|
|
назначение режимов резанияПроектирование технологических процессов механообработки в системе «ВЕРТИКАЛЬ» Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Компьютерное проектирование процессов обработки»
Пермь 2015 Составитель: Л.Х. Зубаирова
УДК 621.002:658
Проектирование технологических процессов механообработки в системе «Вертикаль»: методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине«Компьютерное проектирование процессов обработки»/ Сост. Л.Х. Зубаирова: Пер. нац. исслед. политех. ун-т. Пермь, 2015. 16 с.
Приведены методические указания к проведению трех четырехчасовых лабораторных работ по проектированию технологического процесса типовой детали «Втулка» с использованием САПР ТП «Вертикаль».
Рецензент: доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения» ПНИПУ, канд. техн. наук А.С. Донсков
Методические указания утверждены на заседании кафедры «27» марта 2015 г.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2015 Введение
Цели лабораторных работ: 1. Закрепление теоретического материала по темам «Характеристики металлорежущих станков», «Режущие инструменты», «Режимы резания», «Нормирование времени». 2. Освоение работы с прикладным программным продуктом «Вертикаль»: · знакомство с интерфейсом пользователя; · использование универсального технологического справочника; · разработка маршрутной и операционных карт, операционных эскизов; · разработка планов обработки конструкторско-технологических элементов. 3. Приобретение навыков проектирования технологических процессов механической обработки деталей. Технологический процесс (ТП) – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению состояния предмета труда (заготовки) и получению изделия с заданными свойствами. Производственный процесс представляет собой совокупность действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления изделия. ТП изготовления деталей делится на четыре уровня обработки: стадии, этапы, операции, переходы. Под стадией понимают максимально укрупненную группу операций, однородную по характеру, точности и качеству обработки различных поверхностей и детали в целом. Стадии обработки: обдирочная, черновая, получистовая, чистовая, тонкая, отделочная, упрочняющая. Этап обработки является частью стадии и представляет группу однородных операций, характеризуемых определенной точностью, качеством обработки поверхностей или видом немеханической обработки, связанной с решением конкретной задачи (например, этап подготовки технологических баз, черновая обработка поверхностей, термообработка, азотирование). Наименования стадий и этапов часто совпадают. Их отличие состоит в том, что этапы могут повторяться в различных стадиях. Например, этап чистовой обработки азотируемых поверхностей выполняется перед термообработкой и после нее. Вид операции определяется наименованием применяемого оборудования при механической обработке (токарная, сверлильная, фрезерная, шлифовальная, многоцелевая) или повторяет наименование этапа немеханической обработки (термообработка, промывка). Последовательность операций определяет маршрутную карту ТП. Метод обработки совпадает с наименованием перехода и при механической обработке определяется применяемым инструментом (резец – точение, растачивание, сверло – сверление, фреза – фрезерование). В среде Вертикаль студенты выполняют три четырехчасовые лабораторные работы. В работе №1 разрабатывают маршрутную карту, операционные карты на отрезную и токарную операции на деталь «Втулка». Чертеж детали приведен на рисунке 2, операции и переходы – на рис.4. В работе №2 необходимо разработать операционные эскизы к двум операциям – на отрезную и токарную; дерево КТЭ и планы обработки поверхностей; работа №3 посвящена проектированию остальных операций с эскизами, с полными планами обработки поверхностей. Кроме лабораторных студенты выполняют также самостоятельную работу. При разработке ТП необходимо пользоваться электронными справочниками: технолога-машиностроителя (для выбора режимов резания и по другим возникающим вопросам), «ВЕРТИКАЛЬ 2011. Руководство пользователя». Местонахождение файлов справочников приведено в списке источников. Во время занятий необходимо изучить основные понятия по теме и готовить ответы на контрольные вопросы. Отчет по работе по объектам ТП, приведенным в заданиях, представить в электронном или распечатанном виде по указанию преподавателя. По самостоятельной работе (стр.16) заполнить таблицу по режимам резания и норме основного времени и представить в бумажном виде. Общие сведения о системе «Вертикаль» Вертикаль – это система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП). В нем реализован новый подход к организации данных о техпроцессе. Прежде всего, система базируется на объектной модели технологии, состоящей из «технологической» и «конструкторской» частей. «Технологическая» часть модели содержит сведения об операциях, переходах, оборудовании и оснастке. «Конструкторская» часть отображает состав и структуру поверхностей детали. Связь «технологической» и «конструкторской» частей модели осуществляется с помощью объектов Переход, каждый из которых имеет двух «родителей»: Операция (от «технологической» части) и Конструктивный элемент (от «конструкторской» части модели). Такая модель позволяет воедино связать технологическую и конструкторскую информацию и предоставить пользователю единую «многомерную» точку зрения на технологический процесс – с позиций обработки поверхностей и с позиций конструкции детали. Взаимосвязь ВЕРТИКАЛЬ с другими системами и приложениями представлена на рисунке 1. Основными поставщиками справочных данных являются корпоративные справочники (Единицы измерения, Материалы и сортаменты) и Универсальный технологический справочник (УТС). Формирование и ведение пользовательских баз данных для УТС реализуется в специальном модуле администрирования. Графические документы формируются в приложении КОМПАС-3D (версия V8 Рlus или выше) на этапе конструкторской подготовки производства (3D-модель–чертежи) и в процессе проектирования технологических процессов (эскизы). Включение информационных потоков по технологической подготовке производства в единое информационное пространство предприятия (ЕИПП) реализуется интеграцией ВЕРТИКАЛЬ с системами управления документооборотом (PDM - Рrоduct Data Management) ЛОЦМАН. Автоматизация расчетов выполняемых в процессе проектирования ТП осуществляется специальными приложениями к ВЕРТИКАЛЬ – «Система расчета режимов резания», «Система расчета режимов сварки», «Система трудового нормирования» и др.
Рис. 1. Взаимосвязь ВЕРТИКАЛЬ с другими системами и приложениями Работа № 1. Разработка маршрутной и операционной карты, назначение режимов резания
Задание: разработать маршрутную карту и операции «Отрезная» и «Токарная»на деталь «Втулка». Чертеж детали приведен на рис.2 .
Рис.2. Чертеж детали «Втулка»
Основные понятия: операция, основной переход, вспомогательный переход, режимы резания, основное время, вспомогательное время. Последовательность выполнения задания: 1.Пуск–Все программы–АСКОН–Вертикаль 2011 (2 раза). Заполнить появившуюся форму «Вход в систему»: Имя пользователя – РСномер компьютера (например, РС001), пароль–111, Группа пользователей – Технологи. В открывшемся окне изучите информацию об основных понятиях в Руководстве пользователя: меню Справка – Помощь, Введение, Принятые термины; главу 4 «Структурные элементы ТП. Дерево КТЭ. Дерево ТП». Закройте руководство. 2.Создать–ТП на деталь. Заполните форму по данным из чертежа детали: ДСЕ (деталь, сборочная единица) – Обозначение: 006 - 90, Наименование: Втулка, Технология – Обозначение: ТП_Втулка006-90_Фамилия (пример– ТП_Втулка006-90_Иванов), ОК. Должно открыться главное окно САПР. Сохраните файл: Файл- Сохранить ТП как: Библиотеки, Документы, в папке группы. Если нет папки группы – создать папку (например, ТМС14). Главное окно САПР Вертикаль содержит компоненты (рис.3): · Заголовок окна, Основное меню, Инструментальная панель; · Компоненты дерева конструкторско-технологических элементов (Дерево КТЭ); · Компоненты дерева технологического процесса (Дерево ТП); · Панели вызова справочников и программ (панель с серым фоном слева). Для выполнения первой работы используется компоненты дерева ТП и его вкладки (нижняя часть окна). Дерево имеет подвижные рамки, настраиваемые ЛКМ (левой кнопкой мыши). Для удобства рамку можно поднять выше.
Рис.3. Главное окно САПР Вертикаль Подключите чертеж детали к ТП на активном (выделенном) имени детали: на вкладке Чертеждерева ТП–Добавить – с диска – Компьютер \ для студентов \ САПР. Откройте файл Втулка_90.cdw. Подключите 3D-модель детали на вкладке дерева КТЭ 3D-модель –Добавить – с диска – Компьютер \ для студентов \ САПР. Откройте файл Втулка_90.m3d . 3. Введите данные из справочников (на серой вертикальной панели слева) на дереве ТП, на активном имени детали Втулка 006-90. Справочники вызываются разовым кликом ЛКМ. · Наименование детали. Для удобства выбора данных выполните их сортировку: 2 раза щелкните на заголовке Имя детали, найдите имя и нажмите кнопку Применить (зеленый значок галки). Если надо вводить новое имя: кнопка Insert, ввести имя, Применить, Выход, повторно обратиться к справочнику. · Основной материал. Металлы черные (для выбора щелкнуть 2 раза) – Стали–Стали качественные – Сталь 45 ГОСТ 1050-88, Круг г/катаный, Типоразмер (диаметр заготовки) 95 мм. · Дополнительная обработка – выберите закалку. · Вид производства – Обработка резанием. · Тип производства – Среднесерийное. 4. Введите данные на вкладке Атрибуты из чертежа детали– Масса, Длина, Диаметр детали, Норма расхода материала –2 (кг, вес заготовки). Все атрибуты заполнять не обязательно. Переходите на вкладку Текст технологии. 5. Добавление операций и переходов в ТП осуществляется с помощью контекстного меню. Чтобы добавить операцию: 1. На корне дерева ТП (на имени детали) щелкните правой кнопкой мыши (ПКМ) для вызова контекстного меню, Добавить операцию. 2. В открывшемся справочнике: Операции – Обработка резанием – Отрезная – Пило-отрезная, Применить. Выберите остальные операции, приведенные на рис.4: Токарная (далее в п.6 выберите станок 16К20), Токарная с ЧПУ (через Добавить операцию с ЧПУ– станок 1А20МФ3), Вертикально-фрезерная, Слесарная (Операции общего назначения – Прочие операции), Сверлильная, Закалка (Вид производства–Термообработка, Зубошлифование), Круглошлифовальная (Обработка резанием), Промывка, Контроль. Получили последовательность операций – маршрутную карту. 6. Станкивыберите на активной операции: ПКМ, Добавить— Станок. В открывшемся справочнике выберите Отрезные с дисковой пилой – 8Г681 – введите инв.№, Применить. Информацию о станке, инструменте можно изучить на вкладке Информация. Определите диаметр пильного диска для выбранного станка. Станки на остальные операции выбирайте исходя из их характеристик. Сохраните файл сейчас и далее регулярно. 7. Схему базирования выберите на активной операции из справочника. Для отрезной: Деталь-тело вращения – В призматических тисках, для токарных – В 3-х кулачковом самоцентрирующемся патроне с базированием по наружному диаметру с упором в торец. 8. Переходы создайте на активной операции (обязательно соблюдайте предложенный порядок). Добавить: 1. Вспомогательный переход–Установочные, Установить и закрепить (для отрезной операции – заготовку, для токарной и далее – деталь). 2. Основной переход (при которой снимается стружка), выбрать «Отрезать заготовку, выдерживая размеры согласно эскизу». Редактировать текст на вкладке Текст перехода: убрать «выдерживая размеры согласно эскизу», номер поверхности добавить в текст после разработки эскиза с проставленными номерами поверхностей. Тогда переход должен стать таким: «Отрезать заготовку 1». 3. На активном основном переходе определите: 3.1. Код блока расчетаиз справочника – Отрезка (по умолчанию выбирается отрезка резцом). 3.2. Режущий инструмент: ПКМ, Добавить – Пила дисковая сегментная для металла, D фрезы 1430 мм, ширина 12,5 мм, число зубьев –144. 3.3. Режимы резания через ПКМ, Режимы обработки – Добавить режимы резания. При назначении режимов резания определяются параметры: скорость главного движения резания; скорость подачи; глубина резания. Режимы определите по справочнику технолога (см. список источников). Характеристика обрабатываемого материала – стали 45: сталь горячекатаная, σв=610 МПа, НВ 176…179. Скорость главного движения – расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента в единицу времени. Для шлифования в м/с, для остальных методов обработки –м/мин. Для вращательного движения:
Рис.4. Операционные эскизы и переходы обработки детали «Втулка»
Рис.4. Продолжение. Операционные эскизы и переходы обработки детали «Втулка»
При назначении режимов V рассчитывается по эмпирическим (опытным) выражениям или выбирается из справочника, а число оборотов рассчитывается через скорость n =1000V/πD. Далее n уточняется по станку с округлением в большую сторону, при этом значение должно находиться в указанном диапазоне (проверьте через Информация). Для возвратно-поступательного движения: Подача (S) - путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один ход заготовки или инструмента. В зависимости от технологического метода обработки задают подачу: · на зуб, Sзуб, мм/зуб – фрезерование, отрезка дисковой пилой; · на оборот, S, мм/об – точение, сверление; · на двойной ход, Sдв.ход,, мм/дв. ход – строгание, шлифование. Для расчета основного времени обработки То (времени снятия стружки) удобно пользоваться величиной минутной подачи Sм в мм/мин (То =L/Sм). Соотношения между подачами: S= Sзуб z, Sм =Sn, z– количество зубьев инструмента. Глубина резания (t) – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно к обработанной поверхности (мм). Для точения – половина разности диаметров заготовки и детали, для отрезки t равно ширине пилы, при сверлении – половине диаметра сверла. Для расчета режимов резания форма отрезки резцом представлена на рис.5. Справочные данные – скорость резания V=20 м/мин и подача на зуб Sзуб=0,1мм/зуб взяты из справочника технолога-машиностроителя. По известным Sзуб и z=144 для выбранной по станку инструмента (пилы) рассчитайте вручную S, n и Sм , n уточните по станку и проставьте все параметры в форму. Основное время обработки определяется через Рассчитать, ОК. 3.4. Измерительный инструмент через ПКМ, Добавить. 9. На вкладке Текст перехода– при необходимости уточните текст перехода.
Рис.5. Форма для задания режимов резания на отрезку заготовки
10. Создайтепереходы для первой токарной операции по пунктам 7, 8 и 9. Проектирование ТП выполнить параметрическим методом – структура ТП (последовательность переходов) создается в диалоге через форму (рис. 6), параметры (режимы резания и основное время обработки) рассчитываются автоматически. Величины подачи и скорости можно уточнить и запустить повторный расчет через Рассчитать. Сохраните файл в этом промежуточном формате Вертикали.
Рис.6. Форма для задания режимов резания на подрезание торца
11. Получитетехдокументацию (в формате Excel): на активном имени детали – Программы – Формирователь карт Вертикали. После проверки файл закройте, не сохраняя.
Контрольные вопросы
Дайте определение следующим понятиям: 1. Маршрутная карта; 2. Операция; 3. Основной переход; 4. Вспомогательный переход; 5. Скорость резания; 6. Подача; 7. Глубина резания; 8. Основное время; 9. Вспомогательное время. Работа № 2.Разработка операционных эскизов, выбор планов обработки поверхностей, кода ЕСКД
Задание: разработать операционные эскизы к двум операциям – на отрезную и токарную; дерево КТЭ и часть планов обработки обработанных поверхностей. Основные понятия: операционный эскиз, базирование заготовки, план обработки КТЭ Требованияк операционному эскизу: 1. эскиз должен соответствовать положению заготовки на станке (для токарных станков – шпиндель с левой стороны); 2. обрабатываемые поверхности чертить утолщенной линией; 3. проставить размеры с указанием квалитета и допуска; 4. проставить шероховатость (лучше общую, если возможно); 5. поставить обозначения баз (для упора, центрирования и крепления). Последовательность выполнения задания: 1. Пуск–Все программы–АСКОН–Вертикаль 2011. Группа пользователей –Технологи, имя пользователя–РСномер компьютера (пример, РС001), пароль–111. 2. Открыть–ТП (свой файл). Если файла нет, Создать ТП, как указано в работе №1. 3. Создайте эскиз на активной операции на вкладке Эскиз (есть несколько методов): · Кнопка Создать эскиз – из шаблона, выберите Вертикальный формат или подходящий эскиз. Кнопкой Редактировать измените выбранный эскиз в Компасе или создайте новый. Эскизы к операциям представлены на рис.4, тексты переходов на эскизе не приводятся. · Для обозначения баз используйте библиотеку: Менеджер библиотек– Примеры библиотек–Библиотека технологических обозначений (Опоры, Устройства установочные, Зажимы), см. рис.4. · Файл–сохранить (обязательно просто сохранить как внутреннее представление), далее можете сохранить как. · Выход из Компаса и возврат в Вертикаль: Меню Библиотеки–Вернуться в библиотеку. Если эскиз не появился, Сохранить ТП, перезагрузить Вертикаль. 4.Редактируйте эскиз встроенным редактором Вертикали: проставьте шероховатость, создайте маркировку поверхностей. 5.Проставьте номера поверхностей в текст перехода из эскиза (например, «Отрезать заготовку 1», номер 1– из эскиза). Сохраните файл. 6. Изучите связь дерева КТЭ и дерева ТП на примере разработанного представителями фирмы Аскон ТП на деталь Стопор: Файл–Открыть: С\Program Files \ASCON\ Вертикаль3.0 \ samples\ стопор. На активном имени детали на дереве КТЭ нажмите на вкладку 3D-модель, дождитесь появления детали. Раскройте все вложенности (плюсы) на КТЭ. Указывая ЛКМ на поверхность 3D-модели, изучите порядок описания КТЭ. Посмотрите планы обработки КТЭ. Они должны соответствовать перечню переходов для данной поверхности по всему ТП, приведенному на дереве ТП (внизу). Порядок описания КТЭ–начиная с цилиндра с наибольшим диаметром и двигаясь по часовой стрелке: цилиндр, торец этого цилиндра справа, следующий цилиндр справа, …, левый торец детали, отверстие. После изучения закрыть ТП на деталь «Стопор». 7. Создайте дерево КТЭ и планы обработкиповерхностей детали «Втулка» на дереве КТЭ, используя спроектированный ранее ТП (см. рис.4). 7.1. Откройте 3D-модель детали нажатием на вкладку 3D-модель. 7.2. Создайте дерево КТЭ на активном имени детали: ПКМ, Добавить КТЭ, Поверхности вращения, Цилиндр, Цилиндр открытый наружный и т.д. по другим поверхностям. Торец относится к поверхностям вращения. Дерево должно выглядеть так (рис. 7): 7.3. Свяжите поверхности с дерева КТЭ с поверхностями на 3D-модели: Ø Включите режимы отображения (подсветки) и редактирования (связывания), пользуясь их кнопками. На рис.8 показаны расположения кнопок и дерево КТЭ для детали Стопор; Ø Выделите поверхность на дереве и модели; Ø Нажмите кнопку Связать с текущим элементом дерева КТЭ.
Рис.7. Дерево КТЭ и ТП для детали Втулка
7.4. Создайте части планов обработки поверхностей, обработанных на токарной операции. Для этого необходимо переместить переход с дерева ТП на дерево КТЭ, удерживая нажатой ЛКМ. Рис.9 поясняет, как это выполнить. План обработки – это последовательность переходов обработки одной поверхности (КТЭ) по всему ТП. ВЕРТИКАЛЬ содержит компонент «Дерево КТЭ», позволяющий собирать переходы вместе и работать с ними как с самостоятельным фрагментом технологического процесса. После проектирования полного ТП на деталь в работе №3 необходимо дополнить начатые планы обработки и создать новые для остальных КТЭ. 8. Создайте код ЕСКД (единой системы конструкторской документации), используя справочник на панели слева. Изучите классификатор (какие классы, группы, подгруппы, виды деталей представлены). Созданный код отображается на вкладке Атрибуты на дереве ТП в строке Код ДСЕ. Контрольные вопросы
1. Назовите требованияк операционному эскизу. 2. Что собой представляет план обработки КТЭ? 3. Как создается связь дерева КТЭ и 3D-модели? 4. К какому классу относятся детали - тела вращения? 5. Какие признаки детали отражены в коде ЕСКД?
Рис.8. Создание связи дерева КТЭ и 3D-модели
Рис.9. Создание плана обработки КТЭ
Работа № 3.Проектирование операций и создание планов обработки
Задание: разработать полный ТП и планы обработки поверхностей детали «Втулка». Основные понятия: методы обработки, технологический процесс обработки. Последовательность выполнения задания: 1.Пуск–Все программы–АСКОН – Вертикаль 2011. Группа пользователей – технологи, имя пользователя – РСномер компьютера (например, РС001), пароль–111. 2.Открыть–ТП (свой файл). Если нет файла, Создать ТП, как указано в работах №1 и №2. Сохранять ТП: Рабочий стол, Библиотеки, Документы, в папке группы. 3. Должна быть ранее созданная МК: пило-отрезная (с дисковой пилой), токарная (станок 16К20), токарная с ЧПУ (станок 16К30РФ3), фрезерная, слесарная, сверлильная, термообработка, круглошлифовальная, промывка, контроль. 4. На активной операции выберите схему базирования из справочника слева. 5. На активной операции создайте переходы (обязательно соблюдайте предложенный порядок): 5.1. Вспомогательный переход–Установочные, Установить и закрепить. 5.2. Основной переход. 5.3. На активном основном переходе для каждого перехода определите: · Из справочника слева код блока расчета. · Режущий инструмент через ПКМ. Для операции 010 следующие инструменты: 1. подрезать торец (резец проходной Т15К6) 2. центровать отв. (сверло центровочное) 3. сверлить отв. (сверло спиральное) 4. точить пов. (резец проходной ) 5. расточить отв. (резец расточной ) · Режимы резания через ПКМ и Добавить. Режимы должны рассчитываться программой автоматически. Скорость и подачу при необходимости уточните, Рассчитать повторно. · Измерительный инструмент: ПКМ, Добавить. 6. На вкладке Текст переходапри необходимости уточните текст перехода. 7. Создайте эскиз на активной операции на вкладке Эскиз – Кнопка Создать эскиз. Выход из Компасадля возврата в Вертикаль: Меню Библиотеки–Вернуться в библиотеку. Редактируйте эскиз встроенным редактором Вертикали: поставьте шероховатость, создайте маркировку. 8. Проставьте номера поверхностей в тексты переходов из эскизов. Сохраните файл. 9. Получитетехдокументацию: на активном имени детали: Программы – Формирователь карт Вертикаль. После проверки файл в формате ГОСТ сохраните и можете напечатать по согласованию с преподавателем.
Контрольные вопросы
Самостоятельная работа
Заполните строку (или несколько строк по указанию преподавателя) таблицы по режимам резания и нормированию времени для обработки детали «Втулка» из материала по одному из вариантов, приведенных ниже. Обработка после отжига. Операционные эскизы и переходы представлены на рис.4. Приводятся ориентировочные коэффициенты обрабатываемости материалов по скорости резания по сравнению со сталью 45. Столбец по силе резания Рz заполняется по указанию преподавателя. Вариант задания определятся сочетанием номера перехода и марки материала.
Список источников
1. Электронная версия «Справочник технолога-машиностроителя: т. 1 и 2./ под. редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М. Машиностроение»: Файлы находятся: Компьютер \ для студентов \ Книги \ Справочник технолога_Т1, -Т2. 2. «ВЕРТИКАЛЬ 2011. Руководство пользователя»: Меню программы «Вертикаль», Справка – Помощь. Найти интересующий пункт по содержанию или с использованием поиска. 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
, где D – диаметр заготовки (мм) при ее вра--щении (точение), или диаметр инструмента при вращении инструмента (отрезка пилой, сверление) ; n – частота вращения (об/мин).
, где L – расчетная длина хода инструмента; m – число двойных ходов инструмента в минуту.
