центроване на 6 отвора

3

Свредловане на 6 отвора

4

Свредловане на 2 отвора

5

Зенкероване фаски на 2 отвора

6

Разстъргване грубо  на 2 полуотвора

7

Разстъргване чисто  на 2 полуотвора

8

Фрезоване дъното контурно

9

Зенкероване фаски на 2 полуотвора

10

Разстъргване фино  на 2 полуотвора

11

Разстъргване фино  на 2 отвора

12

Цековане на 2 отвора

13

Центроване на 2 отвора

14

Свредловане на 2 отвора

15

Свредловане на 2 отвора  и 2 фаски на отворите

16

Свредловане фаски на 4 отвора – 2 отвора  и 2 отвора

17

Райбероване на 2 отвора

18

Фрезоване фино на повърхнина Б

30

1

Нарязване на резба  на 2 отвора

35

1

Свредловане фаски на 5 отвора

40

1

Измиване и продухване

45

1

Нанасяне на покритие - Фосфатиране

50

1

Калиброване на резби

55

1

Запресоване втулки на 2 отвора

60

1

Продухване 

 

 

При така разработения вариант на технологичния маршрут може да се разработи и частичен втори вариант само на някои операции и преходи. Например:

-               операция 20 (Фрезоване чисто на повърхнина А) може да се замени с шлифоване чисто

-               операция 25 (Обработваен върху МС032)

-               преход 6 (Разстъргване грубо ) може да се замени с Фрезоване грубо

-               преходи 4 и 5 (Свредловане и Зенкероване) могат да се обединят в един

-               преходи 15 и 16 (Свредловане на отвори и фаски) също могат да се обединят в един.

Предложеният вариант има някои недостатъци от гледна точка на вида на материала, вида на обработваните повърхнини и от икономическа гледна точка. Затова е за предпочитане основния вариант.

 

 

7. Определяне на прибавките и междинните размери

 

Определяне на прибавките за механично обработване.

Големината на прибавките за обработване на уточнените вече технологични преходи се определя по изчислително – аналитичен път или от таблици. Първия метод осигурява определянето на оптимални прибавки, но е твърде трудоемък. В разработената технология като се има в предвид, че за получаването на готовия детайл се използва готова заготовка ще се използва и метода на таблично избиране на прибавките като за целта се използват таблици в [4] и [6].

 

Примери.

Ще бъдат разгледани два примера за намиране на прибавките и междинните размери.

 

Линейни междинни размери и прибавки.

Примерът е за размер , за чието получаване се предвиждат технологичните преходи фрезоване грубо, фрезоване чисто и фрезоване фино.

За определяне на прибавките и междинните размери ще използваме методиката описана в [4] и [6].

Минималната прибавка ще се изчислява по формулата

, където

 е най-малката прибавка на една страна за разглеждания технологичен преход;

- височина на грапавините, получени след предшествуващия технологичен преход;

- дефектния слой на материала, получен след предшествуващия технологичен преход.

 - пространствените отклонения на заготовката получени след предшествуващия технологичен преход;

 - грешката от установяване, която се получава при разглеждания технологичен преход и се състои от грешката от базиране  и грешката от закрепване .

Тази формула е за определяне на минималната прибавка при последователно обработване на срещуположно разположени повърхнини. Трябва да се има предвид обаче, че при определяне размерите на заготовката са оставени прибавки за механична обработка съответно 2,8mm на страната, която се намира отдолу при заливането и 4,3mm на страната, която се намира отгоре при заливането на формата.

Междинните размери могат да се определят с помощта на схема, на която е показано последователността на преходите.

Последователността за намиране на междинните размери е обратна на тази за тяхното получаване.

а) фрезоване фино

Граничните размери на детайла след този преход са:

 и  с допуск

Определят се елементите на прибавката

-          и  (талб. І.4 [4])

-         , където  е специфичното изкривяване на заготовките (талб. ІІІ.15 [4]), а l е базовата дължина

-          - грешката от закрепване се определя по табл. ІІІ.22[4]

тогава

б) фрезоване чисто

Допускът за този преход е (табл. І.4[4]), а граничните размери се получават по следния начин:

за елементите на прибавката се получава

-          и

-        

-        

тогава

в) фрезоване чисто

Допускът е , а граничните размери са:

а елементите на прибавката са:

-          и

-        

-         - грешката от закрепване се определя от табл. ІІІ.21[4]

тогава

г) фрезоване грубо

Допускът за грубия преход е , а граничните размери са:

за елементите на минималната прибавка се получава

-         (табл.ІІІ.13[4])

-        

-        

тогава , а за реалната прибавка се получава:

д) фрезоване грубо

Допускът за прехода е , а граничните размери са:

тогава минималната прибавка е

, а за реалната се получава по формулата:

Като знаем, че  с допуск (табл.2.3 [6]), за граничните размери на заготовката получаваме

тогава

От така направените изчисления можем да определим междинните размери за всеки преход (табл.5).

Таблица 5

Преход

Чертожен размер

фрезоване фино

фрезоване чисто

фрезоване чисто

фрезоване грубо

фрезоване грубо

 

Диаметрални междинни размери и прибавки.

Примерът е за размера  за чисто получаване се предвиждат преходите разстъргване грубо, разстъргване чисто и разстъргване фино.

За определяне на междинните размери и прибавките може да се използва методиката описана в [6].

За вътрешни ротационни повърхнини, като се изходи от фиг.2 прил.І, могат да се напишат зависимостите:

където  и  са най-малкият и най-големият диаметри, които трябва де се получат при окончателното обработване на детайла, т.е. след третия преход;

 и  - най-малкият и най-големият диаметри, които трябва да се получат след изпълнението на втория преход;

 и  - най-малкият и най-големият диаметри, които трябва да се получат след изпълнението на първия преход;

 и  - най-малкият и най-големият диаметри на заготовката;

 и  - най-малките прибавки съответно за първия, втория и третия преход;

 и  - допуските на съответните междинни размери;

 е допускът на заготовката.

От таблици І.3[4] и 2.3[6] определяме:

 и

От таблици 5.21 и 5.22 [6] определяме: . Следователно:

;

;

.

Прибавката за грубия преход можем да определим след преобразуване на формула

Като знаем вече, че  и, че , за граничните размери на зоготовката получаваме

тогава

От така направените изчисления можем да определим междинните размери за всеки преход (табл.6).

 

Таблица 6

Преход

Чертожен размер

разстъргване фино

разстъргване чисто

разстъргване грубо

 

Получаване на други размери от детайла.

Размерът  се получава от настроечна технологична база при контурното многопроходно фрезоване на дъното на тялото.

Справочният размер 18,4 (А6) се получава след фрезоване грубо и фрезоване чисто, но тъй като не се получава директно, ще бъде изчислен от размерна верига (фиг.3 прил.І).

Размерът на заготовката е . От таблица 2.3[6] се определя допуска на размера - . Тогава за търсене размер А6 се получава:

Полученият размер се получава с допуска на заготовката .

 

 

8. Избор на машини

 

Изборът на металорежещи машини се извършва в зависимост от:

-         приетият метод за обработване на дадена повърхнина или съчетание от повърхнини;

-         техническите изисквания към обработваните повърхнини (точност на размерите, формата, взаимното разположение и грапавостта на повърхнините);

-         габаритните размери на обработвания детайл;

-         годишната производствена програма;

-         големината на прибавките и др.

Като се имат предвид тези данни, както и съществуващите налични машини, сложността на детайла и възможността за максимална концентрация на преходите е целесъобразно използването на следните МРМ:

·              универсална фрезова машина ФУ251;

·              вертикална пробивно - разстъргваща машина DEKEL (FP3 NC);

·              обработващ център МС 032;

·              вертикална пробивна машина БК 32;

·              пресова машина.

 

 

 

Технологични възможности и технически

характеристики на МС 032

 

Обработващият център МС 032 е петкоординатен полуавтомат с контурна CNC система за ЦПУ. Предназначен е за високопроизводително и точно обработване на външни и вътрешни цилиндрични, равнинни и профилни повърхнини на призматично - корпусни детайли. Наличието на магазин за инструменти, сменяни автоматично позволява извършването на разнообразни технологични преходи при едно установяване на обработвания детайл.

Машината е изградена от независими модулни единици, управлявани от системата за ЦПУ FANUC 6M-B. Тя осигурява управление на движението по пет координатни оси – праволинейни по осите X, Y и Z и кръгови около Х(движение А) и Z(движение С), като по време на работа могат да се управляват едновременно две от тях. Системата за ЦПУ дава възможност да бъдат дефинирани и до шест работни координатни системи (с командите от G54 и G59), създаващи удобство при съставянето на управляващата програма, особено когато детайла се обработва от няколко страни.

Най-важните технически характеристики на МС 032 са дадени в табл.7.

 

Таблица 7

Параметри

Мярка

Стойност

1

2

3

Управлявани оси

бр.

5

Едновременно управлявани оси

бр.

2+1

Размери на работната маса

mm

Максимални ходове по осите:

X

mm

550

Y

mm

550

Z

mm

500

A

deg

225

C

deg

360

Брой на честотите на въртене

безстепенно регулиране

Обхват на честотите на въртене

min-1

1÷4850

Обхват на подаванията

mm/об

1÷4000

Скорост на бързите ходове

m/min

10

Инструменти

Присъединителен конус ISО

40

Максимална дължина

mm

250

Максимален диаметър

mm

90

Максимална маса

kg

10

Време за смяна

s

10

Инкремент за програмиране

mm

0,001

Точност на позициониране

mm

0,02

Брой на инструментите

бр.

24 (32)

Мощност на главния електродвигател

kW

11

 

 

9. Настройване на МС 032

 

Настройването на обработващ център включва настройване на приспособлението и настройване на работната координатна система.

Приспособлението се настройва съгласно с разработената от технолог - програмиста схема на приспособлението. Необходим е също работен чертеж на детайла с нанесена върху него координатната система (системи) на обработваната страна (страни).

Преди установяването на приспособлението е необходимо то да бъде атестирано, при което се проверява точността на всички размери, зададени в схемата на приспособлението, както и изискванията за равнинност, грапавост и др. преди да се постави приспособлението върху масата на машината, операторът трябва да почисти нейната повърхност и да провери дали няма грапавини или дълбоки драскотини.

При приспособление, разположено върху базова плоча с точно обработени отвори за щифоване , както е и тук, и при наличие на центроващ пояс и канали в масата, то трябва точно да се ориентира посредством щифоването, цилиндрична част на плочата и призматична шпионка, която се монтира в единия от каналите на масата.

При така поставено приспособление върху масата на машината се гарантира, че осите X и Y на работната координатна система съвпадат с главната координатна система на машината.

След установяване на приспособлението върху масата на машината и ориентирането му спрямо координатните оси е необходимо да се измерят разстоянието до опорна точка по ос Z. За оси X и Y това не е необходимо.

Работната координатна система се определя с фиксирани разстояния спрямо началото на основната координатна система на машината. При включване на захранването се избира работна координатна система 1 (G54). Тъй като тя съвпада с основната координатна система, за нея стойностите за параметрите на дисплея при настройване са нулеви. За останалите координатни системи (в случая една) трябва да се определят разстоянията до центъра на въртене на масата (по осите X и Y) и разстоянието по ос Z.

Тъй като осите Х и Y съвпадат с тези на основната координатна система няма да се търсят, те ще останат нулеви.

При детайла “Корпус” удобно е началото на оста Z да е разположено в горния край на детайла.

За определяне на началото на ос Z може да се използва следната последователност от операции:

1. Отива се в опорна точка по ос Z и се нулира относителната координата Z.

2. Във вретеното се поставя дорник с индикатор на върха, чийто осезател е насочен по оста Z.

3. Взема се комплект плоско - паралелни краищни мерки за дължина (ППКМД) и се комплектоват до получаване на размер 60,86mm.

4. ППКМД се поставят върху базиращите опори на приспособлението.

5. Вретеното с дорника се придвижват напред докато осезателя на индикатора опре в ППКМД.

6. Тази координата се вкарва в програмата за обработване в главното изречение, определящо координатите на работната координатна система.

 

 

10. Избор на инструменти

                                                

Типът на металорежещите инструменти се определя в зависимост от метода на обработване, типа  на обработване, типа на машината, обработваната повърхнина, конфигурацията и размерите на детайла и типа на производството.

Изборът на конкретния типоразмер на инструмента се извършва в съответствие със следните основни фактори:

-               технологичната характеристика и изискванията към изпълнявания преход (форма, размери, точност и грапавост на повърхнината , грубо или чисто обработване);

-               типоразмера на металорежещата машина;

-               големината на прибавките за обработване;

-               физико - механичните качества на материала на детайла;

-               типа на производството.

Необходимите измервателни инструменти за контролиране на детайлите се избират в зависимост от формата и размера на контролираната повърхнина, зададената точност и типа на производството.

Видът и основните характеристики на избраните металорежещи и измервателни инструменти са отбелязани в операционната карта, приложена към обяснителната записка. Основните характеристики на инструментите използвани при обработка върху МС 032 са посочени в табл.9 (стр.57).

 

 

11. Определяне режимите на рязане

                                                            

Съществуват главно два метода за определяне режимите на рязане: по таблици или чрез аналитично изчисляване. И при двата метода се спазва една и съща последователност на работа.

1)     Определя се дълбочината на рязане t. При грубите преходи е целесъобразно цялата прибавка да се снеме на един преход. Разбира се, това зависи от мощността на машината и стабилността на технологичната система.

2)     Определя се подаването s. За да се получи по-голяма производителност, е необходимо да се работи с по-голямо подаване, което създава също така условия за рязане без трептения. Подаването се ограничава от изискванията към грапавостта и точността на обработваните повърхнини, от стабилността на технологичната система, якостта на режещата част на инструмента и др.

3)     Определя се трайността на режещия инструмент Т, като се изхожда от вида и материала на инструмента, условията на работа и броя на участващите при настройването инструменти.

4)     Определя се скоростта на рязане V в зависимост от избраните t, s и T, а от нея се изчислява честотата на въртене n.

5)     Проверява се определеният режим на рязане с възможностите на машината, при което трябва да бъдат изпълнени условията:

;                      ,

където е мощността на машината, kW;

 - мощността на рязане, kW;

   - осовата сила на рязане при избрания режим, N;

           - подавателната сила, която се допуска от здравината на подавателния механизъм, N;    

 - КПД на главния превод на машината.

В разработената технология за механично обработване на детайла, режимите на рязане са определени по табличния метод и са отразени в операционната карта приложена към обяснителната записка.

Ще бъдат посочени и два примера за аналитично изчисляване на режимите на рязане.

 

Фрезоване чисто на равнинната повърхнина на детайла.

§        Инструмент – челно - цилиндрична фреза

§        Диаметър на фрезата

§        Брой зъби на фрезата

§        Дълбочина на рязане

§        Широчина на фрезоване

§        Подаване според табл.1.93 [3]

§        Скорост на рязане – определя се по формулата:

Стойностите на константата CV и на степенните показатели са дадени в талб.VІ.26, а на трайността на фрезата Т – в табл.VІ.27[4].

Общият поправъчен коефициент KV се определя по формулата

,

където - коефициент, отчитащ влиянието на физико - механичните свойства на обработвания материал, табл.VІ.21[4];

 - коефициент, отчитащ състоянието на повърхнината на заготовката, табл.VІ.22[4];

 - коефициент, отчитащ влиянието на материала на режещата част на инструмента, табл.VІ.22[4]:

Тъй като  действителната скорост на рязане ще бъде

v           Честота на въртене – определя се по формулата

v           Периферна сила на рязане при фрезоване – изчислява се по формулата [4]:

стойностите на константата CF и степенните показатели са избрани от табл.VІ.28[4]

 - коефициент, отчитащ влиянието на обработвания материал върху силите на рязане (табл.VІ.5).

v     Въртящ момент – определя се по формулата:

v     Мощност на рязане:

 

Свредловане на отвор

v     Подаване – изчислява се по формулата:

,

където Cs – коефициент, отчитащ влиянието на механичните и технологични фактори, табл.4.14[4];

D – диаметъра на отвора, mm.

v     Скорост на рязане:

.

Стойностите на константата CV и степенните показатели са дадени в табл.VІ.23, а трайността на инструмента Т – в табл.VІ.24[4].

Общият поправъчен коефициент се определя по формулата:

коефициентите  и  се избират съответно от табл.VІ.21 и VІ.22, а коефициента , отчитащ влиянието на дълбочината на отвора се избира от табл.4.15[4]

Тази скорост е валидна за винтови свредла с двойно заточване. При нормално заточване, изчислената скорост се умножава с 0,85.

v                                   Честота на въртене

v     Осовата сила и въртящия момент се определят по формулите [4]:

;

Стойностите на коефициентите CF и CM, както и на степенните показатели се определят от табл.VІ.25[4], а поправъчният коефициент  от табл.VІ.5[4].

Стойността на осовата сила е валидна за свредла с подточване на напречния режещ ръб. При нормално заточени свредла силата нараства 1,33 пъти. Действителната осова сила е:

v     Мощност на рязане [4]:

Получените стойности на мощността на рязане при фрезоване и свредловане са далеч по-малки от възможностите на обработващия център. Затова проверка не е необходима.

 

 

12. Нормиране на времената за изпълнение на операциите

 

Нормата на единичното време Тед се определя по формулата

където   е основното време, min;

   – спомагателното време, min;

– времето за обслужване на работното място, min;

– времето за отдих и естествени нужди на работника, min.

При машинно обработване на заготовките основното време  съвпада с машинното време , което се изчислява по формулата:

където  - дължината на работния ход за j-тия преход, min;

 - минутно подаване за j-тия преход, mm/min;

 - броя на преходите за j-тия преход;

 - броя на преходите за операцията.

За машини с ЦПУ машинното време се определя от циклограмата на операцията чрез сумиране на времената за работните и празните ходове и престоите в цикъла [4]:

където  е дължината на i-тия работен ход, min;

 - дължината на i-тия празен ход, mm;

 - минутно подаване на i-тия ход, mm/min;

 - минутно подаване на i-тия празен ход, m/min;

 - броя на работните ходове;

 - броя на работните и празните ходове;

 - продължителността на j-тия престой, mm;

 - броя на престоите.

Времето за обслужване на работното място  се изразходва за техническо и организационно обслужване.

В дипломния проект спомагателното време, времето за обслужване на работното място и времето за отдих ще бъдат определени по окрупнени нормативи. Тогава нормата за единичното време ще се определи по формулата [3]:

където а – процентът на времето за техническо и организационно обслужване;

b – процентът на времето за отдих и лични нужди.

 

Нормиране на времената за изпълнение на операцията върху МС 032.

 

1.            Определяне на машинното време ТМ:

а)      дължина  на i-тия работен ход () – табл.8;

б)     дължина  на i-тия празен ход () – табл.8;

в)     минутно подаване  на i-тия работен ход – табл.8;

г)      минутно подаване ;

д)     продължителност на престоя за смяна на инструмента

В табл.8 са дадени стойностите на ,  и .

След заместване на данните във формула  за машинното време се получава .

 

Таблица 8

 

 

mm/min

mm

mm

 

 

mm/min

mm

mm

1

192

145

0

 

10

20

80

40

2

80

48

330

 

11

20

50

40

3

560

285

330

 

12

50

20

180

4

27

80

75

 

13

80

10

180

5

15

5

75

 

14

50

60

180

6

20

75

42

 

15

50

20

360

7

20

80

42

 

16

50

20

235

8

40

570

440

 

17

15

25

112

9

15

5

40

 

18

150

145

0

 

 

2.                        Определяне на спомагателното време Тс.

Според карта 15 на табл.7.3[3]

3.                        Определяне нормата на единичното време.

Според карта 1 на табл.7.4 и табл.7.6 а=4% и b=4%.

След заместване на данните във формула  за единичното време се получава:

.

Времената за изпълнение на всички операции от технологичния маршрут са отразени в операционната карта приложена към обяснителната записка (прил.ІІІ).

 

 

 

ГЛАВА ТРЕТА

ПРОЕКТИРАНЕ НА ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

 

 

1. Изисквания и особености на приспособленията за машини с ЦПУ

 

Ефективността от приложението на МРМ с ЦПУ е пряко свързана с използуваните на тях приспособления за закрепване на заготовките. Те не трябва да ограничават технологичните възможности и гъвкавостта на цифровите машини. За това при проектирането на тези приспособления трябва да се имат предвид следните основни изисквания:

а)      необходимост от пълна ориентация на заготовката в приспособлението, тъй като машините с ЦПУ работят по метода на автоматичното получаване на размерите;

б)     необходимост от пълна ориентация на приспособлението и успоредност на неговите координатни оси спрямо осите на машината;

в)     висока точност и стабилност;

г)      приспособлението трябва да осигурява:

-         нечувствителност към деформации, предизвикани от силите на рязане и силите на закрепване;

-         свободно придвижване на режещите инструменти към обработвания детайл от необходимите страни при една установка;

-         бърза смяна на обработвания детайл с цел намаляване на спомагателното време;

-         възможност за бързо базиране и закрепване върху самата машина, с оглед съкращаване на времето за пренастройване на машината;

д)     конструкцията на приспособлението да е проста и да дава възможност за използуване на универсални елементи.

 

 

 

2. Анализ на изходните данни и приетото конструктивно решение

 

Предназначението на приспособлението е да осигури необходимото базиране и закрепване на детайла по време на обработката му върху МС 032.

Възприета е схема на базиране, при което детайлът е поставен върху опорни  пластини, като ориентирането му става с помощта на два палеца. Закрепването се извършва чрез два елементарни лостови механизма, създаващи сили на закрепване, противодействуващи на силите на рязане (чертеж П-02.00 ЧС).

 

 

3. Осигуряване на необходимата стабилност (якост)

 

Определяне на необходимата закрепваща сила.

Необходимата закрепваща сила се определя при най-тежкия режим на работа, така че да се гарантира неизменното положение на детайла спрямо базиращите елементи.

Най-тежкият режим при обработване на детайла “Корпус” върху МС 032 е при свредловането на отвор . Осовата сила е изчислена в т.11.2 на раздел ІІ и е . Тази сила съвпада с посоката на закрепващата сила и затова тя ще способства за притискането на детайла. Основната сила която натоварва детайла това е периферната сила при свредловане и нея ще я изчислим по формулата:

където М е въртящия момент при свредловането.

Изчислителната схема за намиране на необходимата закрепваща сила е представена на фиг.1.

 

 

 

 

От условието за равновесие на силите можем да запишем:

, откъдето се определя и закрепващата сила.

, където К е коефициент на сигурност, определящ се по формулата

където  - гарантиран коефициент на сигурност за всички случаи;

 - коефициентът, отчитащ състоянието на базиращата повърхнина на заготовката;

 - коефициентът, отчитащ увеличението на силата на рязане в резултат от износването на инструмента (табл.7.3.[4]);

 - коефициентът, отчитащ увеличението на силата на рязане при обработване на прекъснати повърхнини;

 - коефициентът, отчитащ вида на закрепващия механизъм;

 - коефициентът, отчитащ наличието на въртящ момент, стремящ се да завърти обработвания детайл.

 е коефициентът на триене между закрепващото устройство (притискача) и детайла.

 - коефициентът на триене между детайла и установъчният елемент (опорните пластини)

Коефициентите  и  се избират от табл.7.4.[4]

Определяне на изходната сила N и диаметърът на винта.

При известна закрепваща сила , изходната сила N се определя от условието за равновесие на притискача (фиг.2)

 

Номиналният диаметър на винта се определя от израза [8]:

,

където  за основна метрична резба;

 - напрежение на опън (натиск)

Необходимо е винтовете да са с метрична резба ³ . Избираме резба .

 

3.3. Определяне на необходимия момент за завиване за получаване на зададената сила [8].

Моментът на отвиване  е с около 25% по-голям отколкото момента на завиване на винтовете . Дължината на рамото се определя по формулата . Силата на работника  може да се приеме . Тогава . Ще се използва специален Т - образен ключ с шестостенен накрайник за винтовете.

 

3.4. Определяне на дължината на хордата на неизрязаната цилиндрична част на срязания дорник (фиг.1 прил.ІІ).

При проектирането на приспособление с изрязани дорници е необходимо да се изчисли дължината на хордата  на нерязаната цилиндрична част на дорника по формулата [4]

,

където  е най-малката диаметрална хлабина между изрязания дорник и отвора, mm;

 - най-малкия граничен диаметър на отвора, по който се установява детайла в изрязания дорник, mm;

 - отклонението на разстоянието между осите на двата дорника, mm;

 - отклонението на разстоянието между осите на отворите на обработваните детайли от партидата, mm;

 - най-малката диаметрална хлабина между цилиндричния дорник и отвора.

След заместване във формулата се получава

 

 

4. Описание на работата на приспособлението

 

Приспособлението се установява към масата на обработващия център, като ориентирането му се извършва чрез цилиндричната повърхнина  на фланеца (поз.1 от П-02.00 ЧС) и шпонката (поз.10). Закрепването се осъществява посредством 4 винта  към резбовите отвори на масата. Върху фланеца се монтира правоъгълна плоча посредством 4 винта  (поз.8) и се ориентира чрез 2 щифта (поз.13).

Детайлът “Корпус” се поставя върху опорните пластини монтирани на плочата (поз.11 и 12) и се ориентира с помощта на два палеца (поз.4 и поз.5). Преди това е необходимо двата притискача (поз.3) да бъдат завъртяни, за да се осигури свободен достъп до плочата и базиращите пластини. Двата притискача се поставят върху двете уши на детайла.

Закрепващите сили се осигуряват с двата винтови механизма. Винтовете (поз.7) са завити в плочата, като затягането се осъществява със специален ключ (поз.6).

 

 

 

 

 

ГЛАВА ЧЕТВЪРТА

РАЗРАБОТВАНЕ НА УПРАВЛЯВАЩА ПРОГРАМА

 

 

Избраната точка за начало на работната координатна система и направленията на осите са показани в операционните технологични схеми.

 

%

О0219

G28 X0. Z0.

G28 Y0.

M21 G28 C0.

M20

M11 G28 A0.

N1 G00 G80 G40 G90 G55 Y150. M21

M11

A-90. C0

M20

M10 Y-100.

M00

T01 M06 (FREZA D100)

M08

G55 Y150. M11

A0 M33

M10 X120. Y0.

M00

M03 S137

G43 Z50. H01

G00 Z0.28

G01 G99 X-23. F140

G00 Z100.

X100 M19

M00

T20 M06 (CENTR.SWREDLO)

M08

G55 X-56.16 Y0

M03 S1500

G43 Z50. H02

G81 G98 Z-5. R3. F80

X-21.2 Y-34.8

X-25.8 Y34.8

X56.16 Y0.

G80 Z100.

X21.175 Y0.

G81 G98 Z-40. R-32. F80

X-21.175

G80 Z100.

T03 M06 ( SWREDLO D10.75)

M08

G55 X56.16 Y0.

M03 S800

G43 Z50. H03

G83 G99 Z-67. R3. Q15. F70

X-21.2 Y-34.8

X-25.8 Y34.8

X-56.16 Y0 Z-13

G80 Z100.

X-21.175 Y0.

G81 G98 Z-67. R3. F80

X21.175

G80 Z100.

T04 M06 (SWREDLO D25)

M08

G55 X-21.175

M03 S426

G43 Z50. H04

G81 G98 Z-70. R-30. F27

X21.175

G80 Z100.

T05 M06 (ZENKER ZA FASKA)

M08

             G55 X-21.175 Y0.

M03 S250

G43 Z50. H05

G82 G98 Z-39.7 R-35. F15 P800

X21.175

G80 Z100

T06 M06 (BORSTANGA D51)

M08

G55 X-21.175 Y0.

M03 S500

G43 Z50. H06

G86 G98 Z-35. R3. F20

X21.175 Y0

G80 Z150.

T07 M06 (BORSTANGA D52.8)

M080

G55 X-21.175 Y0

M03 S300

G43 Z50. H07

G86 G98 Z-37.5 R.3. F20

X21.175

G80 Z100.

T08 M06 (FREZA D40)

M08

G55 X-21.175 Y0.

M03 S350

G43 Z50. H08

G00 Z-34.

G01 Z-36. F20

G91 G01 G42 Y-6.35 F35

G02 J6.35 F45

G40 G01 G90 Y0. F60

G01 X21.175 F35

G01 G91 G42 Y-6.35 F35

G02 J6.35 F45

G40 G90 G00 Z10.

G00 X-21.175 Y0

Z-35

G01 Z-37 F20

G91 G01 G42 Y-6.35 F35

G02 J6.35 F45

G40 G01 G90 Y0. F60

G01 X21.175 F35

G01 G91 G42 Y-6.35 F35

G02 J6.35 F45

G40 G90 G00 Z10.

G00 X-21.175 Y0

Z-36

G01 Z-38 F20

G91 G01 G42 Y-6.35 F35

G02 J6.35 F45

G40 G01 G90 Y0. F60

G01 X21.175 F35

G01 G91 G42 Y-6.35 F35

G02 J6.35 F45

G40 G90 G00 Z10.

G00 X-21.175 Y0.

Z-37

G01 Z-38.197 F20

G91 G01 G42 Y-6.35 F35

G02 J6.35 F45

G40 G01 G90 Y0 F60

G01 X21.175 F35

G01 G91 G42 Y-6.35 F35

G02 J6.35 F45

G40 G90 G00 Z100

T09 M06 (ZENKER ZA FASKA)

M08

G55 X-21.175 Y0.

M03 S120

G43 Z50. H09

G82 G98 Z-0,5 R3. F15 P800

X21.175

G80 Z100.

T10 M06 (MIKROBOR D53)

M08

G55 X21.175 Y0.

M00

M03 S400

G43 Z50 H10

G86 G98 Z-38.197 R3. F20

X-21.175

G80 Z150. M19

M09

T11 M06 (MIKROBOR D25.43)

M08

G55 X21.175

M03 S450

G43 Z50. H11

G86 G98 Z-62. R-36. F20

X-21.175

G80 Z150. M19

M09

T12 M06 (CEKOWKA D1275)

M08

G55 X-10.5 Y-18

M03 S500

G43 Z50. H12

G81 G98 Z-45. R-35. F50

X36.15 Y-45.15 Z-43.

G80 Z100.

T02 M06 (CENTR. SWREDLO)

M08

G55 X-10.5 Y-18.

M03 S1500

G43 Z50. H02

G81 G98 Z-50. R-35. F80

X36.15 Y-45.15 Z-48.

G80 Z100.

T13 M06 (SWREDLO D8)

M08

G55 X36.15 Y-45.15

M03 S800

G43 Z50. H13

G81 G98 Z-67. R-35. F50

X-10.5 Y-18.

G80 Z100.

T14 M06 (SWREDLO D12.5)

M08

G55 X56.16 Y0

M03 S700

G43 Z50. H14

G81 G98 Z-15. R3. F50

X-56.16

G80 Z100.

X-10.5 Y-18.

G81 G98 Z-45. R-35. F50

X36.15 Y-45.15 Z-43.7

G80 Z100.

T15 M06 (SWREDLO D15)

M08

G55 X56.16 Y0

M03 S700

G43 Z50 H15

G81 G98 Z-4.3 R3. F50

X-21.2 Y-34.8 Z-4.

X-25.8 Y34.8 Z-4.

X-56.16

G80 Z100.

T16 M06 (RAIBER D12.55)

M08

G55 X-56.16 Y0

M03 S150

G43 Z50. H16

G85 G98 Z-10.4 R.3 F15

X56.16

G80 Z100.

T01 M06 (FREZA D100)

M08

G55 X120. Y0.

M03 S130

G43 Z50. H01

G00 Z0.

G01 G99 X-23. F115

G00 Z100.

X100 M19

M99 P1

%

 

 

Списък на използуваните металорежещи инструменти

Таблица 9

№ в магазина

Наименование на инструмента

Означение

Н

mm

код

размер, mm

1

2

3

4

5

Т01

Фреза челно - цилиндрична

Тип “N”

БДС 3733-80

01

Нанася се от настройника

Т02

Центрово свредло удължено

Тип “А”

СИВ 839-78

02

Т03

Винтово свредло с конусна опашка

Тип “N”

БДС 978-78

03

Т04

Винтово свредло с конусна опашка

Тип “N”

БДС 978-78

04

 

Т05

Зенкер конусен с конусна опашка

Тип “В”

БДС 5678-70

05

 

Т06

Разстъргваща борщанга

06

 

Т07

Разстъргваща борщанга

07

 

Т08

Фреза челно - цилиндрична

Тип “N”

БДС 3733-80

08

 

Т09

Зенкер конусен с конусна опашка

Тип “В”

БДС 5678-70

09

 

Т10

Разстъргваща борщанга

10

 

Т11

Разстъргваща борщанга

11

 

Т12

Цековка

12

 

Т13

Винтово свредло с цилиндрична опашка

Тип “N”

БДС 976-78

13

 

Т14

Винтово свредло с цилиндрична опашка

Тип “N”

БДС 976-78

14

 

Т15

Винтово свредло с цилиндрична опашка

Тип “N”

БДС 976-78

15

 

Т16

Машинен райбер с конусна опашка

БДС 15279-81

16

 

 

 

 

 

ГЛАВА ПЕТА

ТЕХНИКО - ИКОНОМИЧЕСКИ АНАЛИЗ

 

 

Технико - икономическият анализ се разработва за различаващите се операции на двата варианта на технологичния маршрут за обработка на детайла “Корпус”. Целта е да се определи кой от двата варианта е икономически по-изгоден чрез сравняване на технологичната им себестойност.

Анализът се извършва по методиката представена в [4].

Технологичната себестойност СТ представлява сума от онези разходи за производството, които са различни за сравняваните варианти. Тя се определя по формулата:

       ст. за дет.,

където РМ са разходите са материали, ст. за дет.;

РЗ – разходите за работна заплата, ст. за дет.;

РЕ – разходите за експлоатация на работното място, ст. за дет.;

РПИ – разходите за приспособления и инструменти, ст. за дет.

1)     Разходите за материали се определят по формулата:

           ст. за дет.,

където GЗ е масата на заготовката, kg;

ЦЗ – цената на заготовката, ст. за kg;

GД – масата на детайла, kg;

ЦОТ – цената на отпадъците, ст. за kg.

2)     Разходите за работна заплата се определят по формулата:

ст. за дет.,

където СЧ е часовата тарифна ставка за съответния разред, ст. за дет.;

КН     – коефициент на заплатата на настройчика;

КММ – коефициент на многомашинно обслужване;

ТК      – калкулационната норма на време, min;

1,25 – коефициентът на допълнително заплащане и отчисления за обществено осигуряване.

3)     Разходите за експлоатация на работното място се получават от: амортизационните отчисления за възстановяване и основен ремонт на машините, разходите за амортизация и поддържане на помещенията, разходите за силова електроенергия, за текущ и среден ремонт и поддържане на машините и за спомагателни материали.

Часовите разходи за експлоатация на работното място се определят по формулата:

, ст. за час.

Разходите за амортизационни отчисления и основен ремонт на машините  при двусменен режим на работа се определят от израза:

          ст. за час,

където Цм е първоначалната цена на металорежещата машина, лв.;

 - коефициентът на натоварване на машината по време.

Разходите за амортизация и поддържане на помещенията  се определят по формулата:

           ст. за час,

където SM е площта на машината, определена от габаритите u, m2;

KS – коефициентът на допълнително необходимите площи за проходи, пътища, складове, служебни помещения и др.

Разходите за силова електроенергия, текущ и среден ремонт и поддържане на помещенията при двусменен режим на работа се определят от израза:

              ст. за час,

където Р е инсталираната мощност на машината, kW;

              - единиците, определящи категорията на ремонтната сложност на машината.

4)     Разходите за приспособления и инструменти се определят по формулата:

           ст. за дет.,

където  е първоначалната стойност на приспособленията и инструментите, лв.;

N – годишната програма, дет. за год.

5)     Сравняването на вариантите приключва с определянето на икономическия ефект Ие от внедряването на по-изгодния от тях:

        лв.,

където С1 и С2 са технологичните себестойности на различаващите се части от сравняваните варианти, лв. за дет.

Сравняването на двата варианта на технологичния маршрут е представено в таблица 10.

 

Сравняване на вариантите на технологичния маршрут

Таблица 10

Варианти

Данни за различаващите се операции

Ст

ст. за дет.

Ие

лв.

операция

машина

Тед, min

Разред

Кмм

І

фрезоване

разстъргване

ценоване

ФУ 251

МС 032

МС 032

1,65

4,26

0,668

3

4

4

1

2

2

169

360

ІІ

шлифоване

фрезоване

фрезоване

ШПх32-11

МС 032

МС 032

2,38

6,76

1,27

3

4

4

1

2

2

205

 

 

Икономически по-изгоден е І вариант, тъй като при него:

-         единичното време е по-кратко

-         технологичната себестойност е по-малка

-         икономическият ефект при годишна програма 1000 детайла е 360 лв.


ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА

 

 

1.      Патарински, П., Технология на машиностроенето. Първа част. С., Техника, 1981.

2.      Иванов, И. и др., Технологични изисквания при конструиране. С., Техника, 1985.

3.      Справочник на технолога по механична обработка, том 2. С., Техника, 1990.

4.      Гатев, Г. и др., Ръководство за курсово проектиране по технология на машиностроенето. С., Техника, 1980.

5.      Справочник технолога - машиностроителя, том1. М., Машиностроение, 1985.

6.      Справочник на технолога по механична обработка, том 1. С., Техника, 1989.

7.      Градинаров, А., Металолеене. Р., Печатна база, 1985.

8.      Замфиров, И., Технологична екипировка. Русе, 1986.

9.      Русева, С. и др. ЕСКД – Справочник по конструкторска документация. С., Техника, 1888.

10. Караколов, Л. и др., Настройване на металорежещи машини с ЦПУ. С., Техника, 1989.


Търси за: заготовки | проектиране технологичен процес | избор технологични бази | анализ изходни данни | металорежещи машини | технологичен маршрут

Helpos.com >> Архив >> Машиностроене >> Тема преглед >> HTML преглед на файла
топ търсения

.

Copyright © 2002 - 2014 Helpos.com
Архив от реферати, курсови работи, дипломни работи, есета

counter counter ]]> eXTReMe Tracker