Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
15.03.05.2017.413.00 ПЗ
Разраб. Свинарчук Р.С.. Конструкторско- Лит. Листов
АННОТАЦИЯ
Свинарчук Р.С. Конструкторско- технологическое обеспечение изготовления детали «Пуансон вырубной» – Челябинск: ЮУрГУ, П–452, 102 с., 36 ил, 22 табл., прил., библ.список – 19 наим., чертежи форматов А1 – 12 листов, карта ТП.
Цель выпускной квалификационной работы является анализирование, расчет, проектирование текущего и составление проектного варианта технологического процесса корпусной детали типа "Пуансон вырубной", автоматизация производственного процесса детали, безопасность жизнедеятельности в ГПС.
Задачей выпускной квалификационной работы является расчет режимов резания и норм времени для проектного варианта технологического процесса с применением и использованием специально спроектированных режущих инструментов.
Проверка выпускной квалификационной работы на плагиат, оригинальность текста – 74,88%
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...5
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ...7
1.1 Описание узла, в котором работает деталь...7
1.2 Описание работы детали в узле...8
1.3 Аналитический обзор и сравнение зарубежных и отечественных технологических решений для соответствующих отраслей машиностроения. 8 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ...15
2.1 Анализ существующей на предприятии документации по конструкторско-технологической подготовке действующего производства.. .15
2.1.1 Анализ операционных карт действующего технологического процесса15 2.1.2 Анализ технологического оборудования, применяемой технологической оснастки и режущего инструмента...16
2.2 Разработка проектного варианта технологического процесса изготовления детали «Пуансон вырубной 7821–08»...19
2.2.1 Аналитический обзор, выбор и обоснование способа получения исходной заготовки...19
2.2.3 Формирование операционно-маршрутной технологии проектного варианта...27
2.2.4 Размерно-точностной анализ проектного варианта технологического процесса...30
2.2.5 Расчет режимов резания и норм времени на все операции проектного варианта технологического процесса...31
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ...40
3.1 Аналитический обзор и выбор стандартизованной инструментальной оснастки...40
3.2 Аналитический обзор и выбор стандартного режущего инструмента...42
3.3 Проектирование и расчёт специального режущего инструмента...47
3.3.1 Проектирование и расчет специального режущего инструмента концевой фрезы...47
3.4 Станочное приспособление...53
3.5 Контрольные приспособления...54
3.6 Выбор модели КИМ и средств оснащения...56
3.6.1 Выбор модели контрольно-измерительной машины...56
3.6.2 Выбор измерительной головки...59
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА...61
4.1 Анализ возможности полной или частичной автоматизации
технологического процесса обработки детали...61
4.1.1 Наличие в технологическом процессе слесарных, универсальных или специальных операций...61
4.1.2 Возможность встраивания основного оборудования в ГПС...62
4.1.3 Концентрация переходов на операциях механической обработки...62
4.1.4 Габаритные размеры детали...63
4.1.5 Наличие поверхностей для захвата...63
4.2 Группирование деталей, подлежащих изготовлению на гибком производственном участке...65
4.3. Отработка конструкции детали на технологичность...66
4.4. Определение состава и числа оборудования станочного комплекса ГПС 68 4.5. Определение структуры и состава автоматизированной транспортно- складской системы ГПС...70
4.5.1 Определение характеристик стеллажа-накопителя...70
4.5.2 Расчет числа позиций загрузки и разгрузки...71
4.5.3 Расчет числа позиций контроля...72
4.5.4 Проектирование предварительной компоновочной схемы ГПС...74
4.5.5 Определение числа подвижных транспортных механизмов АТСС...76
4.5.5.1 Расчет количества транспортных механизмов, расположенных со стороны станков...77
4.5.6 Предварительная компоновка станочной ГПС...79
4.6. Определение вспомогательных систем и участков, необходимых для функционирования ГПС...80
4.7. Выбор вспомогательного оборудования...81
4.8. Определение схем базирования заготовок...83
4.9 Анализ установочных размерных связей...86
4.10 Разработка структурной схемы ГПС...88
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ...90
5.1 Мероприятия и средства по созданию безопасных и безвредных условий труда...90
5.2 Мероприятия по электробезопасности...91
5.3 Мероприятия по пожарной безопасности...92
6 ОРГАНИЗАЦИОННО – ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЧАСТЬ...93
6.1 Разработка планировки участка механической обработки для спроектированного варианта технологического процесса...93
6.2 Расчет освещения производственного помещения...94
ВЫВОДЫ ПО КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ...95
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...96
ПРИЛОЖЕНИЕ А...98
ПРИЛОЖЕНИЕ Б...99
ПРИЛОЖЕНИЕ В...100
ПРИЛОЖЕНИЕ Г...101
ПРИЛОЖЕНИЕ Д...102
ВВЕДЕНИЕ
Машиностроение, поставляющее новую технику всем отраслям народного хозяйства, определяет технический прогресс страны и оказывает решающее влияние на создание материальной базы общества. Именно развитие машиностроения позволит нашей стране в кратчайшие сроки перейти от продажи ресурсов на внешнем рынке к продаже машин и высоких технологий. В настоящее время работают в основном предприятия, выпускающие металлоемкую машиностроительную продукцию. В связи с этим развитию отрасли машиностроения придавалось огромное значение.
Темой данной выпускной квалификационной работы является конструкторско-технологическое обеспечение изготовления детали «Пуансон вырубной» (размеры и материал являются заданными).
Целью работы является закрепление, расширение и углубление теоретических знаний по технологии машиностроения, приобретение навыков практического применения полученных теоретических знаний к комплексному решению конкретных задач, предусмотренных в работе, развитие необходимых навыков по проведению расчетов и составлению технико-экономического обоснования применяемых технологических решений, получение навыков самостоятельного и творческого подхода к решению конкретных инженерных задач, оформление технической документации, выполнение чертежей и схем согласно стандартам ЕСКД и ЕСТД.
Задачи выпускной квалификационной работы – выбрать способ получения заготовки, механическая обработка поверхностей детали с указанием технологических операций, выбор основного технологического оборудования, расчет режимов резания и норм времени, выбор оснастки и приспособлений, анализ автоматизации технологического процесса, выбор автоматизированного оборудования, разработка планировки механического
участка, раскрытие вопроса БЖД, оформление документации технологического процесса.
Выпускная квалификационная работа содержит пояснительную записку и графическую часть, выполняемую на листах размера А1, А2, А3.
Пояснительная записка содержит информацию о назначении и технологичности детали, характеристиках основных поверхностей, типе производства, методе получения заготовки.
Работа выполнена с использованием методической, учебной, технической справочной литературы и нормативной документации.
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Описание узла, в котором работает деталь
Вырубной штамп (рисунок 1) состоит из верхней плиты (1), подкладной плиты (2), пуансонодержателя (3), и направляющих колонок и втулок. Верхняя плита необходима для изначального закрепления всего узла, где имеются направляющие и пазы. Направляющие позволяют правильно совершать возвратно-поступательное движение пуансона на матрицу. В пуансонодержатель запрессован сам пуансон. Подкладная плита является каленой и необходима для того чтобы пуансон не повреждал верхнюю плиту при ударах. Также в пуансоне имеются ловители, которые фиксируют листовой металл в своих центрах.
Рисунок 1 – Вид штампа сбоку
1 – верхняя плита, 2 – подкладная плита, 3 – пуансонодержатель
1.2 Описание работы детали в узле
Вырубной пуансон (рисунок 2) работает в данном узле с возвратно- поступательным движением, схватывая с помощью ловителей и последующим вдавливанием в листовой металл и выдавливанием его в отверстие матрицы, имея при этом необходимый зазор между режущих кромок пуансона и отверстия матрицы. При этом деталь является основной
В данном случае пуансон и матрица являются как бы ножами замкнутой конфигурации, имеющими сопряженные режущие кромки.
Рисунок 2 – Вырубной пуансон
1.3 Аналитический обзор и сравнение зарубежных и отечественных технологических решений для соответствующих отраслей машиностроения.
Для успешной эксплуатации металлообрабатывающего оборудования необходимы не только качественные характеристики собственно станочного парка, но и правильный выбор сопутствующего инструмента. До начала девяностых годов советская инструментальная промышленность так или иначе покрывала потребность заводов в инструменте. Однако начиная с 1990- х годов ситуация резко изменилась. Общее сокращение производства повлекло за собой неминуемый спад и в инструментальной отрасли.
Сегодня доля собственно российского режущего инструмента на рынке по-прежнему существенно выше импорта. Однако подавляющее
большинство отечественной инструментальной продукции по сравнению с зарубежной, как правило, неконкурентоспособно. По традиции объясняется это тем, что отечественные производители инструмента используют устаревшие технологии и выработавшее свой срок оборудование. Все это, конечно, верно. Но зачастую проблема находится не столько в технико- технологической плоскости, сколько в области элементарного финансового прогнозирования.
Необходимость модернизации отечественной промышленности очевидна. Вопрос состоит в том, как проводить модернизацию в условиях острого дефицита финансовых средств. Сейчас принято считать, что выходом из создавшегося положения может быть только резкий поворот в сторону высоких технологий. Однако такой путь без серьезных финансовых вливаний невозможен. Ставка на лизинговые схемы пока не набрала необходимых оборотов. Остается единственный путь — модернизация оборудования с помощью кредитной схемы. Но в этом случае повышается цена на конечную продукцию, и ее конкурентоспособный потенциал по сравнению с импортной продукцией существенно снижается.
Однако это ни в коем случае не означает, что ситуация совершенно бесперспективна. Наиболее динамичный отечественный производитель уже давно встал на путь так называемой малой модернизации. Иными словами, увеличения производительности за счет смены инструментальной базы и некоторых изменений в технологии обработки (замена приводов, увеличение оборотов, координация точности и т. д.) при сохранении существующего станочного парка.
Предварительные расчеты показывают, что в определенных видах обработки при правильной замене старого инструмента на новый можно достичь увеличения скорости обработки в несколько раз. Кроме того, реально существующий сегодня на российском рынке инструмент позволяет без значительных затрат повысить качество конечной продукции. Естественно, замена инструментальной базы не панацея от всех болезней металлообрабатывающей отрасли. Однако грамотное использование инструментального фактора конкретными предприятиями показывает перспективность этого направления.
Отечественный производитель
В настоящее время режущий инструмент для станочного парка в России реально выпускают более десятка заводов и частных фирм. Кроме того, существует и так называемое производство специального инструмента для внутреннего потребления самими заводами. Особенно часто этот тип производства специального инструмента встречается части инструментального рынка крайне неточны, так как связаны с особой направленностью предприятий, применяющих данный тип специального инструмента. Однако с известной степенью достоверности можно говорить, что в среднем специальный инструмент составляет около 30% от общего числа потребляемого этой группой предприятий инструмента.
Что касается собственно инструментальных заводов, постоянно работающих на открытый рынок, то их весьма условно можно подразделить на две группы. К первой относятся те предприятия, которые ориентируются на внутреннего потребителя, использующего традиционные технологии и
соответствующий инструмент. Соответственно, предприятия этой группы делают ставку на производство недорогого инструмента. Такой инструмент пользуется спросом, в том числе у предприятий, наиболее остро переживающих финансовый кризис.
К этой группе можно отнести Кировоградский комбинат твердых сплавов, наиболее грамотно выстраивающий концепцию существования в условиях приоритета зарубежной качественной продукции. Основным достижением Калининградского завода является удачная позиция в ценовой нише. Кроме того, предприятие имеет относительно богатую номенклатуру изделий, однако большая часть продукции мало пригодна для предприятий наиболее динамично развивающихся отечественных отраслей.
К этой же группе относятся кировский завод «Красный инструментальщик» (КРИН), ОАО «Фрезер» и ряд других. Эти предприятия также делают ставку на внутренний рынок, но при этом они в отличие от Кировоградского комбината не обеспечивают потребителя всей необходимой гаммой продукции. Подобная картина особенно часто наблюдалась в середине девяностых годов. После кризиса 1998 года в положении этих заводов наметились некоторые положительные изменения, однако на сегодняшний момент они пока еще не оформились в эффективную практическую деятельность.
Фактически к этой же группе примыкает и ряд инструментальных заводов из стран СНГ. Главным образом это украинские и белорусские инструментальные заводы. Их продукция, как и продукция Калининградского
завода, также находит своего потребителя. Однако для существенного качественного скачка им не хватает финансовых вливаний.
Хотя стоит отметить, что инструмент, например, Винницкого инструментального завода, вильнюсского завода сверл «Гражтай», Оршанского инструментального завода и Новосибирского инструментального завода, также примыкающего к этой группе, по некоторым позициям вполне сопоставим с аналогичной продукцией некоторых инструментальных фирм Восточной Европы, вновь появившихся на нашем рынке.
Ко второй группе можно отнести такие предприятия, как ЗАО
«Томский инструмент» и бывший МКТС (Московский комбинат твердых сплавов, с 1996 года «Sandvik-МКТС»). Эти два завода в отличие от первой группы сделали ставку на прогрессивные технологии и реорганизацию производства (система управления, грамотный маркетинг и т. д.). В первом случае на реорганизацию производства удалось привлечь внутренние (российские) финансовые ресурсы, в отношении же МКТС была проведена специальная инвестиционная кампания первоначально со стороны германской фирмы Hertel (ныне Kennametal-Hertel), а несколько позже акции МКТС были выкуплены шведской инструментальной корпорацией Sandvik coromant.
Если к первой группе относились предприятия, в большинстве своем существенно снизившие объем производства, то во второй группе ситуация совершенно иная. Как «Sandvik-МКТС», так и ЗАО «Томский инструмент»
значительно увеличили объем производства, и даже зачастую темпы роста сбыта отстают от возможности имеющихся мощностей предприятий. Как,
например, в случае с «Sandvik-МКТС», где промышленные мощности позволяют в короткие сроки увеличить объем производства в 2,5 раза.
Из новых отечественных производителей особого внимания заслуживают также екатеринбургская фирма «Пумори-инжиниринг», специализирующаяся на производстве и продаже высокотехнологического вспомогательного инструмента, и белгородская фирма «Скиф-М». Фирма
«Пумори» была создана в 1990 году как предприятие, производящее вспомогательный и режущий инструмент. С 1998 года «Пумори» совместно работает со Свердловским инструментальным заводом, довольно удачно сочетая как сугубо производственные функции, так и маркетинговые технологии. Использование системы взаимного продвижения товара дало возможность как заводу, так и «Пумори» существенно увеличить объемы производства и номенклатуру изделий. Сегодня «Пумори-инжиниринг»
производит практически все виды сверл с диаметром 0,1-50 мм, любые типы фрез, резцов и ножевых полотен. Кроме того, фирма «Пумори» является еще и официальным торговым партнеров таких инструментальных фирм, как ISCAR (Израиль), SGS Tool Company (США) и Bison-Bial (Польша).
Фирма «Скиф-М», также известная с 1990-х годов, делает ставку главным образом на фрезерный инструмент со сменными многогранными пластинами. В настоящее время «Скиф-М» входит в число тех немногих российских производителей, которые наиболее устойчиво чувствуют себя на современном инструментальном рынке. Фасонные фрезы , обеспечивающие стабильное высокопроизводительное фрезерование, пользуются неизменным успехом как у российского, так и зарубежного потребителя. Важно и то, что при своей сопоставимости с зарубежными аналогами продукция «Скиф-М»
значительно дешевле.
Зарубежный производитель на российском рынке
Из других мировых лидеров в производстве инструмента сколько- нибудь схожее положение по уровню развития маркетинговой среды и объемам продаж в сравнении с Sandvik занимает, пожалуй, лишь корпорация Mitsubishi Carbide. Однако в отличие от Sandvik Mitsubishi Carbide не обладает производственными мощностями в самой России и не имеет столь давних связей с отечественным производителем, естественно, что продвижение своей продукции осуществляет главным образом посредством многоуровневой системы дилеров. Зачастую такая система бывает довольно запутанной, что существенно тормозит развитие компании на нашем рынке.
Однако проводимая ценовая политика, осуществляемая по всему спектру продукции, включая и режущий инструмент, позволяет корпорации создавать в перспективе довольно серьезную конкуренцию Sandvik.
Фактически по своим качественным характеристикам и составу номенклатуры эти компании равнозначны. Различия лежат скорее в области маркетинговой стратегии, чем в технических или технологических характеристиках выпускаемой продукции. Однако в некоторых областях инструмент Mitsubishi Carbide действительно является уникальным. Речь идет о керметах, используемых при некоторых операциях в фрезеровании, получистовом и чистовом точении. марок NX1010, NX2525 и NX4545 обладают более низкой адгезией по отношению к обрабатываемому материалу, высокой термоизносостойкостью, и, кроме того, керметы на 8-10%
дешевле твердых сплавов.
На отечественном рынке также посредством системы дилеров представлены и другие крупные производители инструмента ISCAR, SGS Tool Company, Korloy и Kennametal-Hertel. На сегодняшний день эти фирмы, производящие практически всю гамму инструментальной продукции, на нашем рынке представляют лишь ее незначительную часть. Однако постепенно востребованность их номенклатуры возрастает. Наиболее удачное положение, если брать в расчет объем продаж, занимает ISCAR и Kennametal- Hertel, давно сотрудничающая с российской инструментальной фирмой
«Технополис».
Что же касается SGS Tool Company, то на сегодняшний день эта компания является одним из самых солидных продавцов концевого твердосплавного инструмента на отечественном рынке (порядка 60%
импортируемого инструмента в своем разделе номенклатуры). Такой результат во многом достигнут благодаря грамотно выстроенной дилерской сети, существующей с 1994 года. Одним из старейших торговых партнеров этой компании на российском инструментальном рынке является ООО
«СтанкоИнТех», хорошо зарекомендовавшее себя как высокотехнологичная станкоинструментальная фирма. Главным образом на российском рынке SGS представляет твердосплавный концевой режущий инструмент: концевые и дисковые фрезы, центровочные сверла и борфрезы. Особым спросом пользуются борфрезы SGS в основном благодаря возможности обрабатывать материалы твердостью до 65HRc и удачному техническому решению, позволяющему существенно улучшить производительность (в 10-30 раз по сравнению с отечественным инструментом).
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Анализ существующей на предприятии документации по конструкторско-технологической подготовке действующего производства.
В соответствии ГОСТ 3.1117-81 «ЕСТД. Титульный лист. Правила оформления», ГОСТ 3.1118-82 «ЕСТД. Форма и правила оформления маршрутных карт», ГОСТ 3.1105-84 «ЕСТД. Формы и правила оформления документов общего назначения», ГОСТ 3.1404-86 «ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием» и ГОСТ 3.1502-85 «ЕСТД. Единая система технологической документации. Формы и правила оформления документов на технический контроль» на предприятии должны быть представлены основные технологические документы, такие как карта технологического процесса, маршрутная карта, карта операционных эскизов, журнал контроля технологического процесса, карта наладки инструмента. На данном предприятии имеются только маршрутно-операционные и контрольные карты, но без назначенных режимов резания. Также используется стандарт на документы, разработанный предприятием.
2.1.1 Анализ операционных карт действующего технологического процесса
На 005 заготовительной операции берется пруток и отрезается от него необходимая длина для последующей обработки заготовки на последующих операциях.
На 010 фрезерной операции используется торцовая фреза, производится фрезеровка заготовки на всю требуемую высоту будущей детали, то есть 110 мм. После этого идет обработка заготовки для получения ступенек по контуру: один размер на 104 мм, второй – на 73 мм.
Используемый комплект баз: установочная, направляющая.
На 015 расточной операции используется сверло 6,5 и фреза 14, заготовка устанавливается и закрепляется на горизонтально-расточном станке с ЧПУ. По заданной программе фрезеруется фигурная часть длиной 25 мм, она будет режущей частью. Далее происходит обработка отверстия на нижнем торце заготовки с определенной глубиной. Просверливается сквозное отверстие в 2 местах диаметром 6,5 мм. После этого происходит обработка паза концевой фрезой. Используемый комплект баз: установочная, направляющая.
Контрольная операция 020 проводится при помощи штангенциркуля 0–250 и микрометра 25–50.
При термообработке 025 используется нагревательная печь, предварительно разогретая на 650–670оС с последующей закалкой заготовки на 1030–1050оС с использованием селитры. Далее необходимо произвести отпуск закаленной заготовки до 400–420оС. Это проводится для получения более высокой пластичности и снижения хрупкости материала при сохранении прочности 55–59 HRCэ с дальнейшим остыванием в течение 1,5 часов на воздухе.
Шлифовальная операция 030 происходит путем шлифования некоторых габаритных размеров при верхнем и нижнем торцах.
Слесарная операция 035 проводится на плоско-шлифовальном станке для зачистки и полировки режущей части высотой 25 мм.
В контрольной операции 040 используются контрольные приспособления на соответствие чертежу: штангенциркуль 0–250, микрометр 25–50, нутромер 0–25, образцы шероховатости поверхности.
2.1.2 Анализ технологического оборудования, применяемой технологической оснастки и режущего инструмента
Обрабатывая деталь, используются несколько станочных приспособлений: станочные тиски, поворотный стол. Станочные тиски предназначены для зажима/разжима детали на металлообрабатывающих станках. Фиксация осуществляется посредством вращения рукояти. Так как деталь контурная, то при закреплении ее в патрон будет несколько неудобно обрабатывать деталь. Иначе говоря, фиксировать деталь в тисках более приемлемо.
Поворотный стол представляет собой механизм, содержащее основание, поворотную планшайбу, скрепленное с поворотной планшайбой червячное колесо и смонтированный в основании червяк и силовой привод.
Главной задачей стола является обработка деталей таким способом, которым невозможно на обычном фрезерном или токарном станке. Поворотный стол
вносит свой вклад в конструкционную жесткость агрегата, что очень важно.
Эффективность стола является в том что можно на нем обработать сварные конструкции и невозможность обработки заготовки в патроне.
В данном технологическом процессе изготовления детали последовательно используется несколько режущих инструментов: торцовая фреза, сверло, дисковая фреза. [4]
Торцовая фреза используется на фрезерном станке для обработки ступенчатых поверхностей. Каждый отдельный зуб инструмента является стандартным резцом, причем режущие кромки размещены на торцевой поверхности. При помощи этого заготовка обрабатывается более эффективно и равномерно. При фрезерной операции располагается перпендикулярно к обрабатываемой плоскости заготовки и используется для фрезерования переднего и заднего торцов и всей поверхности заготовки. Торцевая фреза характеризуется высокой степенью жесткости. За счет этого режущие кромки обеспечивают повышенную производительность работ по металлу, по сравнению с цилиндрическими фрезами.
При расточной операции используется спиральное сверло по металлу 6,5 для прорезания сквозного отверстия на всю длину пуансона в двух местах.
Концевая фреза на 14 используется для фрезерования паза. Данная фреза имеет главную режущую кромку на цилиндрической поверхности, а вспомогательную торцевые режущие кромки только зачищают дно канавки.
Изготавливается из углеродистой стали, которая обеспечивает высокую прочность, ударостойкость, а также легкость.
2.1.3 Размерно-точностной анализ действующего технологического процесса
С целью проверки выполняемости конструкторских размеров и возможности выявления брака проведем проверочный размерный анализ действующего технологического процесса.
Размерный анализ решает более широкий круг задач и кроме расчета операционных цепей, охватывает очень широкий комплекс технологических расчетов. На стадии проектирования необходимо экономить металл и материальные затраты за счет уменьшения размеров износа, трудоемкости изготовления детали и снижения брака. Размерная цепь в приложении А
1. [18...28] = - (28...88) + (88...18)
[18...28]н = - 104 + 110 = 6 мм
[18...28] = −104−0,87 + 110−0,87 = 6±0,87
2. [18...58] = - (58...88) + (88...18)
[18...58]н = - 73 + 110 = 37
[58...88] = - 73−0,74+110−0,87 = 37−0,87+0,74
Проверим припуски
1. [88...87] = (87...17) - (17...88)
[88...87] = 112−0,87 - 110,5−0,87 = 1,5±0,87
А[88...87] = 0,16 + 0,87/2 = 0,595
2. [88...87] = (87...18) - (18...88)
[88...87] = 110,2−0,87 - 110−0,87 = 0,2 ±0,87 чернота
3. [17...18] = (18...88) - (88...28) - (28...17)
[17...18] = 110,5−0,87 - 104−0,87 - 6−0,3 = 0,5−+1,740,3
А[88...87] = 0,16 + 2,07/2 = 1,345
При проверочном размерном анализе цепи найдены замыкающие звенья размеров, которые необходимы при обработке заданной детали.
2.2 Разработка проектного варианта технологического процесса изготовления детали «Пуансон вырубной 7821–08»
2.2.1 Аналитический обзор, выбор и обоснование способа получения исходной заготовки.
Штамповка (штампование) — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки — листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист до 6 мм).
Примером листовой штамповки является процесс пробивания листового металла, в результате которого получают перфорированный металл (перфолист). В противном случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы — устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.
Горячая объёмная штамповка (ГОШ) — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой до ковочной
температуры в 1150 оС заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине.
Применение объёмной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности.
Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приёмами свободной ковки.
Штамповкой называют процесс изменения формы и размеров заготовки с помощью специального инструмента - штампа. Для каждой детали изготавливают свой штамп. Различают холодную штамповку и горячую объемную штамповку. Холодная объемная штамповка заключается в выдавливании материала, находящегося при обычной температуре в полость матрицы, для получения требуемой формы. Наиболее широко распространена холодная листовая штамповка.
Достоинство листовой штамповки:
1) возможность получения деталей минимальной массы при заданной их прочности и жесткости
2) достаточно высокие точность размеров и формы
3) сравнительная простота механизации и автоматизации, которая обеспечивает высокую производительность
4) хорошая приспосабливаемость к производству.
Толщина заготовок при холодной штамповке обычно не более 10 мм и лишь в сравнительно редких случаях более 20 мм. Технологический процесс получения детали путем холодной штамповки содержит ряд операций:
обрезка, вырубка, гибка, вытяжка с утолщением стен и без, оббортовка, обжиг, и другие операции. Для обеспечения штамповки применяют оборудование: пресс кинематического и гидравлического действия.
Штамповку применяют в массовом и крупносерийном производстве. Горячая объемная штамповка - это вид обработки металла давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляется с помощью штампа.
Более приемлемым считается выбор горячей объемной штамповки.
Так как исходная заготовка необходима типа брус.
2.2.2 Аналитический обзор и выбор основного технологического оборудования.
Под числовым программным управлением (ЧПУ) понимают управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные приведены в числовой форме. Управляющая программа представляет собой совокупность команд на языке программирования.
Принципиальной отличительной особенностью станков с ЧПУ является отсутствие у них физических носителей выдерживаемых размеров (упоров, кулачков, копиров). Движение инструмента задается последовательностью положений и скоростями перемещений его рабочих органов, записываемых в числовой форме на программоносителе.
Технологическая подготовка производства предусматривает комплекс работ, дающих возможность приступить к изготовлению нового изделия в заданном объеме. Особенности технологической подготовки производства при использовании станков с ЧПУ вытекают из того, что значительная часть работы из сферы непосредственного производства переносится в область его технологической подготовки Действия рабочего заменяются обработкой по управляющей программе. В связи с этим все особенности можно разделить на две группы. Во-первых, технологическая подготовка производства при использовании станков с ЧПУ включает решение ряда новых задач,- которых не было при подготовке производства на базе станков с ручным управлением.
Создается новый вид технологической документации - управляющая программа, в которой траектория движения инструмента, скорости его
перемещения записываются в числовой форме на специальном программоносителе. Во-вторых, возрастает сложность технологических задач и трудоемкость проектирования технологического процесса.
Задачей проектирования технологического процесса изготовление детали «Пуансон вырубной» является создание автоматизированного и современного технологического процесса с целью повышения эффективности и конкурентоспособности производства, то применение многоцелевых станков позволит добиться поставленной цели.
Вертикально-фрезерный обрабатывающий центр DEKA XH7146, XK7146
Тяжелый вертикальный фрезерный обрабатывающий центр XH7146.
Вертикальный консольно-фрезерный станок – обрабатывающий уентр с ЧПУ Fanuc Oi оснащен магазином на 24 инструмента. Как опция может быть оснащен системой ЧПУ Siemens. Линейные направляющие качения X, Y, Z.
Стандартная комплектация
X, Y, Z прямоугольные направляющие;
Система ЧПУ Fanuc Oi mate-MD, защита зоны резания кабинетного типа;
Магазин инструментов зонтичного типа – 16 инструментов;
высокоточный шпиндель – Тайвань.
Опции
Fanuc Oi-MD, Siemens 802C, GSK983M
поворотный стол – ось А
Renishaw измерение инструмента, измерение детали.
Таблица 1 – Технические значения
Техническая характеристика ХН7146 ХК7146
Перемещения рабочего стола мм 800х460х500 800х460х500
Размеры рабочего стола мм 800х460 800х460
Продолжение таблицы 1 Кол-во/Ширина/Расстояние
между Т-пазами
мм 3-18-150 3-18-150
Макс.масса заготовки кг 500 500
Скорость быстрых
перемещений
м/мин 18 18
Скорость рабочей подачи мм/ми н
2-4000 2-4000
Конус шпинделя ВТ40 ВТ40
Диапазон скоростей
шпинделя
об/мин 40-6000 40-6000
Мощность э/д шпинделя кВт 7,5 7,5
Кол-во инструментов шт. 16
Макс.вес инструмента кг 8
Макс.размеры инструмента мм Ф130х250
Точность позиционирования мм ±0,015 ±0,02 Повторяемость
позиционирования
мм ±0,0075 ±0,01
Мин.время смены
инструмента
сек 3
Габаритные размеры мм 2500х2260х2300 2500х2260х2300
Масса станка кг 4650 4650
Рисунок 3 – фрезерный обрабатывающий центр XH7146
Высокопроизводительный современный вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ фрезерный станок ХН7146 применяется во всех отраслях промышленности: автомобильной, энергетическом машиностроении, аэрокосмической, приборостроении, а также во всех смежных областях для изготовления пресс-форм и штампов высокого качества. Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ фрезерный станок ХН7146 отличается высокими параметрами резания, точностью позиционирования и исключительной надежностью, благодаря применению первоклассных механических и электронных комплектующих европейских фрим, современных средств контроля производства, а также новыми решениями в конструкции и компоновке станков. И что самое важное в российских условиях – цена, которая существенно ниже европейских аналогов при неизменном качестве производства. Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ фрезерный станок ХН7146 имеет
высокопрецизионный шпиндель, линейные направляющие сделаны из высокопрочного материала, что обеспечивает точность и жесткость обрабатывающего центра. Магазин инструмента барабанного типа с автоматической сменой инструмента рассчитан на 24 позиции.
Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ DMTG XD30
Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ DMTG XD30 идеально подходит для мелкосерийных и единичных производств средних и малоразмерных деталей. Станина и рабочий стол станка отлиты из высокопрочного чугуна, недорогого машиностроительного материала, обладающего хорошими литейными качествами. Стол компактный, имеет большую удобную область загрузки, высокую жесткость и хорошие антивибрационные характеристики, которые обеспечивают высокую точность обработки.
Варианты использования станка
Фрезерный станок с ЧПУ по металлу используется для обработки стали, чугуна и сплавов легких металлов. Позволяет осуществлять обработку корпусных, базовых заготовок, пресс-форм. Обработка происходит путем выполнения всего комплекса операций по 3-м координатным осям (X, Y, Z).
Для скоростного и точного перемещения по осям сконструированы специальные шариковые направляющие. Линейные направляющие просты в использовании, имеют небольшой вес и обеспечивают гладкое движение.
Жесткость и высокая точность движения по осям достигаются за счет
использования подшипника NSK, с целью улучшения точности движения механизма.
Особенности конструкции
3-х осевое одновременное управление (интерполяция);
программирование в G кодах, наличие встроенных постпроцессоров практически во всех CAM программах;
цветной графический дисплей;
наличие ШВП и централизованной системы смазки снижает износ трущихся деталей станка.
С помощью программирования в G кодах можно задать любые нужные команды, например, перемещение рабочих органов оборудования с определенной скоростью, выполнение типовых последовательностей, управление параметрами инструмента, системами координат и рабочих плоскостей, смена инструментов, включение/выключение шпинделя, включение/выключение охлаждения, а также работать с подпрограммами.
малые занимаемые габариты;
использование ШВП класса C3, подшипников NSK и шпинделя Dalian-Ibag обеспечивают высокую точность работы станка.
Шпиндель Dalian-Ibag отличается высоким швейцарским качеством.
Его главными достоинствами являются высокая скорость и точность работы.
NSK – распространенные подшипники японского производства средней ценовой категории. NSK является первой фирмой, которая начала производство подшипников в Японии. Подшипники NSK довольно качественные, но при этом дешевле, чем другие широко известные популярные марки. Сервопривод постоянного тока с ЦУ обеспечивает точные и быстрые перемещения по всем трем осям (X, Y, Z). Данный станок позволяет за одну установку детали осуществить большое количество операций: фрезерование, растачивание, сверление, нарезание резьбы и другие.
Рисунок 4 – Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ DMTG XD30
Таблица 2 – Характеристики станка с ЧПУ DMTG XD30
Характеристика Значение
Размер стола ДхШ мм 700х320
Ширина и количество Т-пазов мм х шт 14х3
Наибольшая нагрузка на стол кг 150
Расстояние от оси шпинделя до направляющих колонны
мм 430
Расстояние от торца шпинделя до поверхности рабочего стола
мм 140-520
X/Y/Z перемещение мм 450/350/380
X/Y/Z тип перемещения качения
X/Y/Z скорость быстрых перемещений м/мин 30/30/30 Скорость рабочей подачи мм/мин 1-10000 X/Y/Z наибольший момент на
электродвигателях приводов
Нм 4/4/8
Точность позиционирования мкм 10
Повторяемость позиционирования мкм 6 Диапазон частот вращения шпинделя об/мин 10000
Хвостовик инструмента ВТ40
Макс.масса инструмента кг 6
Система ЧПУ Fanuc 0i-mate-MD
Требуемое давление воздуха МПа 0,6
Потребляемая мощность станка кВА 18
Габариты мм 2570х1920х2200
Масса кг 2200
2.2.3 Формирование операционно-маршрутной технологии проектного варианта.
Маршрутный технологический процесс:
000 Заготовительная операция – штамповка
005 Фрезерная с ЧПУ
Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ DMTG XD30
010 Фрезерная с ЧПУ
Вертикально-фрезерный обрабатывающий центр DEKA XH7146, XK7146
015 Термообработка
020 Шлифовальная
025 Слесарная
030 Контрольная
Операционный технологический процесс:
000 Заготовительная
005 Фрезерная с ЧПУ
010 Фрезерная с ЧПУ
