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

1. Постановка задачи.

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

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

2. Разработка технологического процесса

2.1 Описание детали типа «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 СЧ 10.

Основные требования к параметрам шероховатости R_>a> 6.3, R_>a> 3.2.

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

2.2 Обоснование выбора оборудования.

По условию проекта деталь должна быть обработана на станка 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.

2.3 Разработка маршрутного техпроцесса.

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

3. Выбор инструментальной оснастки для операции токарная с ЧПУ.

Расчет инструментальной оснастки будет производиться для операции 015 Токарная с ЧПУ.

Установ 1

3.1 Наименование операции - токарная с ЧПУ

Содержание 1 перехода: подрезать торец в размер 104 мм.

3.1.1 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.

3.1.2 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.П]

Скорость резания

Су V=———— Ку

тТЗУ

Показатели степени и коэффициенты выбираются из таблиц. [1,стр.267] Коэффициент K.v=K.mv K.nv K-hv К-иу К-г, учитывает поправки на обрабатываемый материал, состояние обрабатываемой поверхности, материала режущей части резца, геометрических параметров. Ку=1,2*0,9*1,5*1*0,87=1,41

292

V= ————————— 1,41 = 160 м/мин

бО⁰'²^⁰¹¹^^⁰'² Сила резания [1,стр.271]

Pz,x,y=10Cpt^xS^УVⁿKp=10*92*2.5¹*0.95⁰•⁷⁵*160⁰*(2*l*1.18*l*l)=2415H. Мощность резания

PzV 2415*160 N= ———— = ————— = 6.3 кВт

1020*60 1020*60 Частота вращения шпинделя

1000*V 1000*160 n= = = 565 мин'¹

TC*Dmax 3.14*90 принимаем п=500 мин"¹

3.1.3 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 25х40мм (ВхН) Место крепления РИ на станке - револьверная головка. . Наименование крепежно-присоединительной части станка для закрепления РИ - гнездо цилиндрическое с рифленьем и клином. Размер гнезда 050мм (Н7)

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

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

3.1.5 Определение размеров ВИ

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:

квадратный паз 25х25 мм, габаритные размеры: общая длина 138мм, максимальные размеры 100х138мм, длина посадочного хвостовика 78мм.

3.1.6 Выбор конструктивной схемы ИБ револьверная головка ——> ВИ ————1> РИ

3.1.7 Конструктивная схема ВИ:

крепежная часть станка ———I»' корпус ВИ ——^ крепежная часть режущего инструмента

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

Подготовка инструментальной оснастки для станков с ЧПУ заключается в том, что РИ к станку доставляется с составе инструментального блока (ИБ).

ИБ 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 050h6.

3.2 Наименование операции - токарная с ЧПУ

Содержание 2 перехода: расточить отверстие в размер 026Н11 мм и снять фаску согласно размеру.

3.2.1 Исходные данные Материал детали - Чугун СЧ 10. Вид заготовки - литье.

Характер обрабатываемой поверхности по корке, припуск прерывистый. Параметр шероховатости Ra 3,2

3.2.2 Расчет режимов резания

Растачивание отверстия будем вести в два прохода, глубина резания t==l,5 mm, '

Подача при растачивании 8=0,25 мм/об. [1,стр.267,т.12] Скорость резания

Су

ЛУ

Показатели степени и коэффициенты выбираются из таблиц. [1,стр.267] Коэффициент Kv=Kmv K-nv K.hv киу Кг? учитывает поправки на обрабатываемый материал, состояние обрабатываемой поверхности, материала режущей части резца, геометрических параметров. Ку=1,1*0,85* 1,2* 1*0,87=0,97

292

V= —————————0,97=155 м/мин

бО⁰'²!^⁰'^^⁰'² Сила резания [1,стр.271]

Pz^lOCptyV"!^ 10*92*1,5¹*0,25⁰•⁷⁵*155⁰*(1*1, .*U8*1*1)=633 H. Мощность резания

P^V 633*155 ———— = ————— = ,6 кВт

1020*60 1020*60 Частота вращения шпинделя

1000*V 1000*155 n= ——————— = =1897 мин

7t*Dmax 3.14*26 принимаем п=2000 мин'

3.2.3 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 25х40мм (ВхН)

Место крепления РИ на станке - револьверная головка

Наименование крепежно-присоединительной части станка для закрепления РИ - гнездо цилиндрическое с рифленьем и клином Размер гнезда 050мм (Н7)

3.2.4 Инструмент режущий: резец расточной с tp=90, с трехгранной пластиной из твердого сплава [3,стр. 170]

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

3.2.5 Определение размеров ВИ

Для крепления РИ 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 016мм, габаритные размеры: общая длина 159мм, максимальные размеры 159х70мм.

3.2.6 Выбор конструктивной схемы ИБ револьверная головка ——1> ВИ ————|>РИ

3.2.7 Конструктивная схема ВИ:

крепежная часть станка ———^ два переходника ——^ крепежная часть режущего инструмента (лист 8)

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

Подготовка инструментальной оснастки для станков с ЧПУ заключается в том, что РИ к станку доставляется с составе инструментального блока (ИБ).

ИБ для растачивания отверстия состоит из расточного резца (поз.1), переходной втулки (поз.2), второй переходной втулки (поз.З). Резец закреплен в резцедержателе винтами (позю4).

Хвостовик резцедержателя соответствует посадочному гнезду револьверной головки станка мод. 16К20ФЗ и равен 050h6.

Установ 2

3.3 На этом установе обрабатываются симметричные поверхности. Применяются те же инструменты, что и на установе 1, расчеты режимов резания, конструктивные схемы ВИ и ЦБ будут одинаковыми.

4. Общие выводы.

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 станкой 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.

Список используемой литературы.

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.

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

3. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Оснастка для станков с ЧПУ:

. Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990

Министерство общего и профессионального образования Р.Ф.

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.

Содержание

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

1. Введение.

2. Постановка задачи.

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. Разработка технологического процесса.

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 R_>a> 6.3, R_>a> 3.2.

Все литейные радиусы R5.

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

3.2. Обоснование выбора оборудования

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.

3.3 Разработка маршрутного технологического процесса.

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

Маршрутная карта

№№ 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

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 9,2мм 5…8 Нарезать резьбу М100,8 9…12 Фрезеровать пов. Согласно размеру 13 Зенкеровать отв. 25мм 14 Зенкеровать отв. 30H11мм 15 Нарезать резьбу М272 согласно размеру 16 Установ 2 Центровать отв. 17…20 Сверлить отв. под резьбу 9,2мм 21…24 Нарезать резьбу М100,8 25…28

4. Выбор инструментальной оснастки для операции токарная с ЧПУ.

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 R_>a> 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 = (C_>v> / T^m * t^x * S^y ) * K_>v>

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

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

K_>v> = K_>mv> * K_>nv> * K_>hv> * К_>и>_>v> * К_>г>

К_>v> = 1,2 * 0,9 * 1,5 * 1 * 0,87 = 1,41

V = (292 / 60^0,2 * 2,5^0,15 * 0,95^0,2) * 1,41= 160 м/мин

Сила резания [1,стр.271]

P_>z,x,y> = 10 * C_>p> * t^x * S^y * Vⁿ * K_>p>

P_>z,x,y> = 10 * 92 * 2,5¹ * 0.95^0,75 * 160⁰ * (2 * l * 1,18 * l * l) = 2415 H

Мощность резания

N = P_>z> * V / 1020 * 60

N= 2415 * 160 / 1020 * 60 = 6,3 кВт

Частота вращения шпинделя

n = 1000 * V /  * D_>max>

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 50мм (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  ВИ РИ

4.1.7 Конструктивная схема вспомогательного инструмента:

крепежная часть станка  корпус ВИ  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 50h6.

4.2 Наименование операции - токарная с ЧПУ

Содержание 2 перехода: расточить отверстие в размер 26Н11 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 R_>a> 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 = (C_>v> / T^m * t^x * S^y ) * K_>v>

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

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

K_>v> = K_>mv> * K_>nv> * K_>hv> * К_>и>_>v> * К_>г>

К_>v> = 1,1 * 0,85 * 1,2 * 1 * 0,87 = 0,97

V = (292 / 60^0,2 * 1,5^0,15 * 0,25^0,2) * 0,97= 155 м/мин

Сила резания [1,стр.271]

P_>z,x,y> = 10 * C_>p> * t^x * S^y * Vⁿ * K_>p>

P_>z,x,y> = 10 * 92 * 1,5¹ * 0,25^0,75 * 155⁰ * (1 * l,1 * 1,18 * l * l) = 633 H

Мощность резания

N = P_>z> * V / 1020 * 60

N= 633 * 155 / 1020 * 60 = 1,6 кВт

Частота вращения шпинделя

n = 1000 * V /  * D_>max>

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

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 50мм (Н7)

4.2.4 Инструмент режущий

резец расточной с =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 16мм, габаритные размеры: общая длина 159мм, максимальные размеры 15970мм.

4.2.6 Выбор конструктивной схемы инструментального блока

револьверная головка  ВИ  РИ

4.2.7 Конструктивная схема вспомогательного инструмента:

крепежная часть станка  два переходника  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.

Инструментальный блок для растачивания отверстия состоит из расточного резца (поз.1), переходной втулки (поз.2), второй переходной втулки (поз.3). Резец закреплен в резцедержателе винтами (поз.4).

Хвостовик резцедержателя соответствует посадочному гнезду револьверной головки станка мод. 16К20ФЗ и равен 50h6.

Установ 2

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.

5. Общие выводы.

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.

6. Список используемой литературы.

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.

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

3. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990