Проект автоматической линии для обработки детали типа вал

Целью домашнего задания является разработка управляющей программы для обработки на станке с ЧПУ детали типа вал. Необходимо разработать управляющую программу для токарной черновой, получистовой, чистовой и сверлильной операции. Необходимо выбрать нужный инструмент, режим и условия обработки, стратегию обработки и рассчитать режимы резания для данных операций.

1. Для проектирования обработки детали вал на токарном станке с ЧПУ в CADсреде в SprutCAM создана 3-D модель вала. На рисунке 1 показана модель детали.

вал обработка станок Рисунок 1 — 3-D модель вала.

2. Конструкция детали предполагает её обработку на токарном станке в два установа для обработки двух комплексов поверхностей вала. Разделение на комплексы поверхностей относительно фланцевой части детали. В качестве заготовки принимаем пруток. Технологический процесс обработки детали состоит из чернового и чистового этапов. Для задания технологической операции необходимо выбрать станок из библиотеки СПРУТ CAM, выбран токарный (XY), после чего требуется задание геометрии инструмента, режимов резания и стратегии обработки. Окно настроек инструмента для токарной черновой операции показано на рисунке 2. Тип режущего инструмента и его геометрия задаётся в интерактивном режиме.

Рисунок 2 — Задание геометрии инструмента.

В соответствии с проведденными расчетами режимов резания, задаем необходые данные.

На рисунке 3 показано окно выбора режимов резания и охлаждения. Режимы резания выбираются на основании расчета по эмпирическим зависимостям.

На рисунке 4 показано окно настройки параметров подвода и отвода инструмента. Эти параметры выбираются в соответствии с геометрией детали и инструмента.

На рисунке 5 показано окно настройки стратегии обработки. Необходимо задать геометрию безопасности (в соответствии с конструктивным исполнением рабочей зоны станка), припуск на последующую обработку, количество черновых и чистовых проходов, коррекцию.

Рисунок 3 — Задание режимов обработки.

Рисунок 4 — Задание параметров подвода и отвода инструмента.

После задания всех настроек выполняется расчет операции. По завершении расчета СПРУТ CAM позволяет выполнить симуляцию обработки. Это позволяет исключить ошибки при проектировании операции.

На рисунках 6…9 показана симуляция обработки детали: токарные черновые и чистовые операции, обработка осевого отверстия.

Рисунок 5 — Задание стратегии обработки.

Рисунок 6 — Симуляция черновой токарной операции.

Рисунок 7 — Симуляция чистовой токарной операции.

Рисунок 8 — Симуляция черновой токарной операции.

Рисунок 9 — Симуляция чистовой токарной операции.

Рисунок 10 — Визуализация траекторий движения инстументов.

Расчет режимов резания. Токарная чистовая операция Материал режущей части резца — твердый сплав Т5К10.

Для обработки поверхностей 1 выбираем токарный подрезной отогнутый резец ГОСТ 18 880–73, показанный на рисунке 2.12[3, с. 120,т. 6].

Рисунок 2.12 — Эскиз подрезного отогнутого резца.

Материал режущей части резца — твердый сплав Т5К10.

2. Устанавливаем глубину резания. Припуск на обработку удаляем за один рабочий проход:

— поверхность 1: t = 1,2 мм;

3. Рассчитываем подачу по формуле:

— поверхность 1: мм/об;

Принимаем период стойкости резца = 60 мин [3, с. 268].

4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами резца:

Находим значение коэффициентов по справочным данным [3, с. 269, т. 17]. = 350;x = 0,15; y = 0,35; m = 0,2.

Kv — общий поправочный коэффициент, равный произведению коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки:

— поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обрабатываемого материала. Определяется по формуле:

.

где — коэффициент для материала инструмента, — показатель степени, при обработке резцами с пластинами из твердого сплава:

; =1 [3, с. 262, т. 2]. Предел прочности стали = 1080 МПа. Тогда:

.

— поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, для поковки [3, с. 263, т. 5].

— поправочный коэффициент, учитывающий влияние марки инструментального материала режущего лезвия на скорость резания= 1, [3, с. 263, т. 6].

и — поправочные коэффициенты, учитывающие изменение главного и вспомогательного углов в плане. Для резцов:

— проходной отогнутый резец Kц= 1 и Kц1 = 0,87;

— подрезной отогнутый резец Kц = 0,75 и Kц1= 1.

Общий поправочный коэффициент на скорость главного движения резания:

— поверхность 1:;

5. С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:

— поверхность 1:

6. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания находится по формуле:

— поверхность 1:

7. Мощность, затрачиваемая на резание, кВт:

.

гдетангенциальная составляющая силы резания при точении [3, с. 271]:

Для заданных условий: [3, с. 273, т. 22].

Рz:; x = 1; y = 0,75; n = -0,15;

Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов назначаем по рекомендациям [3, с. 275, т. 23]:

;

— проходной отогнутый резец Рz: Kцp = 1;Kгp = 1,1;Kлp = 1;

— подрезной отогнутый резец Рz: Kцp = 0,91;Kгp = 1;Kлp = 1.

8. Подставляем все найденные значения в формулу:

— поверхность 1:

Тогда мощность резания:

— поверхность 1:.

Примем станочные обороты и подачи:

— поверхность 1: n= 1400 об/мин; Sпр=0,52 мм/об;

9. Фактическая скорость главного движения резания:

поверхность 1 :

10. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для резания исходя из условия .

Мощность на шпинделе станка:, где — мощность двигателя; - КПД станка.

Тогда: .

Так как — обработка поверхностей на выбранном станке возможна.

11. Определяем основное время обработки:

.

где L — расстояние, которое проходит резец.

— поверхность 1:

Тогда время обработки:

— поверхность 1:

12. Определим общее время обработки за операцию:

ВЫВОДЫ В ходе выполнения домашнего задания были закреплены навыки работы в CAM-среде СПРУТ CAM: задание параметров обработки детали, расположения заготовки в рабочей зоне станка, визуализация обработки. Полученные знания и навыки позволят в дальнейшем успешно осваивать другие CAM программы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

1. Справочник технолога-машиностроителя .под редакцией Косиловой А. Г. и Мещерякова. Р. К. Том 2-М.: Машиностроение, 1985 — 496с.

2. Справочные материалы по СПРУТ CAM.