Разработать инструментальную оснастку к технологии изготовления детали "корпус" в условиях обработки на станках с ЧПУ

Московская Государственная Академия Приборостроения и Информатики

Кафедра ______________________________________

Допустить к защите:

«___» ____________ 2000  г.

Руководитель ______________

Пояснительная записка к курсовому проекту

Тема проекта: «Разработать инструментальную оснастку к технологии изготовления детали «корпус» в условиях обработки на станках с ЧПУ»

Проект выполнил студент: Бакачёв Андрей Игоревич

шифр: 96009                         группа: МТ-8                         факультет: ВФ

Специальность: 1201

Нормоконтроль ______________________________________________________

Курсовой проект защищен с оценкой: ___________________________________

Руководитель: _______________________________________________________

Члены комиссии: _____________________________________________________

                               _____________________________________________________

          

Москва 2000 г.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

 Разраб.

Бакачёв А.И.

 Провер.

 Т. Контр.

 Н. Контр.

 Утверд.

Лит.

Листов

19

МГАПИ

 Реценз.

Масса

Масштаб

1

1 : 1

1.    Введение

3

2.    Постановка задачи

4

3.    Разработка технологического процесса

5

3.1. Описание детали «Корпус»

5

3.2. Обоснование выбора оборудования

7

3.3. Разработка маршрутного техпроцесса

8

4.    Выбор инструментальной оснастки для операции токарная с ЧПУ

11

5.    Общие выводы

18

6.    Список литературы

19

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 PAGE  * LOWER 3

2.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 PAGE  * LOWER 4

На основе спроектированного технологического процесса механической обработки, детали типа «Корпус» на станках с ЧПУ, разработать инструментальную оснастку для одной из операций.

Кроме режущего инструмента (РИ) и вспомогательного инструмента (ВИ), к инструментальной оснастке относятся инструменты и средства настройки инструмента на размер вне станка.

3.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 PAGE  * LOWER 5

3.1. Описание детали «Корпус».

По назначению деталь является переходником в системе распределения жидкости. Деталь имеет на торцах по четыре крепежных отверстия, и на боковом одно с размером М27 мм.

Материал заготовки – чугун СЧ10.

HB 190.

Основные требования к параметрам шероховатости Ra 6.3, Ra 3.2.

Все литейные радиусы R5.

Деталь «Корпус» является технологичной, так как она не имеет труднодоступных поверхностей и не требует специального инструмента.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

По условию проекта деталь должна быть обработана на станках с ЧПУ.

Обработка поверхностей вращения производится на универсальном модифицированном станке с ЧПУ 16К20ФЗ токарной группы.

Торцевая поверхность и резьбовое отверстие перпендикулярное оси детали, а также крепежные отверстия обрабатываются на многоцелевом обрабатывающем центре 2206ВМФ4 с горизонтальным расположением шпинделя. Станок относится к сверлильно-фрезерно-расточной группе.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

Технологический процесс механической обработки детали «Корпус» представлен в форме маршрутной карты с операционными эскизами.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

№№ операции, перехода.

Наименование операции, содержание перехода

Операционный эскиз

0

005

1

2

3

4

Литье, обрубка, очистка заготовки

Токарная с ЧПУ

Установ 1

Подрезать торец 1 в размер 106±0,2мм

Подрезать торец 2 согласно размеру

Расточить отверстие 3 и снять фаску 4 согласно размеру

Установ 2

Подрезать торец 1 в размер 104±0,2мм

Подрезать торец 2 согласно размеру

Расточить отверстие 3 и снять фаску 4 согласно размеру

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

010

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Сверлильно-фрезерно-расточная с ЧПУ

Установ1

Центровать отв. 1…4

Сверлить отв. под резьбу Æ9,2мм 5…8

Нарезать резьбу М10´0,8 9…12

Фрезеровать пов. Согласно размеру 13

Зенкеровать отв. Æ25мм 14

Зенкеровать отв. Æ30H11мм 15

Нарезать резьбу М27´2 согласно размеру 16

Установ 2

Центровать отв. 17…20

Сверлить отв. под резьбу Æ9,2мм 21…24

Нарезать резьбу М10´0,8 25…28

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

Расчет инструментальной оснастки будет производиться для операции токарная с ЧПУ.

Установ 1

4.1 Наименование операции - токарная с ЧПУ

Содержание 1 перехода: подрезать торец в размер 104 мм.

4.1.1 Исходные данные:

Материал детали - Чугун СЧ 10. Вид заготовки - литье.

Характер обрабатываемой поверхности по корке, припуск прерывистый.

Отклонение размера по 11 квалитету точности.

Параметр шероховатости Ra 6,3.

4.1.2 Расчет режимов резания

Глубина резания t=2,5 мм.

Подача - при черновом точении принимается максимально допустимая по мощности оборудования, жесткостью системы СПИД, прочности режущей пластины и прочности державки. S=0,95 мм/об. [1,стр.266,т.11]

Скорость резания

V = (Cv / Tm * tx * Sy ) * Kv

Показатели степени и коэффициенты выбираются из таблиц. [1,стр.267]

Коэффициент Kv, учитывает поправки на обрабатываемый  материал,  состояние  обрабатываемой  поверхности, материала режущей части резца, геометрических параметров.

Kv = Kmv * Knv * Khv * Киv * Кг

Кv = 1,2 * 0,9 * 1,5 * 1 * 0,87 = 1,41

V = (292 / 600,2 * 2,50,15 * 0,950,2) * 1,41= 160 м/мин

Сила резания [1,стр.271]

Pz,x,y = 10 * Cp * tx * Sy * Vn * Kp

Pz,x,y = 10 * 92 * 2,51 * 0.950,75 * 1600 * (2 * l * 1,18 * l * l) = 2415 H

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

N = Pz * V / 1020 * 60

N= 2415 * 160 / 1020 * 60 = 6,3 кВт

Частота вращения шпинделя

n = 1000 * V / p * Dmax

n = 1000 * 160 / 3,14 * 90 = 565 мин-1

принимаем n = 500 мин-1

4.1.3 Станок и оснастка

Станок - токарный с ЧПУ 16К20ФЗ

Частота вращения 10…2000 мин-1

Пределы подач 0,01…2,8 мм/об

Мощность главного привода 11кВт

Ограничение габаритов державки не более 25´40мм (В´Н)

Место крепления РИ на станке - револьверная головка.

Наименование крепежно-присоединительной части станка для закрепления режущего инструмента - гнездо цилиндрическое с рифленьем и клином.

Размер гнезда Æ50мм (Н7).

4.1.4 Инструмент режущий: резец проходной (ГОСТ 21151-75) с механическим креплением твердосплавной пластины [3,стр. 168]

ограничения на параметры режущего инструмента, связанные с технологическим процессом механической обработки, отсутствуют.

4.1.5 Определение размеров вспомогательного инструмента

Размеры крепежно-присоединительной части вспомогательного инструмента для закрепления на станке соответствуют размеру гнезда револьверной головки: диаметр хвостовика 50h6 мм, остальные размеры по каталогу [2]

Размеры крепежно-присоединительной части вспомогательного инструмента для закрепления режущего инструмента: квадратный паз 25´25 мм, габаритные размеры: общая длина 138мм, максимальные размеры 100´138мм, длина посадочного хвостовика 78мм.

4.1.6 Выбор конструктивной схемы инструментального блока (ИБ)

револьверная головка à ВИ àРИ

4.1.7 Конструктивная схема вспомогательного инструмента:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13
à корпус ВИ à крепежная часть РИ

4.1.8 Описание инструментального блока для операции токарная с ЧПУ - подрезка торца.

Подготовка инструментальной оснастки для станков с ЧПУ заключается в том, что режущий инструмент к станку доставляется в составе инструментального блока.

Инструментальный блок для подрезания торца состоит из проходного резца (поз.1) и резцедержателя (поз.2). Резец закреплен в резцедержателе тремя винтами (позю4), через подпружиненную планку (поз.З). Хвостовик  резцедержателя  соответствует  посадочному  гнезду револьверной головки станка мод. 16К20ФЗ и равен Æ50h6.

4.2 Наименование операции - токарная с ЧПУ

Содержание 2 перехода: расточить отверстие в размер Æ26Н11 мм и снять фаску согласно размеру.

4.2.1 Исходные данные

Материал детали - Чугун СЧ 10.

Вид заготовки - литье.

Характер обрабатываемой поверхности по корке, припуск прерывистый.

Параметр шероховатости Ra 3,2

4.2.2 Расчет режимов резания

Растачивание отверстия будем вести в два прохода, глубина резания t = l,5 мм,

Подача при растачивании S = 0,25 мм/об. [1,стр.267,т.12]

Скорость резания

V = (Cv / Tm * tx * Sy ) * Kv

Показатели степени и коэффициенты выбираются из таблиц. [1,стр.267]

Коэффициент Kv, учитывает поправки на обрабатываемый  материал,  состояние  обрабатываемой  поверхности, материала режущей части резца, геометрических параметров.

Kv = Kmv * Knv * Khv * Киv * Кг

Кv = 1,1 * 0,85 * 1,2 * 1 * 0,87 = 0,97

V = (292 / 600,2 * 1,50,15 * 0,250,2) * 0,97= 155 м/мин

Сила резания [1,стр.271]

Pz,x,y = 10 * Cp * tx * Sy * Vn * Kp

Pz,x,y = 10 * 92 * 1,51 * 0,250,75 * 1550 * (1 * l,1 * 1,18 * l * l) = 633 H

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

N = Pz * V / 1020 * 60

N= 633 * 155 / 1020 * 60 = 1,6 кВт

Частота вращения шпинделя

n = 1000 * V / p * Dmax

n = 1000 * 155 / 3,14 * 26 = 1897 мин-1

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

принимаем n = 2000 мин-1

4.2.3 Станок и оснастка

Станок - токарный с ЧПУ 16К20ФЗ

Частота вращения 10…2000 мин-1

Пределы подач 0,01…2,8 мм/об

Мощность главного привода 11кВт

Ограничение габаритов державки не более 25´40мм (В´Н)

Место крепления режущего инструмента на станке - револьверная головка

Наименование крепежно-присоединительной части станка для закрепления режущего инструмента - гнездо цилиндрическое с рифленьем и клином

Размер гнезда Æ50мм (Н7)

4.2.4 Инструмент режущий

резец расточной с j=90°, с трехгранной пластиной из твердого сплава [3,стр.170]

ограничения на параметры режущего инструмента, связанные с технологическим процессом механической обработки, отсутствуют.

4.2.5 Определение размеров вспомогательного инструмента

Для крепления режущего инструмента в револьверной головке применяем две переходные втулки.

Размеры крепежно-присоединительной части ВИ для закрепления на станке соответствуют размеру гнезда револьверной головки: диаметр хвостовика 50h6 мм, остальные размеры по каталогу [2]

Размеры крепежно-присоединительной части ВИ для закрепления РИ: втулка с отверстием Æ16мм, габаритные размеры: общая длина 159мм, максимальные размеры 159´70мм.

4.2.6 Выбор конструктивной схемы инструментального блока

револьверная головка à ВИ à РИ

4.2.7 Конструктивная схема вспомогательного инструмента:

крепежная часть станка à два переходника à крепежная часть РИ

4.2.8 Описание инструментального блока для операции токарная с ЧПУ - подрезка торца.

Подготовка инструментальной оснастки для станков с ЧПУ заключается в том, что режущий инструмент к станку доставляется в составе инструментального блока.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

Хвостовик  резцедержателя  соответствует  посадочному  гнезду револьверной головки станка мод. 16К20ФЗ и равен Æ50h6.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

4.3 На этом установе обрабатываются симметричные поверхности. Применяются те же инструменты, что и на установе 1, расчеты режимов резания, конструктивные схемы вспомогательного инструмента и инструментального блока будут одинаковыми.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

Основной особенностью изготовления деталей на станках с ЧПУ является новый подход к разработке технологического процесса: технолог должен стремиться к максимальной концентрации операции, минимальному количеству переустановок детали, т.е. к возможности обработать за одну операцию как можно больше поверхностей.

Так появилось оборудование типа «обрабатывающий центр», на котором можно обработать все возможные поверхности с минимальным числом переустановок, что сокращает время обработки и повышает точность поверхностей.

Инструментальная оснастка для таких станков строится на основе модульного принципа и соответствует требованиям производства. К ним относится прежде всего: быстро сменность и взаимозаменяемость, простота сборки и разборки, минимальное количество станков, высокая точность центрирования, виброустойчивость в широком диапазоне режимов резания жесткость соединений в радиальном и осевом направлениях при максимальных нагрузках.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

1.    

2.        и   вспомогательный   инструмент   для   гибких производственных модулей. Каталог. ВНИИ Инструмент. М., ВНИИ ТЭМП, 1988.

3.     перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990