Курсовая работа РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ Разработка управляющей программы для ФРЕЗЕРного станка модели 6520ф3-36 с устройством чпу Н33-1М

Скачать:  1375899724_v383.zip [907,18 Kb] (cкачиваний: 107)  

РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Разработка управляющей программы для ФРЕЗЕРного станка модели 6520ф3-36 с устройством чпу Н33-1М

Задание.

Вариант №38:

Припуск 0,5 мм;

Материал: сталь 40Х .

Рис. 1. Эскиз детали.

Основные характеристики станка и устройства ЧПУ

Станок предназначен для фрезерования контуров и сложных пространственных поверхностей деталей.

Станок вертикально-фрезерный с крестовым столом.

Размер рабочей поверхности стола 630´250 мм.

Наибольшее перемещение:

- стола

по оси X продольное – 500 мм

по оси Y поперечное – 250 мм

- шпиндельной бабки – 350мм

Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола – 100-450 мм

Число скоростей шпинделя – 18.

Частота вращения шпинделя: 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600 об/мин.

Подача (бесступенчатое регулирование) 5 – 1500 мм/мин

Скорость быстрого перемещения 2400 мм/мин.

Мощность электродвигателя главного движения 4 кВт.

Габаритные размеры

длина 3050 мм

ширина 2150 мм

высота 2185 мм

Масса 3700 кг.

На станке возможна отработка прямолинейных участков траектории фрезы при управлении по программе одновременно по трем осям координат, а также отработка дуг окружности при управлении одновременно по двум осям.

Перемещения задаются в относительной системе отсчета с дискретностью 0,01 мм. Точность обработки контура детали на станке ±0,1мм. Точность позиционирования 0,05мм.

Наименьшая шероховатость обработанной на станке поверхности .

Для ввода с пульта величин коррекции предусмотрено 18 корректоров.

Управляющая программа записывается в коде ISO – 7 бит на восьмидорожечной перфоленте.

Программа записывается в виде последовательности отдельных блоков информации – кадров. Каждый кадр состоит из команд постоянной длины, расположенных в определенной последовательности. Команды не обязательные в кадре могут быть пропущены.

Рис. 2. Положение исходной точки траектории фрезы.

Расчет режимов резания

Выбор инструмента:

Фрезы концевые с коническим хвостовиком быстрорежущие

Выбираем фрезу 035-2223-0104

Основные размеры:

Диаметр фрезы

Общая длина фрезы

Длина режущей части фрезы

Число зубьев фрезы

Вылет фрезы

Материал режущей части P9K5.

Хвостовик конус Морзе №3, вращение по часовой стрелке.

Для крепления используем втулку переходную с конусом Морзе №3.

Глубина резания.

Глубина резания равна припуску .

Ширина фрезерования.

Ширина фрезерования равна высоте обрабатываемой детали .

По Таблице I «Классификация металлов по обрабатываемости резанием» определяем к какой группе относиться данный материал

Сталь 40Х относиться к VI группе. (Конструкционная легированная углеродистая сталь)

Расчет подачи на зуб.

По Таблице 111 «Подача на зуб (в мм) при фрезеровании концевыми фрезами из быстрорежущих сталей», находим подачу на зуб

При диаметре фрезы 20 мм и глубине резания , табличное значение величины подачи

Определяем подачу на зуб по формуле:

По Таблице 109 «Поправочные коэффициенты на подачу и скорость резания

в зависимости от жёсткости технологической системы»

Шифр типовой схемы, применяемой для учёта жёсткости технологической системы. Отношение вылета фрезы (от переходной втулки до торца) к её диаметру . Выбираем шифр схемы V.

При использовании фрез из быстрорежущей стали и обработке поверхности плоскость/уступ, для получения поверхности , находим поправочные коэффициенты по Таблице 114 «Поправочные коэффициенты на подачу при фрезеровании»:

Коэффициент учитывающий материал фрезы:

Коэффициент учитывающий шероховатость обработанной поверхности:

Коэффициент учитывающий форму обработанной поверхности:

Расчет скорости резания.

Скорость резанияV рассчитывается по формуле:

По Таблице 125 «Скорость резания (м/мин) при фрезеровании углеродистых и легированных сталей V и VI концевыми фрезами из быстрорежущих сталей» находим значение скорости резания табличной:

При диаметре фрезы 20 мм, и t менее 3,5 мм

По таблице 129 «Поправочные коэффициенты на скорость резания при фрезеровании концевыми фрезами» При обработке фрезами из быстрорежущей стали, материала без корки, плоскость/уступа, c использованием СОЖ и ширине фрезерования 10 - 30 мм находим поправочные коэффициенты в формуле учитывающие:

Обрабатываемый материал:

Материал фрезы P9K5:

Состояние обрабатываемой поверхности:

Форму обработанной поверхности:

Применение СОЖ:

Отношение фактической ширины фрезерования к нормативной:

По таблице 109 «Поправочные коэффициенты на подачу и скорость резания

в зависимости от жёсткости технологической системы» находим коэффициент учитывающий жёсткость технологической системы:

Расчет частоты вращения шпинделя.

Частота вращения шпинделя nрассчитывается по формуле:

По паспорту станка подбираем ближайшее наименьшее значение частоты вращения шпинделя:

31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600 об/мин.

Принимаем

Рассчитываем величину минутной подачи .

Рис. 3 Контрольный рисунок траектории фрезы для видов на плоскостиXY

Рис. 4 Контрольный рисунок траектории фрезы для видов на плоскости XZ.

Управляющая программа

FANK0137.ANK

N000%*

N001G17*

N011G01X+013800Y-002699F4712*

N012F0450*

N013Z-006400F4724*

N014F0450*

N015M03*

N016Z-005000F4724M08*

N017F0450*

N018Z-000200F0624*

N019G03X+000418Y-000029I+000418J+002971*

N020X+000623Y+000065J+003000*

N021G01X+011305Y+002403*

N022G02X+000624Y+000066I+000624J+002934*

N023X+002631Y-001558J+003000*

N024X+001157Y-002883I+011400J+006248*

N025X+000034Y-000259I+000966J+000259*

N026X-000365Y-000772I+001000*

N027G03X-000912Y-001931I+001588J+001931*

N028X+000038Y-000432I+002500*

N029G02X+000166Y-001902I+010834J+001902*

N030X-008153Y-010625I+011000*

N031X-000259Y-000034I+000259J+000966*

N032X-000732Y+000319J+001000*

N033X-002374Y-000227I+002374J+012273*

N034X-010288Y+005400J+012500*

N035X-000354Y+001136I+001646J+001136*

N036X+001320Y+001881I+002000*

N037G03X+004621Y+006583I+002379J+006583*

N038X-000034Y+000686I+007000*

N039G02X-000010Y+000196I+001990J+000196*

N040X+001584Y+001956I+002000*

N041G03X+000967Y+000387I+000625J+002932*

N042G01Z+011600F4724M09*

N043F0450*

N044X-015807Y+002272F4712M05*

N045F0450*

N046M02*

Проверка программы

Для проверки программы необходимо просуммировать ряд приращений по оси Z. Если сумма равна нулю, то программа составлена верно.

РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ТОКАРНОГО СТАНКА МОДЕЛИ АТПУ-125 С УСТРОЙСТВОМ ЧПУ 2Р22

Задание.

Вариант №3

эскиз №3.

Размеры:

Заготовка: ; ;

Деталь: ; ; ; ; ; ; ;

Резьба: ;

Точность размеров аи по h12; в по Н12;

Резьба метрическая, точность 6Н;

Материал: 20ХН, ;

Шероховатость поверхностей а, в и ;

Шероховатость поверхности резьбы ;

Шероховатость остальных поверхностей .

Рис.5 Эскиз детали. Материал 20ХН.

Основные характеристики станка и устройства ЧПУ

Гибкий производственный модуль (ГПМ) предназначен для высокопроизводительной автоматической токарной обработки сложных небольших деталей, устанавливаемых в патроне.

В состав гибкого производственного модуля АТПУ-125 входят:

-токарный патронный станок высокой точности модели ТПУ-125 с четырехпозиционной револьверной головкой на 8 инструментов;

-устройство автоматической смены заготовок (АСЗ), состоящее из магазина – накопителя на 30 заготовок и изделий и автоматического манипулятора с двумя схватами;

-автоматическое устройство для очистки и подвода СОЖ;

-автоматическое устройство для отвода стружки и устройство ЧПУ модели 2Р22, выполненное на базе микро-ЭВМ «Электроника 60М».

Технические характеристики:

-наибольший диаметр заготовки над поперечным суппортом 125мм, над продольными составляющими 160мм;

-наибольшая длина обрабатываемой детали 100мм;

-диапазон шагов резьбы, нарезаемой резцом 0,3…3мм; дискретность 0,001мм;

-наибольший диаметр сверления по стали с sв=70Н/мм2 – 12мм; по цветным сплавам – 15 мм;

-наибольший вес заготовки 100Н;

-диапазон частоты вращения шпинделя, с перебором – 50…693об/мин; без перебора – 224…3000об/мин, дискретность 1об/мин;

-номинальная мощность на валу электродвигателя главного движения при его номинальной частоте вращения 1500об/мин составляет 6,5кВт; основное направление вращения шпинделя левое;

-четырехпозиционная револьверная головка имеет 8 мест крепления инструментальных блоков двух типов; блоки одного типа обеспечивают возможность установки в них резцов сечением 16´16, 20´16 или 20´20мм; блоки второго типа предназначены для установки штатных расточных оправок или инструментов с коническим хвостовиком конус Морзе №1 и №2;

-наибольшее перемещение суппорта по оси Z=300мм, по оси Х=280мм, дискретность задания перемещений 0,001мм;

-диапазон подач суппорта 5…2500мм/мин; скорость быстрого перемещения суппорта 5000мм/мин; дискретность задания подачи 1мм/мин или 0,001мм/об;

-класс точности станка В;

-точность обработки при наружном точении участка диаметром свыше 30 до 50мм составляет 14мкм;

-класс точности резьбы, нарезанной резцом – средний, 6g, 6H;

-наименьшая шероховатость обработанной поверхности по стали Ra=1,25мкм, резьбы, нарезаемой резцом Ra=2,5мкм;

-масса модуля 3,126т.

Программное управление осуществляется контурным устройством 2Р22. Устройство обеспечивает отработку прямых линий и дуг окружности при одновременном движении инструмента по двум осям координат, обеспечивает связь движения резца с вращением шпинделя, необходимую для нарезания цилиндрической и конической резьб, обеспечивает также возможность задания траектории обработки типовых, часто встречающихся участков деталей при помощи постоянных циклов и подпрограмм.

Управляющая программа вводится в коде ИСО-7 бит в память устройства с клавиатуры пульта или с перфоленты.

Рис. 6. Чертеж заготовки.

План обработки

Выбираем следующую последовательность обработки:

- подрезка торца 1;

- черновая и чистовая обработка цилиндрической поверхности под резьбу 2 и точение фаски 3;

- прорезка канавки 4;

- нарезание резьбы 5.

Рис. 7. Схема распределения припуска по переходам.

Технологический анализ детали:

Данная деталь имеет небольшие габаритные размеры.

В данной детали обработке подлежит торец и резьбовой участок. Наиболее сложными в обработке являются поверхности резьбы. Требования точности и шероховатости к ним среднего уровня. Для контроля резьбы можно использовать резьбовой калибр-пробку, для контроля остальных поверхностей индикаторный нутромер и микрометрический глубиномер.

Материал заготовки – 20ХН. Поверхности заготовки предварительно обработаны.

Выбор типа кулачков и способа базирования заготовки по торцу:

Заготовка имеет диаметр 65 мм, может быть установлена и закреплена в штатный трехкулачковый патрон. Для базирования и закрепления заготовки применяем закаленные кулачки патрона. Заготовку устанавливаем с упором в торец патрона. Данную деталь целесообразно обработать на станке модели АТПУ-125.

Разработка каждого перехода

Подрезка торца

Выбор режущего инструмента:

Выбираем правый подрезной отогнутый резец из таблицы 2 методического указания [3]. Параметры резца: ; ; ; ; ; ; . Выбранное положение инструмента и инструментального блока показаны на листе графической части.

Выбор расчётной точки инструмента и размеров для его настройки:

В качестве расчётной точки выбираем точку пересечения касательных к режущим кромкам резца, параллельных осям координат. Размеры для настройки: ; .

Выбор измерительного инструмента:

Выбираем микрометрический глубиномер.

Построение траектории инструмента:

Для обеспечения заданной точности и шероховатости делим припуск

1 мм на черновой и чистовой . Для выполнения прохода выбираем постоянный цикл подрезки торца. Для задания и построения постоянных циклов назначаем координаты задаваемых опорных точек.

Точка 8: ; – исходная точка чистового постоянного цикла;

Точка 9: ; – конечная точка чистового постоянного цикла;

Точка 3: ; – исходная точка чернового постоянного цикла;

Точка 4: ; конечная точка чернового постоянного цикла;

Точка 2: ; – точка ввода коррекции.

Рис. 8. Эскиз подрезки торца.

Расчёт режимов резания:

Исходные данные:

Станок: токарный, модели АТПУ-125. Обработка в патроне.

Режущий инструмент: правый подрезной отогнутый резец со следующими параметрами: ; ; ; ; ; ; . Материал заготовки: 20ХН, .

С учетом свойств обрабатываемого материала и характера обработки по таблице 3 выбираем для режущей части резца пластинку из Т15К6. По таблице 4 [3] выбираем геометрические параметры резца ; ; .

Для охлаждения выбираем СОЖ ОСМ-3.

Для чернового прохода принимаем: глубина резания ; подача - по таблице 5 [3].

По таблице 6 [3] выбираем скорость резания для чернового прохода при стойкости . С учетом поправочных коэффициентов из таблицы 8 [3] получаем:

Определяем частоту вращения шпинделя, обеспечивающую эту скорость:

Принимаю , вращение левое.

Пересчитываю подачу для чернового цикла:

Принимаю .

Для чистового прохода принимаем ; подача - по таблице 5.

По таблице 6 [3] выбираем скорость резания для чистового прохода при стойкости . С учетом поправочных коэффициентов из таблицы 8 [3] получаем:

Определяем частоту вращения шпинделя, обеспечивающую эту скорость:

Принимаю , вращение левое.

Пересчитываю подачу для постоянного цикла:

Принимаю .

Черновая и чистовая обработка цилиндрической поверхности под резьбу и точение фаски

Выбор режущего инструмента:

Выбираем левый расточной резец для глухих отверстий из таблицы 2 методического указания [3]. Резец имеет следующие параметры: ; ; ; ; ; ; ; . Выбранное положение инструмента и инструментального блока показаны на листе графической части.

Выбор расчётной точки инструмента и размеров для его настройки:

В качестве расчетной точки выбираем центр скругления кромок резца. Размеры для настройки: ; .

Выбор измерительного инструмента:

Выбираем микрометрический глубиномер и индикаторный нутромер.

Построение траектории инструмента:

Выбираем многопроходный постоянный цикл. Для задания и построения постоянного цикла назначаем координаты задаваемых опорных точек.

Точка 2: ; – точка подвода инструмента.

Точка 4: ; – исходная точка постоянного цикла.

Точка 10: – конечная точка цикла.

Для определения координаты этой точки по справочнику [2] находим для ∅40,917 внутренней резьбы ; и рассчитываем настроечный размер:

; С учётом радиуса при вершине резца .

Настроечный размер по оси Z:

Принимаем

С учётом радиуса при вершине резца .

Точка 3: ; – точка ввода коррекции.

Точка 14: – задаём для обеспечения расстояния от режущей кромки резца до торца детали . Координату находим после решения геометрической задачи определения положения расчетной точки резца относительно точки начала фаски, если она под углом :

Принимаем :

;

Точка 15: задаем как для точки 13 с учетом того, что ; .

Рис. 9 Эскиз обработки цилиндрической поверхности под резьбу и точения фаски.

Расчёт режимов резания:

Исходные данные:

Станок: токарный, модели АТПУ-125.

Обработка в патроне.

Режущий инструмент: левый расточной резец для глухих отверстий ; ; ; ; ; ; ; .

С учетом свойств обрабатываемого материала и характера обработки выбираем по таблице 3 [3] для режущей части резца пластинку из Т15К6. По таблице 4 [3] выбираем геометрические параметры резца ; ; .

Для охлаждения выбираем СОЖ ОСМ-3.

Глубина резания: для черновых проходов, и для чистовых.

Коэффициент уменьшения глубины резания принимаем равным 0,6.

По таблице 5 [3] приложения 1 методического указания определяем подачу для чистового прохода: .

По таблице 6 [3] выбираем скорость резания при стойкости . С учетом поправочных коэффициентов из таблицы 8 [3] получаем:

Определяем частоту вращения шпинделя, обеспечивающую эту скорость:

Принимаем , вращение левое.

Точение фаски выполняем без изменения режима.

Пересчитываем подачу для постоянного цикла:

Принимаем .

Прорезка канавки.

Выбор режущего инструмента:

Выбираем левый прорезной специальный резец из таблицы 2 [3] методического указания. Резец имеет следующие параметры: ; ; ; ; ; . Выбранное положение инструмента и инструментального блока показаны на листе графической части.

Выбор расчётной точки инструмента и размеров для его настройки:

В качестве расчётной точки выбираем точку пересечения касательных к контуру режущих кромок у левой вершины резца. Размеры для настройки: ; .

Выбор измерительного инструмента:

Выбираем микрометрический глубиномер и специальный инструмент.

Построение траектории инструмента:

Применяем постоянный цикл прорезки канавки. Назначаем координаты задаваемых точек:

Точка 2: ; – точка подвода инструмента.

Точка 4: ; – исходная точка цикла;

Точка 5: . Настроечный размер по оси :

; Принимаем

Точка 3: ; – точка ввода коррекции.

Рис. 10. Эскиз прорезки канавки.

Расчёт режимов резания:

Исходные данные:

Режущий инструмент: левый прорезной специальный резец ; ; ; ; ; . С учетом свойств обрабатываемого материала и характера обработки выбираем по таблице 3 [3] для режущей части резца пластинку из Т15К6. По таблице 4 [3] выбираем геометрические параметры резца ; ; .

Для охлаждения выбираем СОЖ ОСМ-3.

Рабочая ширина резца . По таблице 9 приложения 1 [3] выбираем подачу . По таблице 10 приложения 1 [3] выбираем . С учетом поправочных коэффициентов из той же таблицы получаем:

Определяем частоту вращения шпинделя, обеспечивающую эту скорость резания:

;

Принимаем . Вращение левое.

Пересчитываем подачу для постоянного цикла:

Принимаем .

Нарезание резьбы.

Выбор режущего инструмента:

Выбираем правый резьбовой резец для правой внутренней резьбы из таблицы 2 методического указания [3]. Резец имеет следующие параметры: ; ; ; ; с углом при вершине . Выбранное положение инструмента и инструментального блока показаны на листе графической части.

Выбор расчётной точки инструмента и размеров для его настройки:

В качестве расчётной точки выбираем точку пересечения оси симметрии контура режущих кромок резца с касательной к контуру параллельной оси . Размеры для настройки: ; .

Выбор измерительного инструмента:

Выбираем резьбовой калибр-пробку .

Построение траектории инструмента:

Применяем многопроходный постоянный цикл нарезания резьбы без сбега. Для задания и построения постоянного цикла назначаем координаты назначаемых точек.

Точка 2: ; – точка подвода инструмента.

Точка 4: ; – начальная точка цикла;

Точка 10: – конечная точка цикла.

Для определения координаты этой точки находим для резьбы предельные отклонения, применимые для среднего диаметра резьбы ; ;

Находим настроечный размер:

;

; ; - назначаем.

Точка 3: ; – точка ввода коррекции.

Рис. 11. Эскиз нарезания резьбы.

Расчёт режимов резания:

Исходные данные:

Режущий инструмент правый резьбовой резец для правой внутренней резьбы: ; ; ; ; с углом при вершине . С учетом свойств обрабатываемого материала и характера обработки выбираем по таблице 3 [3] для режущей части резца пластинку из Т15К6. По таблице 4 [3] выбираем геометрические параметры резца . Выбираем обычную для чистовых резьбовых резцов величину .

Для охлаждения выбираем СОЖ ОСМ-3.

По таблице 11 приложения 1 [3] выбираем число черновых проходов 3 и число чистовых проходов 1.

Максимальная глубина резания при черновой обработке , глубина резания для чистовых проходов .

По таблице 12 приложения 1 [3] выбираем скорость резания .

Определяем частоту вращения шпинделя, обеспечивающую эту скорость резания:

. Вращение правое.

Принимаю ;

Необходимую по постоянному циклу подачу при перемещении резца на глубину резания выбираем .

Находим припуск

Управляющая программа

N1T11ПС

N2S786M4M38ПС

N3G0X33500Z2000ПС

N4T21ПС

N5G1Z300F500M8ПС

N6L16X16000F275ПС

N7G1X33500Z0F500ПС

N8L16X16000F171ПС

N9M9M5ПС

N10T12ПС

N11S1979M4M38ПС

N12G0X16600Z2400ПС

N13G0Z1400ПС

N14T22ПС

N15G1X17600F500M8ПС

N16L22X20917Z-10586P1000R1+60R2+30F316ПС

N17X18983Z1400F500ПС

N18X21917Z-1534F316ПС

N19M9M5ПС

N20T13ПС

N21S1304M4M38ПС

N22G0X17000Z2000ПС

N23G0Z-11973ПС

N24T23ПС

N25G1X17500F500M8ПС

N26L17X21106F208ПС

N27M9M5ПС

N28T14ПС

N29S506M3M39ПС

N30G0X19517Z3000ПС

N31G0Z2000ПС

N32T24ПС

N33G1X20517F500M8ПС

N34L10X20717Z-11000K1000P400R1+40R2+60R3+1F500ПС

N35M9M5ПС

N36M2ПС

Список литературы:

1.ГОСТ 25347-82 Поля допусков и рекомендуемые посадки.

2.Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справочник Том 2. М.: Издательство стандартов, 1982. – 292 с.

3.Солдатов В.А. Обработка резьбового участка детали на токарном станке с ЧПУ: Метод. указ. М.: МАТИ, 1993. – 53 с.

4.Солдатов В.А. Разработка управляющей программы для гибкого производственного модуля АТПУ-125: Метод. указ. М.: МАТИ,1993. – 43 с.

5. Солдатов В.А. Расчёт режима резания концевой фрезой при обработке на станке с ЧПУ: Метод. указ. М.: МАТИ, 2007. – 40 с.

6.Солдатов В.А., Шерин В.И. Расчет и кодирование программы управления станком типа 6520Ф3: Метод. указ. М.: МАТИ, 1985. – 30 с.