Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Зубофрезерные станки и обработка деталей на них

Зубофрезерные станки и обработка деталей на них

Обзор зубофрезерных станков, их кинематическая структура. Общая характеристика вертикального зубофрезерного станка модели 5Д32. Анализ конструкции вала-колеса зубчатого. Проектирование комплексной обработки детали с помощью программы FeatureCAM 2008.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 29.07.2010
Размер файла 390,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение. Краткий обзор зубофрезерных станков

Зубофрезерные станки предназначены для нарезания цилиндрических колес с прямым и винтовым зубом внешнего зацепления с помощью фасонных, дисковых, пальцевых, и червяных модульных фрез. Если в зубофрезерном станке имеется помимо вертикального ходовой винт радиального или тангенциального перемещения инструмента относительно заготовки. То на нем можно также нарезать червяными фрезами червячные колеса. Станок, имеющий все три перечисленные винта, относится к универсальным зубофрезерным станкам. Профиль зубьев нарезаемых колес фрезерованием образуется методом копирования или обката, а форма зубьев по длине - методом касания.

Станки, использующие метод копирования в сечении и с методом качания при нарезании колес фасонными дисковыми или пальцевыми фрезами, имеют простую структуру, состоящую из двух простых групп Фv(В1) и Фs(П2), а также группы Д(В3). Сложнее кинематическая структура зубофрезерных станков, в которых используют метод обката при нарезании колес червяными фрезами.

Структура таких станков включает две или три формообразующие группы и не имеют отдельной группы деления. Для образования профиля зубьев применяют сложное движение Фv(B1 B2), а для образования формы зуба по длине применяют для прямого зуба движение Фs(П3), для винтового зуба Фs(П3 В4) и при фрезеровании винтового зуба с диагональной подачей - Фs1(П3 В4) и Фs2(П5B6).

Формообразование зубьев червячного колеса осуществляется методами радиального и тангенциального врезания. При первом методе используют винт радиального перемещения. Формирование боковых поверхностей зубьев по профилю и длине, а также делительный процесс осуществляются одним сложным движением Фv(B1 B2). Процесс радиального врезания зубьев фрезы в заготовку осуществляется движением Bp(П7). При втором методе используют винт тангенциального перемещения и специальную червячную фрезу с заборным конусом. Образование профиля и формы зуба по длине, а также делительный процесс осуществляется, как и при первом методе, движением Фv(B1 B2). Вторым движением Фs2(П5 В6) осуществляется тангенциальное врезание за счет конусной части фрезы и еще раз формирование боковых поверхностей нарезаемых зубьев, поэтому второй метод используют для нарезания более точных червячных колес.

Кинематическая структура универсального зубофрезерного станка.

Как видно из приведенного анализа, наиболее сложную структуру имеет универсальный зубофрезерный станок, имеющий несколько частных структур. Станок содержит три сложных группы формообразования. Структура каждой кинематической группы состоит из внутренней связи в виде внутренней кинематической цепи и внешней связи, через которое движение от двигателя передается во внутреннюю связь. Внутренняя цепь 1-2-3-4 группы движения резания Фv(B1 B2), вызываемая цепью обката или профилирования, а также через гитару iобк обеспечивает условие кинематического согласования вращений фрезы и заготовки следующего вида:

1 об. Фрезы - об. Заготовки,

Где k - число фрезы;

Z - число зубьев нарезаемого колеса.

Скорость движения Фv(B1 B2) настраивается посредством органа настройки, который расположен во внешней связи группы Фv. Через орган настройки iv обеспечивается условие согласования вращения ротора двигателя M и шпинделя фрезы.

NM об/мин электродвигателя М>nф, об/мин фрезы.

Внутренняя цепь 5-6-7-8-9-3-4 группы движения подачи Фs1(П3 В4), называемой дифференциальной цепью, соединяет через дифференциал гайку вертикального ходового винта, жестко связанную либо со столом, либо с суппортом фрезы, со шпинделем заготовки и через гитару iдиф обеспечивает условие кинематического согласования относительного перемещения фрезы вдоль оси заготовки с ее вращением следующего вида:

1 об. Заготовки - Т мм относительного перемещения фрезы вдоль оси заготовки,

Где Т - шаг винтовой линии зуба, Т = ; Mh - нормальный модуль;

- угол наклона винтового зуба.

Скорость движения Фs1(П3 В4) настраивается посредством гитары подач is, которая располагается в цепи подач 4-3-10-7-6-5, соединяющей гайку вертикального ходового винта (стол или суппорт фрезы) со шпинделем заготовки, но не проходящей через дифференциал. Условие согласования, перемещения конечных звеньев цепи подач имеет вид:

1 об. Заготовки -SB мм относительного перемещения фрезы вдоль оси заготовки,

Где SB - подача на 1 об.

Встречаются станки, в которых группа движения продольной подачи Фs1(П3 В4) имеет свой отдельный двигатель М1.

В таком случае цепью подач будет цепь соединяющая этот двигатель с гайкой вертикального ходового винта, а условие согласования перемещений конечных звеньев такой цепи будет иметь вид:

NM1, об/мин электродвигателя М1 - Sф мм/мин

Продольного перемещения фрезы или заготовки в зависимости от того, с суппортом фрезы или со столом жестко связана гайка вертикального ходового винта.

Внутренняя цепь группы тангенциального врезания Фs2(П5 В6), связывает гайку осевого (тангенциального) ходового винта со шпинделем заготовки; ее используют при нарезании на станке червячного колеса методом тангенциального врезания. В этом случае рассматриваемая цепь 11-12-13-9-3-4 вместе с органом настройки iТАНГ должна обеспечить условие кинематического согласования перемещений своих конечных звеньев следующего вида:

L мм тангенциального перемещения фрезы - об. Заготовки,

Где L - произвольное тангенциальное перемещение фрезы.

Скорость движения Фs2( П5В6) настраивается посредством гитары осевой подачи, расположенной в цепи осевых подач. Встречаются два вида структуры этой цепи. Если группа Фs2 (П5 В6) имеет свой отдельный источник движения М2 или общий источник движения с группой Фs1(П3В4), то цепью осевых подач будет цепь, связывающая двигатель М2 или М1 с гайкой осевого ходового винта.

Условие согласования перемещений конечных звеньев такой цепи будет:

nM2 (M1) об/мин электродвигателя М2(М1)-S0 мм осевого перемещения фрезы

Если группа Фs2(П5В6) имеет в качестве источника двигатель М, общий для всех трех групп Фv, Фs1, Фs2, то цепью осевых подач будет цепь 4-3-10-7-12-11, соединяющая шпиндель заготовки с гайкой осевого ходового винта. Условие согласования перемещений конечных звеньев такой цепи будет:

1 об. Заготовки-S0 мм осевого перемещения фрезы.

В этом случае осевая подача S0 становится зависимой от скорости вращения заготовки.

При нарезании червячных колес методом радиального врезания

Выпускается шесть основных гамм зубофрезерных станков для цилиндрических колес, обеспечивающих потребность всех отраслей промышленности. Выпускается гамма станков для часовой промышленности и приборостроения -- для обработки мелкомодульных колес диаметром 25--80 мм, универсальные зубофрезерные станки для обработки колес диаметром до 12 500 мм, высокопроизводительные станки повышенной жесткости для обработки деталей (серийное и крупносерийное производство) диаметром до 500 мм, станки с горизонтальной осью детали для фрезерования зубьев колес заодно с валом диаметром до 1250 мм и длиной вала до 3600 мм. На базе основных моделей нормальной точности выпускаются станки повышенной точности. Кроме того, станкостроительной промышленностью выпускается гамма станков высокой и особо высокой точности для деталей диаметром до 3200 мм и мастер-станки для нарезания зубьев делительных колес диаметром до 800 мм.

Зубофрезерные станки для мелкомодульных колес предназначены для нарезания цилиндрических колес с прямыми зубьями в часовой и приборостроительной промышленности. Станки имеют горизонтальную компоновку с расположением оси червячной фрезы под осью детали. Станки выпускаются повышенной точности; они обеспечивают обработку колес 6-й степени точности.

Зубофрезерные станки с вертикально перемещающимся суппортом универсального исполнения предназначены для нарезания цилиндрических прямозубых, косозубых и червячных колес. Компоновка станков вертикальная.

На станках можно обрабатывать колеса с встречной и попутной подачами, радиальным или осевым врезанием диагональной или осевой подачей, а также двухпроходным циклом с автоматическим врезанием.

Со станками модели 5К310 по заказу может поставляться механизм малого конуса.

Станок модели 5К32 можно заказать повышенной точности, которая обеспечивается за счет увеличения передаточного числа делительной пары и изготовления всех элементов кинематической цепи деления по более жестким техническим условиям и нормам геометрической точности.

Зубофрезерные станки с вертикально перемещающимся столом предназначены для нарезания цилиндрических прямозубых, косозубых и червячных колес и пригодны для встройки в автоматические линии. Станки позволяют работать с встречной и попутной подачей, радиальным или осевым врезанием, диагональной или осевой подачей, с автоматической передвижкой инструмента после обработки каждой детали, что допускает выбор оптимального метода зубофрезерования в условиях любого производства. Конструкция плоских направляющих фрезерной стойки, суппорта и направляющих стола обеспечивает высокую стабильность перемещения и жесткость станков, что позволяет работать на высоких скоростях и подачах.

На базе станка модели 5306 изготовляются станки с упрощенным приводом. На базе станка модели 5А312 изготовляются модификации -- автоматы, станки для встройки в автоматические линии, для бочкообразного и конусного зуба, для деталей типа вал-- шестерня.

Зубофрезерные станки для колес больших размеров предназначены для нарезания цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами, а также дисковыми и пальцевыми фрезами методом единичного деления. Станки позволяют работать встречной и попутной подачей. Изменение скоростей шпинделя инструмента регулируется бесступенчато. В станках предусмотрены ускоренные перемещения стойки, суппорта и механический поворот суппорта. Для обработки косозубых колес в станках имеется дифференциал.

За особую плату со станками поставляют протяжной суппорт, позволяющий нарезать червячные колеса с тангенциальной подачей; накладную головку для нарезания зубчатых колес пальцевой фрезой; накладную головку для нарезания зубчатых колес внутреннего зацепления пальцевой фрезой и механизм для нарезания колес с небольшой конусностью венца.

Зубофрезерные станки с горизонтальной осью детали универсального исполнения предназначены для нарезания зубчатых колес червячными фрезами методом обкатки, а также дисковыми и пальцевыми фрезами методом единичного деления. Станки позволяют работать с встречной и попутной подачей. На станках можно нарезать прямозубые и косозубые цилиндрические колеса наружного зацепления, шлицевые валы, а также шевронные колеса дисковой и червячной фрезой. Шевронные колеса без канавок могут быть нарезаны пальцевой фрезой при автоматическом рабочем цикле при помощи особой накладной головки. На станке модели 5А370 при помощи особых накладных головок можно производить нарезание резьбы и червяков.

В группу особо точных станков для червячных колес входит станок модели 543, предназначенный для окончательного нарезания точных делительных червячных колес червячными фрезами и шеверами методом обкатки. Станок работает методом радиального врезания, которое может осуществляться непрерывно или периодически. Стол вращается на круговых направляющих и имеет гидравлическую разгрузку. Станок устанавливается на фундамент, изолированный от внешних воздействий. Кинематика станка построена так, что цепь деления разгружена от воздействия сил резания и содержит минимальное количество кинематических элементов.

В станке имеется устройство планетарного типа для коррекции циклической и накопленной ошибки. Суммарная кинематическая точность цепи деления станка без коррекционного устройства находится в пределах 5? и с коррекционным устройством 1--2?.

Зубофрезерные станки высокой и особо высокой точности моделей 5308А и 5310А предназначены для обработки высокоточных прямозубых колес. Станки работают по автоматическому циклу. Конструкция станков отличается большой жесткостью, а исполнение -- высокой точностью, что обеспечивает получение высокой точности и надежности при эксплуатации станков. Станки обеспечивают 4-ю степень точности.

Вертикальные зубофрезерные станки моделей 5362 и 3563 предназначены для фрезерования точных цилиндрических зубчатых колес методом обкатки червячными фрезами, колес с прямым и косым зубом и червячных колес методом радиального врезания.

Стол станка приводится во вращение от двух червячных делительных пар: от крупномодульной (для быстрого вращения и чернового нарезания) и от мелкомодульной, работающей при чистовых проходах; стол имеет гидроразгрузку направляющих. Скорость вращения инструмента регулируется бесступенчато посредством электродвигателя постоянного тока.

Горизонтальный зубофрезерный станок модели 5371 предназначен для фрезерования цилиндрических зуб­чатых колес с длинным валом методом обкатки.

РАЗДЕЛ I. Вертикальный зубофрезерный станок модели 5Д32

Общая характеристика

Назначение станка. Станок предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с прямыми зубьями и для нарезания червячных колес как методом радиальной, так и методом тангенциальной подачи. При наличии специальных приспособлений можно нарезание шестерен внутреннего зацепления.

Техническая характеристика станка:

Наибольший диаметр нарезаемых колес в мм 800

Пределы модулей зубьев нарезаемых колес в мм:

по стали 2-6

по чугуну 2-8

Наибольший угол наклона зуба нарезаемых колес в град ±60

Наибольшая ширина нарезаемых колес в мм 275

Наибольший диаметр фрезы в мм 120

Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту 47,5-192

Пределы подач за оборот стола в мм:

вертикальных 0,5-3

радиальных 0,1-1

Мощность главного электродвигателя в кВт 2,8

Основные узлы станка (см. приложение «Общий вид станка мод.5Д32»).

Органы управления. 1 - рукоятка включения и выключения рабочих подач; 2 - рукоятка включения подачи при работе с протяжным суппортом; 3 - кнопочная станция; 4 - рукоятка включения вертикальной подачи фрезерного суппорта; 5 - квадрат для ручного вертикального перемещения подвижной стойки.

Движения в станке. Движение резания - вращения шпинделя фрезерного суппорта с червячной фрезой. Движения подач - вертикальное перемещение фрезерного суппорта Е, радиальное перемещение подвижной стойки З и тангенциальное перемещение суппорта Ж.

Движением обкатки и деления является непрерывное вращение стола с заготовкой. Вспомогательные движения - быстрые механические и ручные установочные перемещения фрезерного суппорта и подвижной стойки.

Принцип работы. Станок работает по методу обкатки, т.е. механического воспроизводства зацепления червяка (червячной фрезы) с колесом (заготовкой). Червячная фреза соответствующего модуля и диаметра закрепляется на оправке в шпинделе фрезерного суппорта.

Обрабатываемая деталь или комплект одновременно обрабатываемых деталей устанавливается на оправке в шпинделе стола, а при больших размерах колес - непосредственно на столе станка.

Червячной фрезе и заготовке принудительно сообщают вращательные движения с такими угловыми скоростями, которые они имели бы, находясь в действительном зацеплении.

При нарезании колес с прямыми зубьями ось шпинделя фрезер-ного суппорта устанавливается под углом к горизонтальной пло-скости, равным углу подъема винтовой линии червячной фрезы. Для нарезания колес с косыми зубьями ось шпинделя фрезерной бабки устанавливается под углом, равным сумме или разности углов наклона зубьев колеса и подъема винтовой линии фрезы в зависимости от сочетания направлений винтовых линий зубьев и витков фрезы.

Нарезание цилиндрических колес производится с вертикальной подачей фрезерного суппорта.

Для обеспечения возможности фрезерования колес попутным методом на станке модели 5Д32 предусмотрено нагрузочное гид-равлическое устройство.

Гидравлическое поджимное устройство состоит из неподвижно-го штока с поршнем и цилиндра, связанного с салазками фрезер-ного суппорта. При фрезеровании попутным методом масло под-водится в верхнюю полость цилиндра противовеса и поджимает противовес вместе с фрезерным суппортом вверх, устраняя воз-можность произвольного перемещения фрезерной бабки под дей-ствием усилия в пределах зазора между резьбой винта вертикаль-ной подачи и маточной гайки.

При нарезании червячных колес методом радиальной подачи используются цилиндрические червячные фрезы. Движение пода-чи сообщают подвижной стойке в радиальном направлении до тех пор, пока расстояние между осями фрезы и заготовками не станет равным межцентровому расстоянию передачи.

В случае нарезания червячных колес методом тангенциальной подачи применяются червячные фрезы с конической заборной частью, которые при настройке станка устанавливают сразу на заданное межцентровое расстояние; подачу при этом сообщают протяжному суппорту с червячной фрезой вдоль ее оси. Этот метод нарезания является более точным.

Полуавтомат зубофрезерный 53Р32Ф6.

1.1 Полуавтомат зубофрезерный с ЧПУ 53Р32Ф6 предназначен для обработки цилиндрических прямозубых, косозубых и червячных колес в условиях индивидуального и серийного производства.

1.2. Полуавтомат зубофрезерный с ЧПУ комплектуются устройством ЧПУ «Sinumerik 840D», приводом главного движения (вращение инструмента) и приводами подач ф. «Siemens»:

X - привод радиальной подачи суппорта;

Y - привод тангенциальной подачи суппорта;

Z - привод аксиальной подачи суппорта;

A - привод поворота суппорта;

S - привод вращения инструмента (фрезы);

С - привод вращения стола (см. руководство на стол SV3V ф. «SMP»);

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА

Таблица 2.1

Наименование

Значение

1. Наибольший диаметр обрабатываемого зубчатого колеса (прямозубого), мм

320

2. Набольший модуль обрабатываемого зубчатого колеса, мм

6

3. Наибольший диаметр нарезаемого колеса косозубого при угле наклона:

30

250

45

200

4. Наименьшее число нарезаемых зубьев

8

5. Наибольшие размеры фрезы, мм

диаметр

длина

160

220

6. Внутренний конус фрезерного шпинделя

Морзе 5

9. Диаметр центрального отверстия в столе, мм

80Н7

10. Диаметр отверстия в ползуне контрподдержки, мм

90Н7

11. Диапазон поворота фрезерного суппорта (ось А), град.

12. Расстояние между осями стола и инструмента при отведенном ползуне контрподдержки, мм

30…490

13. Расстояние между осями стола и инструмента при подведенном ползуне контрподдержки, мм

80…490

14. Наибольшее радиальное перемещение суппорта (ось Х), мм

430

15. Расстояние от плоскости стола до оси фрезы, мм

225…655

16. Наибольшее аксиальное перемещение суппорта (ось Z), мм

420

17. Наибольшее тангенциальное перемещение фрезы (ось Y), мм

250

18. Наибольшее вертикальное перемещение ползуна по контрподдержки (ось Z1), мм

510

19. Дискретность задания перемещения:

по оси Х, мкм

1,0

по оси Y, мкм

1,0

по оси Z, мкм

1,0

по оси А, град.

0,001

по оси С, угл. сек.

6

по оси S, град.

0,001

20. Количество управляемых формообразующих координат/ количество одновременно управляемых формообразующих координат

6/5

21. Пределы частот вращения шпинделя фрезы (ось S), мин-1

10…450

22. Наибольшая частота вращения стола (ось С), мин-1

300

23. Пределы радиальной подачи суппорта (ось Х), мм/мин

1…10000

Продолжение таблицы 2.1

Наименование

Значение

24. Пределы тангенциальной подачи суппорта (ось Y), мм/мин

1…3000

25. Пределы аксиальной подачи суппорта (ось Z), мм/мин

1…5500

26. Мощность привода вращения шпинделя фрезы, кВт

22

27. Наибольший крутящий момент на шпинделе фрезы, Нм

280

28. Мощность привода вращения стола, кВт

24,6

29. Суммарная мощность установленных на полуавтомате

электродвигателей, кВт

65,5

30. Габаритные размеры полуавтомата (с отдельно стоящим оборудованием), мм

длина

ширина

высота

5000

3200

2625

31. Масса полуавтомата ориентировочно, кг

14500

СОСТАВ ПОЛУАВТОМАТА

Анализ конструкции детали

Описание служебного назначения детали.

Деталь вал-колесо зубчатое 53Р32Ф. 50.152. Входит в каретку зубофрезерного станка и обеспечивает передачу крутящего момента на механизм зажима, который через резьбовое соединение связан со штоком зажимного устройства, где используется дисковая пружина на поверхность ф55j36 устанавливаются 2 радиально упорных подшипника, которые поджимаются гайкой и фиксируются кольцом. На поверхность ф20j36 устанавливается подшипник и фиксируется в осевом положении стопорным кольцом

Рис 1.1 Вал-колесо зубчатое 53.Р32.Ф6.50.152

Механические свойства и химический состав материала.

Деталь вал-колесо зубчатое изготавливается из стали 40-х ГОСТ 4543-71. Сталь относится к группе легированных конструкционных горячекатаных.

Химический состав материала

Таблица 1

Группа

стали

Марка

стали

Содержание элементов, %

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Хромистая

40х

0.36-0.44

0.17-0.37

0.5-0.8

0.8-1.1

Твердость в состоянии поставки не более 217 НВ.

Марка

стали

Предел текучести

Временное сопротивление

Относительное удлинение

Относительное сужение

Вязкость

40х

80

100

10

45

6

Механические свойства материала.

Таблица 2.

Температура закалки 860°, охлаждение в масле.

Температура отпуска 520°, охлаждение в воде или в масле.

№ поверхности

Выдержив

разниц

Квалитет

точности

Идент

поверхн

Класс

шероховат

Идент

поверх

№ и к-во

Примечание

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16-42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

B 3,15

1,6Ч45°

ф40к6

3Ч0.5

1,6Ч45°

М45Ч1-6g

0.5Ч45°

4Ч1.1

1,6Ч45°

Ф55j36

3Ч0,3

Ф65

45

1Ч45°

Ф87h11

5-В

1Ч45°

45

Ф25

1.4Ч0,7

1Ч45°

В3,14

170

Ф20j36

3Ч0.5

170

9

14

6

14

14

6

14

14

14

6

14

14

14

14

11

5

14

14

14

14

14

9

14

6

14

14

14 кв-18

9 кв-2

6 кв-4

5кв-27

11кв-1

6

4

7

4

4

5

4

4

4

7

4

4

4

4

5

7

4

4

4

4

4

6

4

7

4

4

6 кл-2

4 кл-18

7кл-30

5кл-2

1,48

2,9

16-42

49,52

14,4347

зубья

торца

фаска1Ч45°

Анализ технологичности детали

Количественная оценка определяется по базовым показателям технологичности на основе разработанной карты эскизов (КЭ) по ГОСТ 3.1105-84 форма 7, где каждой элементарной поверхности присваивается номер.

Результаты рассмотрения каждой ЭПО заносим в таблицу

Анализ технологичности проводим по следующим параметрам(см. рисунок 1.5):

Рисунок 1.5- Эскиз детали с номерами поверхностей.

Анализ технологичности проводим по следующим параметрам:

Коэффициент унификации конструктивных элементов

Где Qy э- количество унифицированных типа размеров Qуэ=36

Qу-обмен количеством элементов. Qу=52

По формуле 1 Ку==0,69

Деталь относится к технологичной т.к Ку>0,6

Коэффициент точности обработки

Кт= 1- (2)

Где Аср- средний квалитет точности обработки

(3)

Где А1;А2…А19-квалитет точности обработки

n1;n2;n19=количество размеров соответствующего квалитета точности

по формуле 3

Аср

По формуле 2

Кт- 1-

Деталь относится к весьма точной, так как Кт>0,8

Коэффициент шероховатости поверхности

Кw= (4)

Где Бср средний класс шероховатости поверхности

Бср=

Где Б1w, Б2w…Б14w-класс шероховатости поверхности

n1w,n2w…n14w-количество поверхностей соответствующего класса шероховатости поверхности

По формуле 5

Бср =

По формуле 4

Kw =

Деталь относится к не трудно обрабатывающей, так как Kw>0,16

Выбор метода получения заготовки

На основании материала детали, конфигураци и заданного типа производства назначаем 2 метода получения заготовки:

1.1 Прокат горячекатаный по ГОСТ 2590-85.

1.2 Штамповка по ГОСТ 7705-89.

2.1.1. По ступени с наибольшим диаметром определяем припуск на механическую обработку

2Zв=2 (6)

Где Rz и h-высота неровностей и глубина дефектного слоя заготовки

Rz=160мкс=0,16мм

h=250мкм=0,25мм

-суммарное значение пространственных отклонений заготовки.

= (7)

Где отклонение оси от прямолинейности

(8)

Где - кривизна заготовки в шкм на 1 мм длины

=1,0 шкм/мм

l-длина детали. L=170 мм

По формуле 8

?k=1.0•170=170vrv=0.17мм.

?ц-смещение оси заготовки в результате погрешности центрование.

?ц=0.25•Tз (9)

Где Тз-допуск на диаметральный размер заготовки, используемой при центровании.

Тз= +0.5 =1.6 мм.

-1.1

По формуле 9

?ц=0.25•0.16=0.4мм

По формуле 7

?Є=

Еб-погрешность базирования

Еб=0

По формуле 6

2Z0-2(0.16+0.25+0.43)=1.68мм

Предельный размер проката.

Dзmin=Dmax+220 (10)

Где Dmax-наибольший предельный размер ступени по чертежу. Dmax=87мм(по чертежу)

По формуле 10

Dzmax=87+1.68=88.68 мм

Полученный размер округляем в большую сторону до ближайшего по сортаменту диаметра прутка.

Dnp=90 +0.5

-1.3

Припуск на обработку торцев после отрезки

Длина заготовки

Lz=Lдет+2Z0 (11)

Где Ldet-длина детали по чертежу Ldet=170 мм.

По формуле 11

Lз=170+2*1.5=173 мм

Объем и масса заготовки.

Мз=Vз* (12)

Где -удельный вес материала

=0.00785 кг/см3

По формуле 12

Мз=1100*0.00785=8.64 кг.

Коэффициент использования материала

Ким=

Стоимость заготовки из проката

Спр=Мз*Ск-(Мз-Мд)*Со (14)

Ск-стоимость 1 кг проката

Ск=13.2 у.е

Со-стоимость 1 кг отходов (стружка)

Сотх=0.4 у.е

По формуле 14

Спр=8.64*13.2-(8.64-3.1)*0.4=111.83 у.е

В соответствии с ГОСТ 7505-89 определяем исходный индекс по формуле

ИН=N1+(MS-1)+(ST-1)+2(KT-1) (15)

Где N1-номер интервала, в который попадает масса поковки

Ориентировочно величину расчетной массы поковки определяем по формуле

Mn=Mg*Kp (16)

Где Kp-расчетный коэффициент устанавливаемый по таблице 10.4 с 205

Kp=1.5

По формуле Mn=3.1*1.5=4.65

N1=5

MS-группа стали

Для стали 40х MS=2

ST-степень сложности поковки

ST=1 т.к M9/Mn=0.66

KT-класс точности

КТ=4

По формуле 15

ИН=5+(2-1)+(1-1)+2(4-1)=12

Припуски и кузнечное назначение

Наименование

Размер

Величина

Размера, мм

Шероховатость

поверхности

Припуски мм

Диаметр

Диаметр

Диаметр

Диаметр

диаметр

20

87

55

45

170

1.25

5

1.25

1.25

10

1.8

1.7

1.9

1.9

2.0

Дополнительные припуски учитываются:

-смещение на поверхности штампа-0.3 мм

-отклонение от плоскости и прямолинейности, мм 0.5 мм

Штамповочные уклоны не более 70

Размеры поковки и их допускаемые отклонения

Длина 45+(1.9+0.3+0.5)*2=50.4

Длина 170+(2.0+0.3+0.51)=175.6

Диаметр 20+(18+0.3+0.5)*2=25.2мм

Диаметр 87+(1.7+0.3+0.5)*2=92 мм

Диаметр 55+(1.9+0.3+0.5)*2=60.4

Радиусы закругления улов

Допускаемые отклонения

Диаметр 25.2

Диаметр 92

Диаметр 65.4

Длина 50.4

Длина 175.6

Объем и масса заготовки по формуле 12

Мз= 651б3 • 0,00785 = 5,11 кг.

Коэффициент использования материала по формуле 13

Ким =

Стоимость заготовки штамповки

Сшт= 5,11•22,0 = (5,11-3,1)•= 111,6 руб

Сводная таблица заготовок.

Заготовка

Ким

Стоимость

Прокат

0,36

111,83

Штамповка

0,6

111,6

Вывод: в качестве исходной заготовки принимаем заготовку штамповку, т. к коэффициент использования материала выше, а стоимость равна.

Выбор технологических баз

Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в течение всего времени обработки определённое положение относительно деталей станка или приспособления. Для этого необходимо исключить возможность трёх прямолинейных движений заготовки в направлении выбранных осей координат и трёх вращательных движений вокруг этих или параллельным им осей (т.е. лишить заготовку детали шести степеней свободы).

На цилиндрической поверхности располагаются 4 опорные точки. Базу, лишающую заготовку детали четырёх степеней свободы, называют двойной направляющей. На торцовой поверхности и на одной из поверхностей шпоночного паза располагаются по одной опорной точке; каждая из этих поверхностей называется опорной базой.

На фрезерно-центровальной операции технические требования достигаются при базировании на призме (см. рис. 2.2).

На токарной операции с ЧПУ технические требования достигаются при базировании в центрах (см. рис. 2.3).

На центрошлифовальной операции технические требования достигаются при базировании в патроне (см. рис. 2.4).

Расчет режимов резания

Проведем расчет режимов резания и нормы времени

Точить поверхность, ф87 Ф40k6, M45x1-6g, ф55js6, ф65.

1. Устанавливаем глубину резания:

Резец токарный для наружного точения с пластиной из твердого сплава Т5К10.

Выбираем подачу [

s = 0,7 .. 1,2 мм;

Принимаем s = 0,8 мм/об.

Стойкость инструмента - токарного резца принимаем равной T = 30 мин.

Скорость резания рассчитываем по формуле:

, ( 2.4 )

где Cv коэффициент вида обработки m, x, y показатели степени. коэффициенты, учитывающие особенности материала заготовки и инструмента и состояние обрабатываемой поверхности.

Коэффициент , nv = 1,0; Kг = 1,0.

Для нашего случая имеем,

.

Кпv = 0,9; Kиv = 0,65;

Тогда .

Выбираем из таблиц оставшиеся коэффициенты

Cv = 340; x = 0,15; y = 0,45; m = 0,20.

Тогда скорость резания

.

Частота вращения шпинделя при точении заготовки у периферии определим из соотношения:

; ( 2.5 )

,

Принимаем n = nст = 180 об/мин. Фактическая скорость при этом уменьшится и составит:

.

Проведем проверку найденных режимов резания по мощности главного привода станка.

Значение тангенциальной составляющей силы резания определяется по формуле:

( 2.6 )

где Cp, x, y, n - зависят от вида обработки и выбираются из [10, табл. 22, стр. 273]. Для нашего случая - Cp = 300; x = 1,0; y = 0,75; n = -0,15;

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий специфику конкретной обработки. Данный коэффициент рассчитывается как произведение ряда коэффициентов:

( 2.7 )

- коэффициенты, учитывающие соответственно свойства обрабатываемого материала, и геометрические параметры (главный угол в плане - , передний угол - , наклона режущей кромки - и радиус при вершине - r).

Значения коэффициентов.

, n = 0,75 - тогда .

Значение остальных коэффициентов примем равным единице. Тогда Kp = 0,94.

Откуда

.

Мощность резания рассчитаем по формуле:

( 2.8 )

.

Суммарное основное время на все переходы наружной обработки на данных режимах найдем как

; ( 2.9 )

где lр.х. длина рабочего хода.

Из схемы обработки (с учетом врезаний и перебегов) lр.х. 110 мм.

Тогда

.

Расчет режимов резания в coroguide.

Фрезерование:

Конфигурация обрабатываемой поверхности и вид оборудования определяют тип применяемой фрезы. Ее размеры определяют тип применяемой фрезы. Ее размеры определяются размерами обрабатываемой поверхности и глубиной срезаемого слоя. Диаметр фрезы для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала выбирают по возможности наименьшей величины, учитывая при этом жесткость технологической системы, схему резания, форму и размеры обрабатываемой заготовки.

Фреза фасонная

Dфр = 90 см.

В= 28,12

T=6,75

Z=27

Подача. При фрезерование различают подачу на один зуб Sz, подачу на один оборот фрезы s, и подачу минутную sm, мм/мин, которые находятся в следующем соотношении:

Скорость резания - окружная скорость фрезы, м/мин,

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

Kv=KmvKпvKиv,

Сила резания. Главная составляющая силы резания при фрезировании - окружная сила.

Где z- число зубьев фрезы; n - частота вращения фрезы, об/мин.

Kv= 1,05 *0,85*0,8 = 0,714

V=38,3

n=135,5

nст= 120 мин.

N=

;

N

операции

Наименование

операции

То

мин

Тв

мин

Тм.в

мин

Топ

мин

Тобс

мин

Тшт

мин

Тп.з

мин

015

Фрезерно-центровальная

1,2

0,6

1,8

0,12

1,92

1,2

020

Токарная с ЧПУ

2,9

0,46

1,8

5,16

0,62

6,78

30

025

Токарная с ЧПУ

1,38

0,46

1,2

3,04

0,32

3,36

30

030

Зубофрезерная

10

1,2

11,2

1,3

12,5

30

040

Зубофасочная

0,5

0,36

0,86

0,11

0,97

10

050

Центрошлифовальная

1,25

0,7

1,95

0,14

0,97

10

055

Круглошлифовальная

0,9

1,6

2,5

0,2

2,7

15

060

Круглошлифовальная

2,25

1,6

3,85

0,36

4,21

18

065

Зубошлифовальная

6,12

1,8

7,92

0,65

8,57

28

Проектирование маршрута обработки

Технологический процесс изготовления детали включает ос-новные этапы:

* подготовительный - получение заготовки, термообработка (улучшение), слесарные переходы;

* комплексная черновая/получистовая обработка с использованием высокопроизводительного оборудования с ЧПУ;

* окончательная (финишная) обработка отдельных поверхностей и выполнение наиболее жестких технических требований.

Укрупнено, маршрут обработки можно представить в виде совокупности следующих операций:

Таблица 3.1

№ операции

Наименование операции

Применяемое оборудование

005

Заготовительная(кузнечная)

Отрезной станок 8Г642

010

Термическая

015

Фрезерно-центровальная

Фрезерно-центровальный станок 8Г642

020

Токарная многоцелевая с ЧПУ

ТОЦ 1715

025

Токарная многоцелеваяс ЧПУ

ТОЦ 1715

030

Зубофрезерная

Зубофрезерный станок 53Р32Ф6

040

Зубофасочная

Станок 53Р32Ф6

045

Термическая

050

Центрошлифовальная

Шлифовальный станок GC-12-130

055

Круглошлифовальная

Круглошлифовальный универсальный станок 3Б161

060

Круглошлифовальная

Круглошлифовальный универсальный станок 3Б161

065

Зубошлифовальная

Круглошлифовальный универсальный станок 3Б161

070

Слесарная

Верстак

080

Промывка

090

Маркирование

100

Контроль

Контрольная плита

110

Консервация

Разработка операционной технологии

Выбор основного технологического оборудования.

В данной курсовой работе рассмотрим только комплексную токарную обработку осуществляемую на токарном обрабатывающем центре. При этом будет производиться как токарная обработка- наружное точение, точение канавок, нарезание резьбы; так и зубофрезерная обработка- фрезерование зубьев.

При выборе основного оборудования для проведения токарной многоцелевой опера-ции будем руководствоваться следующими соображениями:

* габариты рабочей зоны;

* возможность применения приводного инструмента в суппорте (для обра-ботки различных крепежных отверстий, не совпадающих с осью вращения заготовки).

* большая емкость револьверной головки (не менее 18 инструмен-тов).

Указанным требованиям обладает станок с ЧПУ мо-дели 53Р32 Ф6 производства Рязанского станкостроительного завода .

Компоновка полуавтоматов, выполненная в традиционном для данного оборудования «мощном» исполнении, позволяющим вести зубофрезерную обработку, как на силовых, так и на скоростных режимах, используя все виды современного режущего инструмента и технологического процесса. Конструкция станка построена по модульному принципу, позволяющему на единой базе создавать оборудование различного «типоразмера».

Станина представляет собой корпусную деталь прямоугольной коробчатой формы с системой внутренних ребер и служит для установки на ней всех подвижных и неподвижных узлов полуавтомата. В станине выполнено центральное отверстие для установки стола изделия, а также на ней установлены две роликовые направляющие качения для перемещения стойки суппорта.

Стол изделия служит для передачи вращения обрабатываемому изделию. Он монтируется в “расточку” предусмотренную в станине. Стол имеет центральное отверстие, что дает более широкий диапазон применения различной инструментальной оснастки для закрепления заготовок. В стол изделия встроен гидроцилиндр зажима заготовок.

Стойка представляет собой жесткую коробчатую конструкцию и

перемещается по станине на величину радиальной подачи суппорта (ось Х). Одновременно на стойке установлены роликовые направляющие качения дляаксиальной подачи суппортной группы (ось Z).

Суппортной узел полуавтомата представляет собой сложное техническое решение в котором реализованы все технологические возможности полуавтомата. Вращение инструмента (ось S), тангенциальная подача (ось Y) и поворот суппорта (ось А) на необходимый угол осуществляется от высокомоментных электродвигателей через редуктора непосредственно на исполнительные органы. Смазка суппортной группы осуществляется от автоматической станции дозаторной смазки.

Станок оснащен надежным устройством ЧПУ и приводами подач от лучших иностранных производителей.

Проектирование комплексной обработки детали с помощью программы FeatureCAM 2008

Описание программного комплекса FeatureCAM 2008.

В качестве САМ-системы для проектирования обработки детали на токарном обрабатывающем центре был выбран программный комплекс FeatureCAM 2007 фирмы Delcam.

Программный комплекс состоит из большого числа модулей и предназначен для проектирования операций механической обработки деталей на станках

С ЧПУ.

Программный комплекс состоит из следующих модулей:

· 2,5D: 2,5 координатная многоцелевая фрезерная обработка;

· 3D: 3-х координатная многоцелевая фрезерная обработка;

· TURN: токарная обработка;

· RECOG: распознавание элементов импортируемых моделей из внешних CAD-систем;

· TOMP: многопозиционная (агрегатная) обработка;

· 5-axis Pos: 5-ти координатная обработка;

· SOLID: твердотельное моделирование;

· WIRE: электроэрозионная (проволочно-вырезная) обработка;

· MSIM: имитация узлов станка;

· MTUR: обработка на станка с несколькими револьверными головками.

Программный комплекс FeatureCAM относится к САМ-системам на основе баз знаний и элементов. Механическая обработка, на основе базы знаний, объединенная с механической обработкой на основе элементов, обеспечивает более высокий уровень автоматизации, к тому же более гибкий, чтобы проектировать и изменять широкий диапазон изготавливаемых деталей. В математической модели детали уже заложена определенная информация, САМ-система использует эту информацию для создания элементов обработки и их взаиморасположения.

Порядок работы с программой довольно прост и сводится к последовательному (или непоследовательному) выполнению этапов «Steps», представленных в табл. 5.1.

Другими словами, в начале создается solid-модель заготовки «Stock», поступающей на проектируемую операцию. Заготовка может быть создана стандартной (параллелепипед «Box», цилиндр «Cylinder»), создана средствами модуля «Solid», или импортирована из внешней CAD-системы.

Далее на контуре заготовки наносятся геометрические построения (состоящие из обычных геометрических примитивов - линий, отрезков, окружностей, кривых и пр.). В последствии данные построения используются для создания контуров обработки (например, кармана, паза, выточки, отверстия и пр.). При наличии на детали фасонных пространственных поверхностей, они создаются на этапе «Surfaces». Далее, используя мастер «Features», из базы знаний выбирается элемент (стандартный, или создаваемый на основе контура), утверждается стратегия ее обработки, выбирается инструмент, корректируются (при необходимости) некоторые технологические параметры.

Моделирование заготовки.

Заготовка задается на первом этапе «Stock». При этом задается размер заготовки, материал, возможность многоосевого позиционирования, система координат детали. Этапы моделирования заготовки представлены на рисунке 5.2

Обработка детали при первом установе.

При проектировании перехода точение сначала создается формообразующий контур. Затем запускается мастер по созданию нового перехода в котором производиться выбор стратеги обработки, выбор инструмента и режимов резания.

При проектировании переходов сверления радиального отверстия, фрезерования шпоночных пазов и точения канавок нет необходимости в создании формообразующего контура. Для этого достаточно запустить мастер создания нового и перехода. Выбрать соответствующий стандартный элемент, утвердить стратегию обработки, задать размеры элемента, выбрать инструмент и режимы резания.

На рисунке 5.4 и рисунке 5.5 представлены фрагменты имитации обработки детали при первом установе.

Обработка детали при втором установе.

При втором установе деталь переустанавливается и обрабатывается с другой стороны. Для этого создадим новый установ( см. 5.6 рисунок) и в нем будем производить проектирование переходов обработки детали.

Этапы проектирования переходов аналогичны при первом установе, рассмотренном выше. Фрагменты имитации обработки изображены на рисунке 5.7.

Заключение

В ходе курсового проекта разработана автоматизация обработки детали типа вал-колесо зубчатое в программе FeatureCAM 2008.

Список использованной литературы

1. Справочник технолога машиностроителя в 2-ч томах. Под редакцией А.Г. Касиловой.

2. Расчет припусков и межпереходных размеров технологии машиностроения. Учебное пособие. Л.М. Рудкевич В.А. Тимирязев. Изд. ТГТУ, 2000 - 340 с.

3. Афанасьев А.Е. Практикум по технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов Егорьевск «ЕТИ» 2002 - 160 с.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены