Разработка технологического процесса обработки детали «Основание» с применением станков с ЧПУ

ГБОУ СПО НСО Новосибирский приборостроительный техникум

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

 

 

Тема:  Разработка технологического процесса обработки       детали «Основание» с применением станков с ЧПУ.

 Специальность: 151001  «Технология машиностроения»

 

Дисциплина: Технология машиностроения

 

Группа: ТМ-401

 

Студент: Борозенец Д.Н.

 

Преподаватель: Олейник А.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

 

Содержание

 

 

№ п/п	Название	Лист
	Введение	5
1	Описание конструкции  детали.	6
2	Характеристика типа производства, вида заготовки и заданной операции	8
3	Описание схемы базирования  для заданной операции	11
4	Анализ существующих приспособлений для заданной схемы  базирования и выбор оптимального	12
5	Расчёт требуемых усилий зажима	16
6	Описание конструкции  и работы приспособления	18
7	Инструкция по эксплуатации приспособления	20
8	Список литературы	21
9	Заключение	22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Технологическая оснастка является важнейшим фактором успешного  осуществления технического прогресса в машиностроении. Применение технологической оснастки позволяет повысить производительность и качество обработки, сборки и контроля, снизить себестоимость изделий, расширить технологические возможности оборудования, сократить число рабочих, облегчить условия труда и обеспечить его безопасность, уменьшить количество станков и производственные площади.

Затраты на изготовление технологической оснастки соизмеримы с затратами на производство металлорежущих станков. В крупносерийном и массовом производстве на каждую изготовляемую деталь приходится в среднем 10 приспособлений. В условиях быстрого развития современного производства и непрерывности совершенствования изделий существует необходимость в постоянном обновлении технологической оснастки и сокращении сроков подготовки производства.

В связи с вышеизложенным задача проектирования и изготовления высокоэффективной технологической оснастки является актуальной. Для успешного решения такой задачи необходимо знать теоретические основы создания технологической оснастки, уметь анализировать соответствие конструкций приспособлений требованиям производства, обладать соответствующими навыками проектирования и расчета различных приспособлений.

Наибольший  удельный вес в общей массе  оснастки имеют станочные приспособления, с помощью которых решаются три основные задачи:

1. базирование обрабатываемых деталей на станках с выверкой по проверочным базам заменяется базированием без выверки, что ускоряет процесс базирования и обеспечивает возможность автоматического получения точности размеров на настроенных станках;
2. повышается производительность и облегчаются условия труда рабочих за счет механизации и автоматизации приспособлений, а также за счет применения многоместной, позиционной и непрерывной обработки;
3. расширяются технологические возможности станков, что позволяет на обычных станках выполнять такую обработку или получать такую точность, для которых эти станки не предназначены.

 

 

 

1. Описание конструкции детали.

 

    Деталь представляет собой сложное пространственное тело типа «корпус», изначально изготавливаемая из заготовки пруток. Сама же деталь имеет прямоугольную пластину с шестью находящимися в ней сквозными отверстиями. Четыре отверстия – ступенчатые диаметром 2.9/5х2 мм. и два диаметром 1.3 мм выполненные по 12 квалитету точности. Также пластина имеет цилиндрический выступ с боковым приливом. Цилиндрический выступ имеет наружный диаметром 15 мм и внутреннее сложное ступенчатое отверстие диаметром 17, 12 и 6 мм – выполненный по 9 квалитету точности, диаметром 11 мм, внутреннюю канавку диаметром 12.3 мм, резьбовое отверстие с резьбой М12х0,5 класса точности 6Н, фаску 0.5х45°. Боковой прилив тоже имеет ступенчатое отверстие диаметром 4 – выполненное по 11 квалитету точности, резьбовое отверстие с резьбой М5х0,5 класса точности 6Н и фаску 0.5х45°.

   Наиболее точным размером моей детали является диаметр внутреннего отверстия 6Н9. Наименее точными размерами являются размеры, выполненные по 14 квалитету.

   Самая низкая шероховатость Ra 1,6 мкм, а самая высокая шероховатость Ra 6,3 мкм.

 

Рисунок 1. Модель детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2. Эскиз детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Характеристика типа производства, вида заготовки и заданной операции.

 

В задании мне указан тип производства – серийное.

   Серийное производство - тип организации производства, характеризующийся одновременным изготовлением на предприятии широкой номенклатуры однородной продукции, выпуск которой повторяется в течение продолжительного времени. Наибольшее распространение оно имеет в машиностроении и металлообработке. Выпуск продукции производится применительно к изделиям -  сериями, а по отношению к деталям - партиями. Изготовление серий изделий одного типоразмера обычно повторяется через регулярные промежутки времени. При повторных запусках серий машин часто вносятся изменения в конструкторскую и технологическую подготовку производства, организацию рабочих мест, повышается квалификация рабочих. Серийное производство позволяет унифицировать конструкции деталей, изделий, добиваться типизации технологических процессов и оснастки.         

 В зависимости от  размера серии различают крупносерийное, среднесерийное и мелкосерийное производства.

   При крупносерийном производстве продукция изготовляется непрерывно большим объёмом в течение периода, превышающего, как правило, год. Предприятие специализируется на выпуске полностью отработанных видов продукции или отдельных узлов и деталей. Цехи предприятия специализируются по предметному признаку, а рабочие места — по однородным операциям. На таком производстве широко используются специализированное оборудование, поточные линии и средства автоматизации. Крупносерийное производство позволяет организовать на научной основе все подготовительные операции, выделяя их в самостоятельный этап. К группе подготовительных операций относятся конструирование изделия, его отдельных деталей, разработка новых технологических процессов, изготовление инструмента и приспособлений. Крупносерийное производство по своему характеру приближается к массовому производству.

   При среднесерийном производстве специализация ограничивается более узкой номенклатурой, а производственные линии и цехи имеют предметную и технологическую специализацию. Подготовка производства, как правило, также выделяется из основного производственного процесса. К среднесерийному производству относятся, например, станкостроение и двигателестроение, многие виды проката чёрных и цветных металлов.

   Мелкосерийное производство — переходная форма от единичного производства к выпуску продукции мелкими сериями. Изготовление изделий или отдельных деталей, как правило, не повторяется. Размер серий неустойчив, а сбыт ограничен имеющимися заказами или договорами.

 

По этой причине сравнительно быстро прекращается изготовление одних  видов продукции и налаживается освоение новых. К мелкосерийному можно отнести производство некоторых видов проката и сплавов специального назначения, небольших партий изделий, машин, предназначенных для экспериментирования в различных условиях, и т. д. Мелкосерийное производство отличается от опытного производства, продукция которого, как правило, ограничивается изготовлением одного образца.

Рисунок 4. Фрезерный станок с ЧПУ HAAS Super Mini Mill.

Созданный на базе широко известных  моделей серии Mini Mill, станок Super Mini Mill фирмы Haas также занимает площадь всего 6,5' x 6,5' (2 x 2 м), обеспечивая при этом большую рабочую зону 16" x 12" x 10" (406 x 304 x 254 мм). В стандартную комплектацию этого станка входит шпиндель со скоростью вращения 10000 об/мин, ускоренное перемещение 1200 дюйм/мин (30,5 м/мин), 1 Мб программной памяти, прямое нарезание резьбы метчиком и высокоскоростное устройство смены инструмента. Этот станок идеален для операций сверления и нарезания резьбы, необходимых в электронной промышленности, а также для высокоскоростной контурной обработки графитовых электродов и небольших пресс-форм. 

Фрезерный станок серии Super Mini работает от трехфазной сети, оснащен  векторным двойным приводом мощностью 15 л.с. (11,2 кВт) и рассчитан на стандартный инструмент с размером конуса ISO 40. Благодаря скорости подачи при резании до 833 дюйм/мин (21,2 м/мин), ускоренному перемещению 1200 дюйм/мин (30,5 м/мин) и смене инструмента за 3,0 секунды время циклов на станках серии Super Mini Mill сведено до минимума. Стол размером 36" x 12" (914 x 305 мм). Стол с рабочей поверхностью 28,75" (730 мм) обеспечивает большую опорную площадь для закрепления приспособлений. Как и все станки Haas, модели фрезерных станков серии Super Mini Mill поставляются оснащенными мощной системой управления Haas, которая считается в отрасли самой простой в использовании. В системе управления Haas предусмотрены расширенные функции управления инструментом, функции управления нажатием одной кнопки, цветной 15-дюймовый ЖК-дисплей и порт USB.

 

Технические характеристики станка.

 

Параметры	Серия Mini
Рабочая зона	Super Mini  Mill
Перемещение по X, мм	406
Перемещение по Y, мм	305
Перемещение по Z, мм	254
Высота торца шпинделя от стола, мм	102-356
Рабочий стол	Super Mini Mill
Длина стола, мм	730
Ширина стола, мм	305
Нагрузка на стол, макс., кг	227
Ширина Т-пазов, мм	14
Расстояние между пазами, мм	110
Шпиндель	Super Mini Mill
Конус для инструмента	IS040
Скорость вращения макс.(опция), об/мин	10000 (15000)
Мощность шпинделя макс., кВт	11,2
Передача крутящего  момента	ремень
Макс, крутящий момент, Нм	23
Подачи	Super Mini Mill
Холостые подачи по X, макс, м/мин	30,5
Холостые подачи по YZ, макс, м/мин	30,5
Рабочие подачи по оси XYZ, м/мин	21,2
Двигатели привода подач  макс., кВт	2,2
Усилие резания по осям макс., Н	8896
Автосменщик инструмента	Super Mini Mill
Тип стандартного автосменщика	зонтик
Количество инструмента, шт.	10
Диаметр инструмента  макс, мм	89
Масса инструмента макс, мм	5,4
Время смены (инстр./инстр.), сек	4,2
Время смены (стружка/стружка), сек	4,5
Точность	Super Mini Mill
Точность позиционирования, мкм	±5
Повторяемость, мкм	±2,5
Дополнительные  показатели	Super Mini Mill
Объем бака для СОЖ, л	55
Ширина открывания двери, мм	610
Масса станка, кг	1542

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  Описание  схемы базирования для заданной операции.

  Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

  База – это поверхность заготовки или сборочной единицы, с помощью которой ее ориентируют при установке для обработки на станке.

Деталь надевается на короткий палец (минус 2 степени подвижности), имеющий у основания пластину на которую ложится деталь (минус 3 степени подвижности), палец имеет продолжение в виде вала с нарезанной на нем резьбой. Сверху на деталь устанавливается шайба и фиксируется гайкой (минус 1 степень подвижности). Таким образом моя деталь лишена всех степеней подвижности. На рисунке 5 представлена схема базирования, а на рисунке 6 фрагмент приспособления и деталь в сборке. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5. Схема базирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6  Базирование в приспособлении

 

 

 

 

 

4. Анализ существующих приспособлений для заданной схемы базирования и выбор оптимального.

Рассмотрим несколько схем базирования заготовки на внутреннее цилиндрическое отверстие. [6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8.  Приспособление для базирования заготовки двумя плоскостями и внутренней цилиндрической поверхностью.

Приспособление применяется  при фрезеровании паза и применяется  для базирования заготовки боковой  плоскостью рычага, внутренней цилиндрической поверхностью и плоскостью. В приспособлении заготовка опирается установочной базой на опорную пластину 1, двойной опорной базой – на жесткий цилиндрический палец 2, опорной базой на неподвижную опору 5.

Зажим заготовки осуществляется одновременно силами Р₁ и Р₂ с помощью прихвата 6, связанного кинематически с пневмоприводом. Заготовка устанавливается отверстием на цилиндрический палец 2 и доводится до упора опорной пластиной 1. Вспомогательный цилиндрический палец 3 под действием пружины 4 выдвигается и прижимает заготовку к неподвижному опорному элементу 5.

Зажим заготовки осуществляется диафрагменного пневмопривода. Усилие зажима передается прихвату 6 через рычаг 7, клин 8 и плунжер 9. При съеме заготовки плунжер 9 отводится за счет обратного перемещения клина 8.