Программирование для систем ЧПУ
СОДЕРЖАНИЕ
- Введение 3
- Технологическая подготовка управляющей программы 4
- Технологический маршрут обработки детали 5
- Выбор инструмента 6
- Технологический маршрут механической обработки 8
- Математическая подготовка управляющей программы 15
- Управляющая программа 16
- Вывод 17
- Список литературы 18
Введение
Одним из важных параметров, характеризующих уровень развития автомобилестроения в целом, является степень совершенствования металлорежущих станков.
Современный уровень развития автомобилестроения предъявляет следующие требования к металлорежущему оборудованию:
- высокий уровень автоматизации;
- обеспечение высокой производительности, точности, качества выпускаемой продукции;
- надежность работы оборудования;
- высокая мобильность, обусловленная в настоящее время быстросменностью объектов производства.
Первые три требования привели к необходимости создания специализированных и специальных станков-автоматов, а на их базе АЛ, цехов, заводов. Четвертая задача, наиболее характерная для объектного и мелкосерийного производств, решается за счет создания станков с ЧПУ.
Процесс управления станком с ЧПУ представляется как процесс передачи и преобразования информации от чертежа к готовой детали.
Основной функцией человека в данном процессе является преобразование информации, заключенной в чертеже детали, в управляющую программу, понятую УЧПУ, что позволит управлять непосредственно станком таким образом, чтобы получить готовую деталь, соответствующую чертежу.
В данной курсовой работе будут рассматриваться основные этапы разработки управляющей программы:
- технологическая подготовка программы;
- математическая подготовка.
Для этого на основе чертежа детали будут выбраны:
- заготовка;
- система ЧПУ;
- технологическое оборудование.
В конечном итоге, после описания технологического маршрута обработки, назначения режимов резания должна быть разработана управляющая программа.
Неуказанные предельные отклонения размеров:
- Охватывающих: + 1Т/2
- Охватываемых: - 1Т/2
- Остальные: ± 1Т/2 по квалитету точности СТ СЭВ 144-75
Получение заготовки:
Деталь из стали 45 по ГОСТ 1050-74 с твердостью НВ 207-215
Посте чистового обтачивания деталь имеет технологические допуски ( в зависимости от диаметров): 100...120 мм при параметре шероховатости поверхности
Rа=6,3 мкм и глубине дефектного поверхностного слоя П=30...20 мкм
Технологическая подготовка управляющей программы
Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости.
Методы получения первичных заготовок определяется технологическими свойствами материала, конструктивными свойствами и размерами детали и программой выпуска.
По мере того, как усложняется конфигурация заготовки, уменьшаются напуски и припуски, повышается точность размеров и параметров расположения поверхностей, усложняется и удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха, и возрастает себестоимость заготовки.
Заготовки простой конфигурации дешевле, т.к. не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такие заготовки требуют трудоемкой последующей обработки и повышенного расход материала.
Но так как в данной курсовой работе деталь выпускается небольшими опытными партиями 100...200 шт./год, то в качестве заготовки для детали выбран пруток 085 мм простого сортового проката (круглого профиля) общего назначения из стали 45 (ГОСТ 1050-74), ав=420...540 МПа.
Простые сортовые профили (круглые) общего назначения (ГОСТ 2590-71) используют для изготовления гладких и ступенчатых валов с небольшими перепадом диаметров, степеней, стаканов диаметром не более 50 мм, втулок диаметром не более 25 мм, рычагов, клиньев, фланцев.
Перед обработкой на станке с ЧПУ заготовка обрабатывается на фрезерноцентровальном станке, где фрезеруются торцы и, если требуется, то и центровые отверстия.
Технологический маршрут обработки детали
Технологический маршрут обработки детали в данной курсовой работе заключается в описании последовательности переходов, проводимых в станке 16К20ФЗСЭ2.
В маршрут обработки не включаются такие операции:
- заготовительная;
- фрезерно- центровальная (фрезерование торцов);
- маркировочная;
- промывочная;
- контроль;
т.к. они производятся на другом технологическом оборудовании.
Операция 010: токарная
Переход №1: черновое точение наружной поверхности заготовки правым резцом Т1, Переход №2: чистовое точение наружной поверхности правым резцом Т1,
Переход №3: прорезать наружную канавку резцом Т2,
Переход №4: точение наружной поверхности левым резцом ТЗ,
Переход №5: просверлить отверстие сверлом Т4,
Переход №6: прорезать внутреннюю канавку резцом Т5,
Переход №7: отрезка отработанной детали резцом Тб.
Выбор инструмента
Для обработки детали требуемой формы необходим следующий режущий инструмент:
- Резец ГОСТ 27301-87 (Т1, ТЗ)
Для чернового и чистового точения основных поверхностей выбираем резец отогнутый, проходной с механическим креплением четырехгранной режущей ромбической пластины.
исполнение 1
Исполнение 2
Сверло (Т 4)
Резец ОСТ 2И10-8-84 (Тб)
Для обработки внутренних канавок
Резец ГОСТ 18885-73 (Т2)
Для прорезания канавки выбираем канавочный резец с механическим креплением СНП (крепление пластины прихватом)
Резец ГОСТ 18884-73 (Т6)
Для отрезки детали выбираем отрезной резец с креплением прихватом однокромочной пластины.
Технологический маршрут механической обработки
Операция 010: Токарная
Переход №1: Черновое точение фасонной поверхности
1. Глубина резания выбирается при черновом точении в зависимости от жесткости системы СПИД, мощности привода, вида режущего инструмента: t=2,5 мм
2. Подача на оборот: S=0,7 мм/об
3. Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава:
V=Vтабл/К1*K2*КЗ*К4*К5, где
V табл. - скорость резания (см. табл.); 148 мм/об
К1 - коэффициент, зависящий от стойкости резца; 0,92
К2 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; 1,35
КЗ - коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности; 1,0
К4 - коэффициент, зависящий от материала резца; 1,0
К5 - коэффициент, зависящий от геометрии резца; 0,81
V= 148*0,92*1,35*1,0*1,0*0,81=149 м/мин
4. Частота вращения шпинделя: n=1000*V/() = 1000*149/(3,14-110) = 431 об/мин
5. Основное время обработки (машинное)
Т0= 1-р.х/(S*п) = 150/(0,7*431) = 0,5 мин
6. Стойкость резца Т1: Тр=90 мин
Операция 010- токарная
Переход 1- Черновое точение наружной поверхности
Инструмент |
Материал |
П |
V |
S |
t, мм |
Т 1 |
Т15К6 |
431 |
149 |
0,7 |
2,5 |
Переход №2 Чистовое точение поверхности правым резцом.
1. Глубина резания t=0,5 мм
2. Подача на оборот: S=0,45 мм/об
3. Скорость резания:
V= Vтабл.* К1*К2*КЗ*К4*К5, где
Vтабл. - 222 м/мин
К1 = 0,92
К2 = 1,35
КЗ = 1,0
К4 = 1,0
К5 = 0,81
V = 222*0,92*1,35*1,0*1,0*0,81 = 223 м/мин
4. Частота вращения шпинделя:
n=1000*V/() = 1000-223/(3,14-100) = 709,8 об/мин
5. Основное время обработки (машинное)
Т0=LрХ/(S*n) = 150/(0,45-709,8)= 0,0,47 мин
6. Стойкость резца Т1: Тр=90 мин
Переход 2: Чистовое точение наружной поверхности
Инструмент |
Материал |
П |
V |
S |
t, мм |
Т 1 |
Т15К6 |
709,8 |
223 |
0,45 |
0,5 |
Переход №3: Прорезание наружной канавки (Т2)
1. Глубина резания t=6 мм
2. Подача на оборот: S=0,18 мм/об
3. Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава:
V= Vтабл,*К1*К2, где
Vтабл = 100 м/мин
К1 = 1,0
К2 = 1,0
V= 100*1,0*1,0=100 м/мин
4. Частота вращения шпинделя:
n=1000*V/(кан) = 1000*100/(3,14-28) = 1136,8 об/мин
5. Основное время обработки (машинное)
Т0= 1-р.х/(S*n) = 5/(0,18-1136,8) = 0,024 мин
Стойкость резца Т2: Тр=60 мин
Переход 3: Точение наружной канавки
Инструмент |
Материал |
П |
V |
S |
t, мм |
Т 2 |
Т15К6 |
1136,8 |
100 |
0,18 |
5 |
Переход №4 Точение поверхности левым резцом.
1. Глубина резания t=0,5 мм
2. Подача на оборот: S=0,45 мм/об
3. Скорость резания:
V= Vтабл.* К1*К2*КЗ*К4*К5, где
Vтабл. = 222 м/мин
К1 =0,92
К2 = 1,35
КЗ = 1,0
К4 = 1,0
К5 = 0,81
V = 222*0,92*1,35*1,0*1,0*0,81 = 223 м/мин
4. Частота вращения шпинделя:
n=1000*V/() = 1000-223/(3,14-100) = 709,8 об/мин
5. Основное время обработки (машинное)
Т0=Lр.X/(S*п)= 150/(0,45-709,8) = 0,047 мин
6. Стойкость резца ТЗ: Тр=90 мин
Переход 4: Точение наружной поверхности левым резцом
Инструмент |
Материал |
П |
V |
S |
t, мм |
Т 3 |
Т15К6 |
709,8 |
223 |
0,45 |
5 |
Переход №5: Просверливание отверстия
1. Диаметр сверла D=18 мм
2. Sтабл. = 0,15
3. Скорость резания Vтабл, = 30
4. Частота вращения:
n=1000*V/() = 1000-30/(3,14-18) = 530,5 об/мин
Переход 5: Просверливание отверстия (диаметр18)
Инструмент |
Материал |
П |
V |
S |
t, мм |
Т 4 |
Р6М5 |
530,5 |
30 |
0,15 |
9 |
Переход №6: Прорезать внутреннюю канавку
1. Глубина резания t=2 мм
2. Подача на оборот: S=0,18 мм/об
3. Скорость резания:
V=Vтабп.*К1*К2, где
Vтабл = 100 м/мин
К1 = 1,0
К2 = 1,0
V= 100*1,0*1,0=100 м/мин
4. Частота вращения шпинделя:
n=1000*V/() = 1000*100/(3,14*22) = 1446,9 об/мин
5. Основное время обработки (машинное)
Т0=Lр.X/(S*п)= 10/(0,18-1446,9) = 0,038 мин
6. Стойкость резца Т7: Тр=60 мин
Переход 6: Прорезать Внутреннюю канадку М2:1
,
Инструмент |
Материал |
П |
V |
S |
t, мм |
Т 5 |
Т15К6 |
114.7 |
100 |
0,18 |
5 |
Переход №7: Отрезка детали
1. Глубина резания выбирается при черновом точении в зависимости от жесткости системы СПИД, мощности привода, вида режущего инструмента: t=43 мм
2. Подача на оборот: S=0,09 мм/об
3. Скорость резания при обтачивании стали резцами с пластинами из твердого сплава:
V=Vтабп.*К1*К2* КЗ, где
Vтабл = 55 м/мин
К1 =0,8
К2 = 1,15
КЗ = 1,0
V= 55-0,8-1,15-1,0=51 м/мин
4. Частота вращения шпинделя:
n=1000*V/() = 1000-51/(3,14-110) = 147,6 об/мин
5. Основное время обработки (машинное)
То = Lр.х/(S*n) = 55/(0,09-147,6) = 4,14 мин
6. Стойкость резца Т8: Тр=60 мин
Переход 7: Отрезание детали М2-1
Инструмент |
Материал |
П |
V |
S |
t, мм |
Т 6 |
Т15К6 |
147,6 |
55 |
0,09 |
55 |
Математическая подготовка управляющей программы
Управляющая программа для станка с ЧПУ - это совокупность элементарных команд исполнительным механизмам станка, записанных в кодированном виде и в
технологической последовательности обработки детали. Причем вид элементарных команд зависит от типа системы ЧПУ и кодового языка или языка программирования, принятого для данной системы.
Значения символов адресов в УЧПУ 2Р-22:
S - скорость главного движения
(численное значение частоты
шпинделя), об/мин
F - числовое значение подачи, мм/об
Т - номер инструмента
N - номер кадра
Р - глубина резания за один проход, ширина резца, мм
А - припуск на чистовую обработку, ширина канавки, мм
Q – галтель
С - фаска под углом 45°
X - перемещение по оси X в абсолютных значениях
Z - перемещение по оси 7 в абсолютных значениях
Е - ускоренный подвод/отвод инструмента
М - вспомогательная функция
М02 - конец программы
М17- конец описания детали для циклов L08, L09, L10
L - стандартный цикл
Для составления данной управляющей программы используются следующие циклы:
L08 - цикл многопроходной обработки из цилиндрической заготовки с автоматических разделением на проходы.
Перед программированием цикла необходимо задать исходную точку:
координата Х86 должна быть равна диаметру заготовки;
координата Z0 равна координате начала конечного контура детали
Далее следует описание контура детали
L10 - цикл чистовой обработки по контуру.
Координаты исходной точки совпадают с координатами начала конечного контура: Х40, Z0 L02 - цикл нарезания канавок.
Перед программированием цикла необходимо задать исходную точку:
Х42 - диаметр поверхности, где нарезается канавка +2мм;
Z50 - совпадает с координатой левой кромки канавки
Цикл содержит перемещение на рабочей подаче до координаты Х40,
выдержку времени D0,04 - время, необходимое для одного оборота детали,
возврат в исходную точку на быстром ходу, смещения по координате Z в положительную сторону на величину Р.
Цикл заканчивается отскоком по оси X в исходную точку, но по оси Z инструмент остается в точке последнего прохода.
При обозначении частоты вращения шпинделя S в первой позиции указывается диапазон изменения частот вращения.
Управляющая программа
N001 S3 431 F0.7 T1
N002 Х112 Z0 Е
N003 Z0
N004 L08 А0.5 Р2,5
N005 Х28
N006 Х40 Z-10
N007 W-47
N008 Х60 Z-87
N009 Х60 W-20 R31
N010 W-10
N011 Х80
N012 Х100 W-15 Р-16
N013 Z-150
N0% S3 709.8 F0.45 Т1 Чистовой прав.
N015 X 28.5 Е
N016 L10 В006 М17
N017 S3 1136.8 F0.18 Т2 Н.канавочный
N018 Х42 Z-57 Е
N019 L02 Х28 А7 Р5 DO.017
N020 S3 709.8 FО4.5 ТЗ Левый
N021 X 41 Z-50 Е
N022 L08 АО.5 Р0.5
N023 Х28
N024 Х40 У10 М17
N025 S3 530.5 FО. 15 Т4 Сверло
N026 ХО Z2 Е
N027 L06 Z-40 Р40
N028 S3 114.7 F0.18 Т5 В. канавочный
N029 Х16 Z2 Е
N030 Z-28 Е
N031 L 02 Х22 А10 Р5 DO/017
N032 Z-14 Е
N033 L02 Х22 A14 Р5 D0.017
N034 М 17
N035 S3 147.6 F0.09 Тб Отрезной
N036 Х112 Z155 Е
N037 Х-1
N038 М02
Вывод
В данной курсовой работе была разработана управляющая программа для обработки детали на станке с ЧПУ 16К20ФЭС32, оснащенном устройством ЧПУ 2Р-22.
Разработка управляющей программы включает в себя два основных этапа:
1.технологическая подготовка программы;
2.математическая подготовка программы.
На первом этапе, основываясь на анализе чертежа детали, были выбраны: заготовка и метод её получения, система ЧПУ (контурная), технологическое оборудование
Для станка, на котором производится обработка заготовки, был предложен режущий инструмент, обеспечивающий получение детали заданной формы, размеров и качества поверхностей.
Проведенные расчеты режимов резания показали, что выбранное технологическое оборудование, а именно станок 16К29ФЗСЭ2, по своим технологическим характеристикам удовлетворяет всем основным требованиям.
Математическая подготовка включила в себя: кодирование и составление текста самой управляющей программы. В программе были использованы стандартные циклы Ш8, и 0, Ш.
Далее разработанную управляющую программу следует записать на изготовленный программоноситель или ввести в УЧПУ через блок пульта управления.
Список литературы
1. Барановский Ю.В. /Режимы резания металлов. НИИТавтоПром, 1995г.
2. Справочник технолога-машиностроителя/Под редакцией Косиловой А.Г.
М.: Машиностроение, 1985г., Т1,2
3. Справочник инструментальщика/Под редакцией Ординарцева И. А.
Л.: Машиностроение, 1987г.
4 .Фадюшкин И.Л. Музыкант Я.А., Мещеряков А.И., Маслов А.Р./Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС М. Машиностроение, 1990г.
5. Колтунов И.И./Станки с компьютерными устройствами ЧПУ в автомобилестроении: методические указания. МГТУ «МАМИ», 1996г.
6.Колтунов И.И., Капустин Д.Н., Пчелин А.В./Программное управление станами: методические указания. МГТУ «МАМИ», 1990г.
