Реферат: Юрий Викторович Максимов, > к т. н., доцент Александр Вячеславович Анкин методические указания

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “МАМИ”


Кафедра: ”Автоматизированные станочные системы и инструмент”


Одобрено

методической комиссией

Механико-технологического

Ю.В.Максимов факультета

А.В.Анкин


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к курсовому проектированию по курсу

“Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП”

для студентов специальностей 120200 и 210200

дневного и вечернего отделений


К.т.н., проф. Юрий Викторович Максимов,

к.т.н., доцент Александр Вячеславович Анкин


Методические указания к курсовому проектированию по курсу “Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП”


С. 25, Рис. 4, Библ. 12, Прил. 1, МГТУ “МАМИ”, 1998.


Методические указания включают в себя рекомендации по последовательности выполнения курсовых проектов и курсовых работ, их объему, примеры выполнения отдельных частей проекта ( работы ), список рекомендуемых литературных источников, требования к содержанию и оформлению пояснительной записки и графической части проекта (работы).


Методические указания могут быть использованы при выполнении курсовых проектов ( работ ) по курсу “Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП” студентами специальностей 120200 и 210200 дневного и вечернего отделений.


 Московский государственный технический университет “МАМИ”, 1998.

СОДЕРЖАНИЕ





ВВЕДЕНИЕ

5

1

^ ЦЕЛЬ ПРОЕКТА




2

СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

6

3



^ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОДЕРЖАНИЮ ГЛАВ ПРОЕКТА

3.1. Задание на проектирование

3.2. Чертеж детали, обоснование назначенных параметров

качества обработки

3.3. Технологическая подготовка управляющей программы

3.3.1. Выбор технологического оборудования

3.3.2. Анализ формы детали, выбор системы УЧПУ

3.3.3. Выбор принципа интерполяции, схем интерполяторов

3.3.4. Эскиз заготовки, обоснование метода ее получения

3.3.5. Выбор инструмента

3.3.6. Технологический маршрут обработки детали

3.3.7. Назначение режимов обработки

3.3.8. Эскизы наладок

3.4. Математическая подготовка управляющей программы, кодирование

3.4.1. Разработка управляющей программы

3.4.2. Проектирование программоносителя

3.5. Коррекция кинематической схемы оборудования с

выполнением необходимых силовых расчетов

3.6. Выводы по проекту

3.7. Список литературы

7


9


10

11


13

14

16


18


19


20

4

^ ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА




5

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

21




^ ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ

23




Приложение

25

ВВЕДЕНИЕ


В последнее время все больше деталей в автотракторостроении, станкостроении, различных отраслях машиностроения обрабатываются на станках с устройствами числового программного управления (УЧПУ).

Эти станки закономерно вытесняют из массового и крупносерийного производства станки с различными типами циклового программного управления, т.к. станки с УЧПУ более мобильны, быстрее переналаживаются на обработку других деталей, обеспечивают высокую (IT9... IT10) точность обработки. Кроме того, даже в серийном и малосерийном производстве станки с УЧПУ находят широкое применение из-за хорошего соотношения качество-стоимость-точность обработки.


^ 1. ЦЕЛЬ ПРОЕКТА


Целью курсового проекта является закрепление знаний и навыков по технологической подготовке производства, математической подготовке и разработке управляющей программы и проектированию программоносителя, а также выбору наилучшего состава устройства ЧПУ на аппаратном уровне его проектирования, полученных на лабораторных и практических работах по курсу “Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП” и лекциях по одноименному и смежным лекционным курсам.


^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ


Типовое содержание пояснительной записки:

1. Задание на проектирование.

2. Чертеж детали, обоснование назначенных параметров качества обработки.

3. Технологическая подготовка управляющей программы.

3.1. Выбор технологического оборудования.

3.2. Анализ формы детали, выбор системы УЧПУ.

3.3. Выбор принципа интерполяции, схем интерполяторов.

3.4. Эскиз заготовки, обоснование метода ее получения.

3.5. Выбор инструмента .

3.6. Технологический маршрут обработки детали .

3.7. Назначение режимов обработки.

3.8. Эскизы наладок .

4. Математическая подготовка управляющей программы, кодирование.

4.1. Разработка управляющей программы.

4.2. Проектирование программоносителя.

5. Коррекция кинематической схемы оборудования с выполнением

необходимых силовых расчетов.

6. Выводы по проекту.

7. Литературные источники .


^ 3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОДЕРЖАНИЮ ГЛАВ ПРОЕКТА

3.1. Задание на проектирование.


Выдается преподавателем, содержит программу выпуска и эскиз детали, перечень графической части проекта, рекомендуемую литературу, график выполнения проекта.


^ 3.2. Чертеж детали, обоснование назначенных

параметров качества обработки.


По полученному эскизу детали выполняется ее чертеж с простановкой необходимых размеров и величины шероховатости на основании анализа работы детали в узле, определяются ее основные рабочие поверхности, составляются размерные цепи с использованием принципа единства конструкторских и технологических баз, постоянства установочных поверхностей.

Выбирается материал детали, назначаются ее физико-механические характеристики и, при необходимости, требуемая термообработка.

Пример выполнения чертежа представлен на рис. 1.


^ 3.3. Технологическая подготовка управляющей программы

3.3.1. Выбор технологического оборудования.


Выбор технологического оборудования, как правило, сводится к выбору станка с УЧПУ исходя из класса детали и ее габаритных размеров, а также требований по точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

Так, для деталей класса тел вращения выбирают станки токарной группы, для корпусных деталей - фрезерной группы, для корпусных деталей с отверстиями, точность которых, а также взаиморасположение строго нормируется - координатно-расточные станки с УЧПУ и т.д.

В дальнейшем состав технологического оборудования может быть расширен исходя из потребности в выполнении дополнительных операций (например, добавлен фрезерно-центровальный станок для подготовки технологических баз и достижения габаритного размера детали по длине или сверлильный станок с кондукторной плитой для выполнения установочных отверстий в базовой поверхности и т.п.).


3.3.2. Анализ формы детали, выбор системы УЧПУ.


Известно [ 2, 6 ], что различают позиционные, контурные, комбинированные и адаптивные устройства ЧПУ.




Неуказанные предельные отклонения размеров:

охватывающих + t/2, охватываемых - t/2, остальных  t

по 10 квалитету точности СТ СЭВ 144-75.

Сталь 45 ГОСТ 1050-74. НВ 207-215.


Рис.1. Пример выполнения чертежа детали


Целесообразность применения того или иного УЧПУ обуславливается сложностью формы детали, поэтому при выборе типа УЧПУ фрагментируют деталь и по наиболее сложному фрагменту поверхности назначают тип УЧПУ. Так, для обработки детали, представленной на рис. 1, возможно применение последних трех типов УЧПУ, что диктуется наличием тороидных поверхностей. Окончательный выбор типа УЧПУ обуславливается экономическими предпосылками: программа выпуска, более совершенное УЧПУ более дорогое, что сказывается на себестоимости детали.


3.3.3. Выбор принципа интерполяции, схем интерполяторов.


В справочной литературе [ 7 ] подробно описаны два принципа интерполяции: на основе цифрового дифференциального анализатора (ЦДА) и по оценочной функции (ОФ), представлены достоинства и недостатки интерполяторов на ЦДА и по ОФ. Анализ преимуществ интерполятора, потребного для обработки различных фрагментов детали и обуславливает выбор принципа интерполяции. При этом следует учесть, что в одном УЧПУ невозможно использование двух различных принципов интерполяции. Выбранный принцип интерполяции, а также описание работы используемых интерполяторов, должны найти отражение в пояснительной записке к курсовому проекту.


3.3.4. Эскиз заготовки, обоснование метода ее получения.


На основании выполненного ранее анализа формы и размеров детали по справочной литературе [ 9, 10] выбираем вид заготовки и метод ее получения.

Так, для рассматриваемой в качестве примера детали заготовка может представлять собой штамповку из стали 45 ГОСТ 1050-74, выполненную способом горячего прессования, так как такие заготовки отличаются стабильностью форм и размеров, небольшими, а так же стабильными припусками. При обработке на станках с УЧПУ класса CNC рекомендуется использовать цилиндрические гладкие заготовки, а для УЧПУ класса NC - заготовки, приближенные по форме к готовой детали.

Перед обработкой на станке с УЧПУ заготовка обрабатывается на фрезерно-центровальном станке.

Чертеж заготовки после фрезерно-центровальной операции представлен на рис.2.


3.3.5. Выбор инструмента.


Выбор инструмента осуществляется по справочной литературе, например [12], исходя из контура обрабатываемой детали. При этом описывается назначение инструмента, выполняется его эскиз с указанием порядкового номера, размеров, вида и материала режущей части, ее геометрии и ГОСТ на резец и используемую многогранную неперетачиваемую пластину.

Так, для черновой и чистовой обработки основных поверхностей детали ( см. рис.1 ) выбираем проходной подрезной резец ( рис.3 ) с многогранной режущей пластиной (=95, 1=5) , ГОСТ 27301-87 Т5К10.

Т1 , Т2

Рис.3. Пример выполнения эскиза инструмента.



Неуказанные штамповочные радиусы 3-5 мм, уклоны 50...80.

Неуказанные предельные отклонения размеров +1 мм

Сталь 45 ГОСТ 1050-74. в = 580...920 МПа

Рис. 2. Пример выполнения чертежа заготовки.

3.3.6. Технологический маршрут обработки детали .


Технологический маршрут должен содержать наименование и последовательность переходов, перечень обрабатываемых на переходе поверхностей и номер используемого инструмента.

Например, для детали, представленной на рис.1, технологический маршрут может быть следующим.


^ Операция 010 Заготовительная. Штамповка.

Операция 020 Фрезерно-центровальная . Фрезеровать торцы в размер 224, выполнить центровые отверстия до 10.

Операция 030 Токарная.

Переход 1. Точить основные поверхности предварительно согласно указанных размеров, оставив припуск на чистовую обработку. Т1.

Переход 2. Точить основные поверхности окончательно согласно указанных размеров. Т2.

Переход 3. Точить прямоугольную канавку согласно указанных размеров. T3 .

Переход 4. Точить круглую канавку согласно указанных размеров. T4 .

Переход 5. Нарезать резьбу согласно указанных размеров. T5.


3.3.7. Назначение режимов обработки.


Назначение режимов обработки выполняется по специальной справочной литературе, отражающей специфику обработки на станках с УЧПУ [ 1, 3...5 ], содержащей формулы и таблицы.

Режимы обработки назначаются на каждый переход для максимальной по диаметру поверхности.

Например, для перехода 1 приведенного технологического маршрута, назначение режимов обработки выглядит следующим образом.

Переход 1.

t=1.6 мм

по таблице (***):

S=0.45 мм/об [***]

Vтабл=166 м/мин [***]

К1=0.92 

К2=0.88 

К3=1.0  пояснить значение и обосновать величину каждого

К4=0.85  коэффициента

К5=0.81 

тогда:

V=Vтабл К1 К 2 К3 К4 К5=1660.920.88 1.0 0.850.81=92.53 м/мин

n=1000V/d=100092.53/3.1422=1473 мин-1.


3.3.8. Эскизы наладок.


Эскиз наладки выполняется для каждого перехода и включает эскиз заготовки после выполнения перехода с указанием размеров обрабатываемых поверхностей и обозначением этих поверхностей красным цветом, а базовых поверхностей - синим, элементы зажимных приспособлений , эскиз инструмента в исходном положении с его номером, траекторию перемещения инструмента с указанием вида перемещения (например, БП - быстрый подвод, БО - быстрый отвод, РП - рабочая подача) и нумерацией опорных точек траектории, содержание перехода над эскизом заготовки слева, таблицы режимов обработки под эскизом заготовки слева.

Пример выполнения эскиза наладки представлен на рис. 4.


Операция 030. Токарная. Переход ???. Точить поверхности согласно указанных размеров .



№ инстр.

мат. реж. части.

n мин-1

V м/мин

S мм/об

t мм

Т2

Т5К10

1473

103.7

0.45

1.6



Рис. 4. Пример оформления эскиза наладки.

^ 3.4. Математическая подготовка управляющей программы, кодирование

3.4.1. Разработка управляющей программы.


Управляющая программа разрабатывается для системы УЧПУ NC или CNC в соответствии с заданием по международному стандарту ISO7bit [ 5, 8 ]. Программа должна отражать последовательность обработки, представленную в технологическом маршруте и на эскизах наладок и содержать значения кинематических параметров в соответствии с назначенными режимами обработки на каждый переход. Если требуется несколько проходов инструмента по одному и тому же участку детали, необходимо при программировании использовать стандартные циклы или повторы.

В этом разделе описываются основные адреса кода ISO7bit, используемые в разрабатываемой программе [ 5, 8 ].

Фрагмент управляющей программы для обработки участка детали в соответствии с эскизом рис. 4 представлен ниже.

N023 S 3 1473 F0.45 T2

N024 X22 Z-121 E

N025 L 09 A0,7 P1.6

N026 G10

N027 X20

N028 Z-114

N029 X30 Z-64

N030 M17


3.4.2. Проектирование программоносителя.


При проектировании программоносителя руководствуются принципами и правилами, представленными в справочной литературе [ 4 ]. Программоноситель проектируется для кадров управляющей программы, указанных преподавателем.


^ 3.5. Коррекция кинематической схемы оборудования

с выполнением необходимых силовых расчетов.


Если в результате назначения режимов обработки получили значения кинематических параметров, отличные от обеспечиваемых выбранным оборудованием, необходимо скорректировать его кинематическую схему после согласования способа коррекции с преподавателем.

Возможна коррекция путем изменения структурной формулы либо знаменателя геометрической прогрессии [ 11 ] с последующим выполнением кинематических и проверочных силовых расчетов (например, проверка наиболее нагруженной пары зубчатых колес по напряжениям изгиба и контактным напряжениям, подбор подшипников на валах, расчет пары винт-гайка и т.п. ).


^ 3.6. Выводы по проекту.


Отражают основные этапы проектирования и наиболее важные достигнутые результаты.


3.7. Список литературы.


Составляется в алфавитном порядке в соответствии с требованиями к описанию различных видов изданий и содержит перечень всех использованных первоисточников.


^ 4.ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА


Графическая часть проекта содержит четыре листа формата А1 и выполняется в соответствии с требованиями к оформлению конструкторской документации.

На первом листе представляется кинематическая схема станка, на котором выполняется обработка детали, с внесенными в ходе проектирования изменениями, его техническая характеристика.

На втором листе представляется чертеж оригинального узла станка с внесенными в процессе проектирования изменениями, подтвержденными силовыми расчетами, в соответствии с предъявляемыми к таким чертежам требованиями по нанесению размеров.

На третьем листе представляются схемы интерполяторов в соответствии с выбранным принципом интерполяции. Как вариант, может быть представлена аппаратная организация УЧПУ на базе одной или нескольких миниЭВМ, схема организации обмена информацией.

Четвертый лист является технологическим и обобщает всю технологическую информацию. Лист условно делится на три равные вертикальные части, две из которых содержат чертеж детали, заготовки и эскизы наладок без описания их содержания. Внизу средней части листа помещается сводная таблица режимов обработки, аналогичная таблицам на эскизах наладок пояснительной записки, которая дополняется столбцом номера перехода. Последняя, правая часть листа, отводится под управляющую программу, под которой помещается эскиз фрагмента программоносителя.


^ 5. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ


Пояснительная записка к курсовому проекту выполняется на листах белой бумаги формата А4 с одной стороны.

Рисунки выполняются карандашом черного цвета и должны содержать подрисуночные надписи, соответствующие тексту записки. В записке рисунок помещается после его первого упоминания. Последующие ссылки на рисунок допускают не упоминать его названия, а только номер.

Главы пояснительной записки должны содержать порядковый номер и записываться заглавными буквами. Пункты и подпункты глав содержат номер главы и свой порядковый номер, разделенные точкой. Их название начинается с заглавной буквы, далее прописными.

При использовании в тексте пояснительной записки информации, формул, численных значений, взятых из каких-либо литературных источников, дается ссылка на данный источник: в квадратных скобках указывается номер источника согласно списка литературы в конце пояснительной записки.

Нумерация страниц наносится вверху справа, начиная с титульного листа ( номер не указывается ).

При выполнении курсовой работы выполняют четвертый графический лист и все пункты, кроме 3.5.

Пример оформления титульного листа представлен в Приложении.


^ ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ


Аршинов В.А. и др. Резание металлов и режущий инструмент.- М.: Машиностроение, 1967.- 380 с.

Колтунов И.И. Станки с программным управлением в автомобилестроении.- М.: МАМИ, 1981.

Колтунов И.И. Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ.- М.: МАМИ, 1987.

Колтунов И.И., Максимов Ю.В. Программирование для станков с ЧПУ.- М.: МАМИ, 1988.

Колтунов И.И. и др. М\у по выполнению л\р по курсу “Программное управление станками.- М.: МАМИ, 1990.

Колтунов И.И. Станки с компьютерными устройствами ЧПУ в автомобилестроении. Учебное пособие.- М.: МАМИ, 1996.- 86 с.

Кошкин В.Л. Аппаратные системы числового программного управления.- М.: Машиностроение, 1989.-248 с.: ил.

Руководство оператора 589.0109.00036.

Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Под ред. А.Г.Косиловой, изд 5-е. Т 1.- М.: Машиностроение, 1985 .

Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Под ред. А.Г.Косиловой, изд 5-е. Т 2.- М.: Машиностроение, 1985 .

Технологическая надежность станков. Под общ. ред. проф. А.С.Пронникова.- М., Машиностроение, 1971.- 344 с.

Фадюшин И. Л. и др. Инструмент для станков с ЧПУ , многоцелевых станков и ГПС .- М.: Машиностроение, 1990.- 456 с.



Юрий Викторович Максимов

Александр Вячеславович Анкин


Методические указания по курсову проектированию по курсу “Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП” для студентов специальностей 210200 и 120200 дневного и вечернего отделений


Подписано в печать Заказ Тираж 100

Усл. п.л.- 0,51 Уч.-изд.л. - 1,16


Бумага типографская Формат 60х90/16