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

1. Постановказадачи.

На основеспроектированноготехнологическогопроцесса механическойобработки,детали типа«Корпус» настанках с ЧПУ,разработатьинструментальнуюоснастку дляодной из операций.

Кроме РИ иВИ, к инструментальнойоснастке относятсяинструментыи средстванастройкиинструментана размер внестанка.

2. Разработкатехнологическогопроцесса

2.1 Описаниедетали типа«Корпус».

По назначениюдеталь являетсяпереходникомв системераспределенияжидкости. Детальимеет на торцахпо четыре крепежныхотверстия, ина боковом однос размером М27мм.

Материалзаготовки чугунСЧ 10.

Основныетребованияк параметрамшероховатостиR_a6.3, R_a3.2.

Деталь «Корпус»являетсятехнологичной,она не имееттруднодоступныхповерхностейи не требуетспециальногоинструмента.

2.2 Обоснованиевыбора оборудования.

По условиюпроекта детальдолжна бытьобработанана станка сЧПУ.

Обработкаповерхностейвращения производитсяна универсальноммодифицированномстанке с ЧПУ16К20ФЗ токарнойгруппы.

Торцеваяповерхностьи резьбовоеотверстиеперпендикулярноеоси детали, атакже крепежныеотверстияобрабатываютсяна многоцелевомобрабатывающемцентре 2206ВМФ4с горизонтальнымрасположениемшпинделя. Станокотносится ксверлильно-фрезерно-расточнойгруппе.

2.3 Разработкамаршрутноготехпроцесса.

Технологическийпроцесс механическойобработкидетали «Корпус»представленв форме маршрутнойкарты с операционнымиэскизами.

3. Выбор инструментальнойоснастки дляоперации токарнаяс ЧПУ.

Расчетинструментальнойоснастки будетпроизводитьсядля операции015 Токарная сЧПУ.

Установ 1

3.1 Наименованиеоперации - токарнаяс ЧПУ

Содержание1 перехода: подрезатьторец в размер104 мм.

3.1.1 Исходныеданные Материалдетали - ЧугунСЧ 10. Вид заготовки- литье.

Характеробрабатываемойповерхностипо корке, припускпрерывистый.Отклонениеразмера по 11квалитетуточности. ПараметршероховатостиRa6,3.

3.1.2 Расчет режимоврезания

Глубинарезания t=2,5мм.

Подача - причерновом точениипринимаетсямаксимальнодопустимаяпо мощностиоборудования,жесткостьюсистемы СПИД,прочностирежущей пластиныи прочностидержавки. S=0,95мм/об. [1,стр.266,т.П]

Скоростьрезания

СуV=————Ку

тТЗУ

Показателистепени икоэффициентывыбираютсяиз таблиц.[1,стр.267] КоэффициентK.v=K.mvK.nvK-hvК-иу К-г, учитываетпоправки наобрабатываемый материал, состояние обрабатываемой поверхности,материаларежущей частирезца, геометрическихпараметров.Ку=1,2*0,9*1,5*1*0,87=1,41

292

V=————————— 1,41= 160 м/мин

бО⁰'²^⁰¹¹^^⁰'²Сила 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 Частотавращения шпинделя

1000*V 1000*160 n= = = 565 мин'¹

TC*Dmax 3.14*90 принимаемп=500 мин"¹

3.1.3 Станок иоснастка Станок- токарный сЧПУ 16К20ФЗ Частотавращения 10.. .2000мин'¹ Пределыподач 0,01.. .2,8 мм/обМощность главногопривода 11кВтОграничениегабаритовдержавки неболее 25х40мм (ВхН)Место крепленияРИ на станке- револьвернаяголовка. . Наименование крепежно-присоединительной части станкадля закрепленияРИ - гнездоцилиндрическоес рифленьеми клином. Размергнезда 050мм (Н7)

3.1.4 Инструментрежущий: резецпроходной (ГОСТ21151-75*) с механическимкреплениемтвердосплавнойпластины [3,стр.168]

ограниченияна параметрыРИ, связанныес технологическимпроцессоммеханическойобработки,отсутствуют.

3.1.5 Определениеразмеров ВИ

Размерыкрепежно-присоединительнойчасти ВИ длязакрепленияна станкесоответствуютразмеру гнездаревольвернойголовки: диаметрхвостовика50h6мм, остальныеразмеры покаталогу [2]

Размерыкрепежно-присоединительнойчасти ВИ длязакрепленияРИ:

квадратныйпаз 25х25 мм, габаритныеразмеры: общаядлина 138мм, максимальныеразмеры 100х138мм,длина посадочногохвостовика78мм.

3.1.6 Выбор конструктивнойсхемы ИБ револьвернаяголовка ——>ВИ ————1> РИ

3.1.7 Конструктивнаясхема ВИ:

крепежнаячасть станка———I»' корпусВИ ——^ крепежная часть режущегоинструмента

3.1.8 Описаниеинструментальногоблока для операциитокарная с ЧПУ- подрезка торца.

Подготовкаинструментальнойоснастки длястанков с ЧПУзаключаетсяв том, что РИ кстанку доставляетсяс составеинструментальногоблока (ИБ).

ИБ для подрезанияторца состоитиз проходногорезца (поз.1) ирезцедержателя(поз.2). Резецзакреплен врезцедержателетремя винтами(позю4), черезподпружиненнуюпланку (поз.З).

Хвостовик резцедержателя соответствует посадочному гнезду револьвернойголовки станкамод. 16К20ФЗ и равен050h6.

3.2 Наименованиеоперации - токарнаяс ЧПУ

Содержание2 перехода: расточитьотверстие вразмер 026Н11 мми снять фаскусогласно размеру.

3.2.1 Исходныеданные Материалдетали - ЧугунСЧ 10. Вид заготовки- литье.

Характеробрабатываемойповерхностипо корке, припускпрерывистый.ПараметршероховатостиRa3,2

3.2.2 Расчет режимоврезания

Растачиваниеотверстия будемвести в двапрохода, глубинарезания t==l,5mm, '

Подача прирастачивании8=0,25 мм/об. [1,стр.267,т.12]Скорость резания

Су

ЛУ

Показателистепени икоэффициентывыбираютсяиз таблиц.[1,стр.267] КоэффициентKv=KmvK-nvK.hvкиу Кг?учитываетпоправки наобрабатываемый материал, состояние обрабатываемой поверхности,материаларежущей частирезца, геометрическихпараметров.Ку=1,1*0,85* 1,2* 1*0,87=0,97

292

V=—————————0,97=155м/мин

бО⁰'²!^⁰'^^⁰'²Сила резания[1,стр.271]

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

P^V 633*155 ———— = —————= ,6 кВт

1020*60 1020*60 Частотавращения шпинделя

1000*V 1000*155 n=——————— = =1897 мин

7t*Dmax 3.14*26 принимаемп=2000 мин'

3.2.3 Станок иоснастка

Станок - токарныйс ЧПУ 16К20ФЗ

Частотавращения 10... 2000мин'¹

Пределы подач0,01.. .2,8 мм/об

Мощностьглавного привода11кВт

Ограничениегабаритовдержавки неболее 25х40мм (ВхН)

Место крепленияРИ на станке- револьвернаяголовка

Наименование крепежно-присоединительной части станка для закрепленияРИ - гнездоцилиндрическоес рифленьеми клином Размергнезда 050мм (Н7)

3.2.4 Инструментрежущий: резецрасточной сtp=90,с трехграннойпластиной изтвердого сплава[3,стр. 170]

ограниченияна параметрыРИ, связанныес технологическимпроцессоммеханическойобработки,отсутствуют.

3.2.5 Определениеразмеров ВИ

Для крепленияРИ В револьвернойголовке применяемдве переходныевтулки.

Размерыкрепежно-присоединительнойчасти ВИ длязакрепленияна станкесоответствуютразмеру гнездаревольвернойголовки: диаметрхвостовика50h6мм, остальныеразмеры покаталогу [2]

Размерыкрепежно-присоединительнойчасти ВИ длязакрепленияРИ:

втулка сотверстием016мм, габаритныеразмеры: общаядлина 159мм, максимальныеразмеры 159х70мм.

3.2.6 Выбор конструктивнойсхемы ИБ револьвернаяголовка ——1>ВИ ————|>РИ

3.2.7 Конструктивнаясхема ВИ:

крепежнаячасть станка———^ два переходника——^ крепежнаячасть режущегоинструмента(лист 8)

3.2.8 Описаниеинструментальногоблока для операциитокарная с ЧПУ- подрезка торца.

Подготовкаинструментальнойоснастки длястанков с ЧПУзаключаетсяв том, что РИ кстанку доставляетсяс составеинструментальногоблока (ИБ).

ИБ для растачиванияотверстиясостоит израсточногорезца (поз.1),переходнойвтулки (поз.2),второй переходнойвтулки (поз.З).Резец закрепленв резцедержателевинтами (позю4).

Хвостовик резцедержателя соответствует посадочному гнезду револьвернойголовки станкамод. 16К20ФЗ и равен050h6.

Установ 2

3.3 На этом установеобрабатываютсясимметричныеповерхности.Применяютсяте же инструменты,что и на установе1, расчеты режимоврезания, конструктивныесхемы ВИ и ЦБбудут одинаковыми.

4. Общие выводы.

Основнойособенностьюизготовлениядеталей настанках с ЧПУявляется новыйподход к разработкетехнологическогопроцесса: технологдолжен стремитьсяк максимальнойконцентрацииоперации,минимальномуколичествупереустановокдетали, т.е. квозможностиобработатьза одну операциюкак можно большеповерхностей.

Так появилосьоборудованиетипа «обрабатывающийцентр», на которомможно обработатьвсе возможныеповерхностис минимальнымчислом переустановок,что сокращаетвремя обработкии повышаетточностьповерхностей.

Инструментальнаяоснастка длятаких станкойстроится наоснове модульногопринципа исоответствуеттребованиямпроизводства.К ним относитсяпрежде всего:быстро сменностьи взаимозаменяемость,простота сборкии разборки,минимальноеколичествостанков, высокаяточностьцентрирования,виброустойчивостьв широком диапазонережимов резанияжесткостьсоединенийв радиальноми осевом направленияхпри максимальныхнагрузках.

Список используемойлитературы.

1. Справочниктехнолога-машиностроителя.В 2-х т. Т. 2/Под ред.А.Г. Косиловойи Р.К. Мещерякова.- М.: Машиностроение,1985.

2. Режущий и вспомогательный инструмент для гибгихпроизводственныхмодулей. Каталог.ВНИИ Инструмент.М., ВНИИ ТЭМП,1988.

3. КузнецовЮ.И., Маслов А.Р.,Оснастка длястанков с ЧПУ:

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

Министерствообщего и профессиональногообразованияР.Ф.

МосковскаяГосударственнаяАкадемияПриборостроенияи Информатики

Кафедра______________________________________

Допустить кзащите:

«___» ____________ 2000 г.

Руководитель______________

Пояснительнаязаписка к курсовомупроекту

Темапроекта: «Разработатьинструментальнуюоснастку ктехнологииизготовлениядетали «корпус»в условияхобработки настанках с ЧПУ»

Проектвыполнил студент:Бакачёв АндрейИгоревич

шифр:96009 группа:МТ-8 факультет:ВФ

Специальность:1201

Нормоконтроль______________________________________________________

Курсовойпроект защищенс оценкой:___________________________________

Руководитель:_______________________________________________________

Членыкомиссии:_____________________________________________________

_____________________________________________________

Москва2000 г.

Содержание

1.Введение.

2. Постановказадачи.

На основеспроектированноготехнологическогопроцесса механическойобработки,детали типа«Корпус» настанках с ЧПУ,разработатьинструментальнуюоснастку дляодной из операций.

Кроме режущегоинструмента(РИ) и вспомогательногоинструмента(ВИ), к инструментальнойоснастке относятсяинструментыи средстванастройкиинструментана размер внестанка.

3. Разработкатехнологическогопроцесса.

3.1. Описание детали«Корпус».

По назначениюдеталь являетсяпереходникомв системераспределенияжидкости. Детальимеет на торцахпо четыре крепежныхотверстия, ина боковом однос размером М27мм.

Материал заготовки– чугун СЧ10.

HB 190.

Основные требованияк параметрамшероховатостиR_a6.3, R_a3.2.

Все литейныерадиусы R5.

Деталь «Корпус»являетсятехнологичной,так как она неимеет труднодоступныхповерхностейи не требуетспециальногоинструмента.

3.2.Обоснованиевыбора оборудования

По условиюпроекта детальдолжна бытьобработанана станках сЧПУ.

Обработкаповерхностейвращения производитсяна универсальноммодифицированномстанке с ЧПУ16К20ФЗ токарнойгруппы.

Торцевая поверхностьи резьбовоеотверстиеперпендикулярноеоси детали, атакже крепежныеотверстияобрабатываютсяна многоцелевомобрабатывающемцентре 2206ВМФ4с горизонтальнымрасположениемшпинделя. Станокотносится ксверлильно-фрезерно-расточнойгруппе.

3.3Разработкамаршрутноготехнологическогопроцесса.

Технологическийпроцесс механическойобработкидетали «Корпус»представленв форме маршрутнойкарты с операционнымиэскизами.

Маршрутнаякарта

4.Выбор инструментальнойоснастки дляоперации токарнаяс ЧПУ.

Расчет инструментальнойоснастки будетпроизводитьсядля операциитокарная с ЧПУ.

Установ 1

4.1 Наименованиеоперации - токарнаяс ЧПУ

Содержание1 перехода:
подрезатьторец в размер104 мм.

4.1.1 Исходныеданные:

Материал детали- Чугун СЧ 10. Видзаготовки -литье.

Характеробрабатываемойповерхностипо корке, припускпрерывистый.

Отклонениеразмера по 11квалитетуточности.

ПараметршероховатостиR_a6,3.

4.1.2 Расчет режимоврезания

Глубина резанияt=2,5 мм.

Подача - причерновом точениипринимаетсямаксимальнодопустимаяпо мощностиоборудования,жесткостьюсистемы СПИД,прочностирежущей пластиныи прочностидержавки. S=0,95мм/об. [1,стр.266,т.11]

Скорость резания

V =(C_v /T^m *t^x *S^y ) *K_v

Показателистепени икоэффициентывыбираютсяиз таблиц.[1,стр.267]

КоэффициентK_v,учитываетпоправки наобрабатываемый материал, состояние обрабатываемой поверхности,материаларежущей частирезца, геометрическихпараметров.

K_v= K_mv* K_nv* K_hv* К_иv* 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

Мощностьрезания

N = P_z* V / 1020 * 60

N= 2415 * 160 / 1020 *60 = 6,3 кВт

Частота вращенияшпинделя

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 - токарныйс ЧПУ 16К20ФЗ

Частота вращения10…2000 мин^-1

Пределы подач0,01…2,8 мм/об

Мощность главногопривода 11кВт

Ограничениегабаритовдержавки неболее 2540мм(ВН)

Место крепленияРИ на станке- револьвернаяголовка.

Наименованиекрепежно-присоединительнойчасти станкадля закреплениярежущего инструмента- гнездо цилиндрическоес рифленьеми клином.

Размер гнезда50мм (Н7).

4.1.4 Инструментрежущий: резецпроходной (ГОСТ21151-75) с механическимкреплениемтвердосплавнойпластины [3,стр.168]

ограниченияна параметрырежущего инструмента,связанные стехнологическимпроцессоммеханическойобработки,отсутствуют.

4.1.5 Определениеразмероввспомогательногоинструмента

Размерыкрепежно-присоединительнойчасти вспомогательногоинструментадля закрепленияна станкесоответствуютразмеру гнездаревольвернойголовки: диаметрхвостовика50h6 мм, остальныеразмеры покаталогу [2]

Размерыкрепежно-присоединительнойчасти вспомогательногоинструментадля закреплениярежущего инструмента:квадратныйпаз 2525мм, габаритныеразмеры: общаядлина 138мм, максимальныеразмеры 100138мм,длина посадочногохвостовика78мм.

4.1.6 Выбор конструктивнойсхемы инструментальногоблока (ИБ)

револьвернаяголовка ВИ РИ

4.1.7 Конструктивнаясхема вспомогательногоинструмента:

крепежнаячасть станкакорпус ВИ крепежная частьРИ

4.1.8 Описаниеинструментальногоблока для операциитокарная с ЧПУ- подрезка торца.

Подготовкаинструментальнойоснастки длястанков с ЧПУзаключаетсяв том, что режущийинструментк станку доставляетсяв составеинструментальногоблока.

Инструментальныйблок для подрезанияторца состоитиз проходногорезца (поз.1) ирезцедержателя(поз.2). Резецзакреплен врезцедержателетремя винтами(позю4), черезподпружиненнуюпланку (поз.З).Хвостовик резцедержателя соответствует посадочному гнезду револьвернойголовки станкамод. 16К20ФЗ и равен50h6.

4.2 Наименованиеоперации - токарнаяс ЧПУ

Содержание2 перехода: расточитьотверстие вразмер 26Н11мм и снять фаскусогласно размеру.

4.2.1 Исходные данные

Материал детали- Чугун СЧ 10.

Вид заготовки- литье.

Характеробрабатываемойповерхностипо корке, припускпрерывистый.

ПараметршероховатостиR_a 3,2

4.2.2 Расчет режимоврезания

Растачиваниеотверстия будемвести в двапрохода,
глубинарезания t= l,5 мм,

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

Скорость резания

V =(C_v /T^m *t^x *S^y ) *K_v

Показателистепени икоэффициентывыбираютсяиз таблиц.[1,стр.267]

КоэффициентK_v,учитываетпоправки наобрабатываемый материал, состояние обрабатываемой поверхности,материаларежущей частирезца, геометрическихпараметров.

K_v =K_mv *K_nv *K_hv *К_иv * 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

Мощностьрезания

N = P_z* V / 1020 * 60

N= 633 * 155 / 1020 * 60 = 1,6 кВт

Частота вращенияшпинделя

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 - токарныйс ЧПУ 16К20ФЗ

Частота вращения10…2000 мин^-1

Пределы подач0,01…2,8 мм/об

Мощность главногопривода 11кВт

Ограничениегабаритовдержавки неболее 2540мм(ВН)

Место креплениярежущего инструментана станке -револьвернаяголовка

Наименованиекрепежно-присоединительнойчасти станкадля закреплениярежущего инструмента- гнездо цилиндрическоес рифленьеми клином

Размер гнезда50мм (Н7)

4.2.4 Инструментрежущий

резец расточнойс =90,с трехграннойпластиной изтвердого сплава[3,стр.170]

ограниченияна параметрырежущего инструмента,связанные стехнологическимпроцессоммеханическойобработки,отсутствуют.

4.2.5 Определениеразмероввспомогательногоинструмента

Для креплениярежущего инструментав револьвернойголовке применяемдве переходныевтулки.

Размерыкрепежно-присоединительнойчасти ВИ длязакрепленияна станкесоответствуютразмеру гнездаревольвернойголовки: диаметрхвостовика50h6 мм, остальныеразмеры покаталогу [2]

Размерыкрепежно-присоединительнойчасти ВИ длязакрепленияРИ: втулка сотверстием16мм,габаритныеразмеры: общаядлина 159мм, максимальныеразмеры 15970мм.

4.2.6 Выбор конструктивнойсхемы инструментальногоблока

револьвернаяголовка ВИ РИ

4.2.7 Конструктивнаясхема вспомогательногоинструмента:

крепежная частьстанка два переходникакрепежная частьРИ

4.2.8 Описаниеинструментальногоблока для операциитокарная с ЧПУ- подрезка торца.

Подготовкаинструментальнойоснастки длястанков с ЧПУзаключаетсяв том, что режущийинструментк станку доставляетсяв составеинструментальногоблока.

Инструментальныйблок для растачиванияотверстиясостоит израсточногорезца (поз.1),переходнойвтулки (поз.2),второй переходнойвтулки (поз.3).Резец закрепленв резцедержателевинтами (поз.4).

Хвостовик резцедержателя соответствует посадочному гнезду револьвернойголовки станкамод. 16К20ФЗ и равен50h6.

Установ2

4.3 На этом установеобрабатываютсясимметричныеповерхности.Применяютсяте же инструменты,что и на установе1, расчеты режимоврезания, конструктивныесхемы вспомогательногоинструментаи инструментальногоблока будутодинаковыми.

5.Общие выводы.

Основной особенностьюизготовлениядеталей настанках с ЧПУявляется новыйподход к разработкетехнологическогопроцесса: технологдолжен стремитьсяк максимальнойконцентрацииоперации,минимальномуколичествупереустановокдетали, т.е. квозможностиобработатьза одну операциюкак можно большеповерхностей.

Так появилосьоборудованиетипа «обрабатывающийцентр», на которомможно обработатьвсе возможныеповерхностис минимальнымчислом переустановок,что сокращаетвремя обработкии повышаетточностьповерхностей.

Инструментальнаяоснастка длятаких станковстроится наоснове модульногопринципа исоответствуеттребованиямпроизводства.К ним относитсяпрежде всего:быстро сменностьи взаимозаменяемость,простота сборкии разборки,минимальноеколичествостанков, высокаяточностьцентрирования,виброустойчивостьв широком диапазонережимов резанияжесткостьсоединенийв радиальноми осевом направленияхпри максимальныхнагрузках.

6.Список используемойлитературы.

1. Справочниктехнолога-машиностроителя.В 2-х т. Т. 2 / под ред.А.Г. Косиловойи Р.К. Мещерякова.- М.: Машиностроение,1985.

2. Режущий и вспомогательный инструмент для гибкихпроизводственныхмодулей. Каталог.ВНИИ Инструмент.М., ВНИИ ТЭМП,1988.

3. КузнецовЮ.И., Маслов А.Р.,Оснастка длястанков с ЧПУ:Справочник.- 2-е изд., перераб.и доп. - М.: Машиностроение,1990