Размерный анализ проектируемого технологического процесса

 

Выполнение всех размерных расчетов вручную требует огромных затрат времени. Это определяет необходимость применения автоматизированных систем размерного анализа при проектировании технологического процесса. Одной из таких систем является автоматизированная система технологического размерного анализа (АСТРА).

Расчет технологических размеров и допусков расположения рассчитываем по программе ASTRA.

Комплекс ASTRA предназначен для расчета операцион­ных размеров, их отклонений, отклонений расположения поверхностей и колеба­ний припусков при проектировании технологического процесса механической обработки деталей.

Целью расчетов является обеспечение заданных размеров и допусков расположения поверхностей, а также требуемых операционных припусков. Комплекс ASTRA обеспечивает расчет деталей любой конфигура­ции и сложности.

Работа с системой сводится к описанию исходных данных по детали и технологическому процессу. Исходными данными для работы с системой являются: уточненный чертёж детали; эскиз, определяющий конфигурацию исходной заготовки, маршрут обработки.

Первым этапом работы является описание детали. Сначала необходимо указать число поверхностей детали и дополнительно указать, сколько из них цилиндрических поверхностей.

Затем указывается шероховатость поверхностей и их габариты, что необходимо для определения правильности выбранных технологических переходов и для определения минимальных припусков.

Размеры (номиналы и предельные отклонения) детали указываются между метками поверхностей в соответствии с чертежом.

При описании заготовки сначала указывается вид заготовки, затем уточняется метод ее получения. Также вводятся все данные, необходимые для определения допусков заготовки.

Следующим этапом является описание технологических переходов, при этом последовательно указывается: обрабатываемая поверхность, технологическая база, метод и вид обработки.

При выполнении данного этапа курсового проекта необходимо произвести построение размерных схем проектируемого технологического процесса, что необходимо для облегчения внесения возможных изменений в технологию. Размерные схемы приводятся в пояснительной записке и выносятся в графическую часть проекта. Кроме этого необходимо привести результаты расчета припусков и операционных размеров, полученные с помощью системы АСТРА.

Размерные схемы и результаты расчетов приведены на рисунках 7, 8.

 

Рисунок 7 - Размерная схема по первой координате

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПО 1-Й КООРДИНАТЕ:

 

Р А З М Е Р Ы Д Е Т А Л И:

 

1 - 20 71.000 0.370 -0.370

20 - 2 13.000 -0.016 -0.034

 

Р А З М Е Р Ы И С Х О Д Н О Й З А Г О Т О В К И:

 

10 - 200 71.351 0.300 -0.100

200 - 20 15.062 0.200 -0.100

 

О П Е Р А Ц И О Н Н Ы Е Р А З М Е Р Ы:

 

11 - 200 71.000 0.095 -0.095

201 - 21 14.184 0.000 -0.270

11 - 201 71.000 0.120 -0.120

202 - 22 13.288 0.000 -0.070

11 - 202 71.000 0.050 -0.050

203 - 23 13.000 0.000 -0.018

11 - 203 71.000 0.020 -0.020

 

М А К С И М А Л Ь Н Ы Е П Р И П У С К И:

 

10 - 11 0.746

21 - 20 0.889

22 - 21 0.653

23 - 22 0.223

 

 

Рисунок 8 - Размерная схема по второй координате

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПО 2-Й КООРДИНАТЕ:

 

Точность размера 20 - 2 обеспечивается с запасом

 

Р А З М Е Р Ы Д Е Т А Л И:

 

10 - 1 16.200 -0.050 -0.160

20 - 2 25.400 0.000 -0.520

30 - 3 16.200 0.000 -0.430

30 - 4 37.000 0.310 -0.310

 

Р А З М Е Р Ы И С Х О Д Н О Й З А Г О Т О В К И:

 

100 - 10 17.037 0.200 -0.100

300 - 30 16.200 0.200 -0.100

300 - 40 37.382 0.200 -0.100

 

О П Е Р А Ц И О Н Н Ы Е Р А З М Е Р Ы:

 

101 - 11 16.200 0.000 -0.270

201 - 21 26.355 0.000 -0.330

202 - 22 25.400 0.000 -0.084

300 - 41 37.000 0.125 -0.125

 

М А К С И М А Л Ь Н Ы Е П Р И П У С К И:

 

11 - 10 0.873

22 - 21 0.690

41 - 40 0.707

Назначение режимов резания

 

Режимы резания металлов определяем следующими основными параметрами: глубиной резания t, подачей S и скоростью резания V. Исходными данными для выбора режима резания являются: данные об изготовляемой детали и ее заготовке, а также данные о применяемом оборудовании и инструменте.

Режимные параметры выбираем таким образом, чтобы была обеспечена наибольшая производительность труда при наименьшей себестоимости, данной технологической операции. Эти условия удается выполнить при работе инструментом рациональной конструкции, наивыгоднейшей геометрии его, с максимальным использованием всех эксплуатационных возможностей станка.

Производится назначение режимов резания, используя справочную литературу [1], для первого перехода первой операции.

Исходные данные:

1) обрабатываемый материал 20Х13;

2) заготовка – штампованая поковка в закрытых штампах на калибровочных кривошипных прессах;

3) оборудование – 500VS;

4) инструмент – торцовая фреза R390-020С3-11L050;

5) заготовка установлена в специальном приспособлении;

6) диаметр фрезы – 13 мм;

7) число зубьев – 4;

8) вид обработки – фрезерование чистовое плоскостей;

Глубина резания t соответствует припуску z _max= 0,35 мм.

Подача S_z = 0,3 мм/зуб

Период стойкости соответствует нормативному.

Скорость резания V = 190 м/мин [8, стр. D 306, D 306].

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле:

 

(2)

где D – диаметр фрезы, мм.

т. к. выбранный станок имеет бесступенчатое регулирование, то n_ф = 4660 мин^-1.

 

Уточняем скорость по формуле:

 

(3)

 

 

 

Для проверки режимов резания по мощности привода и крутящему моменту следует найти силу резания Рz:

 

 

где Р zуд. – удельная сила резания,

Р zуд. = 1100 Н/мм2;

t– припуск на обработку, t= 0,35 мм;

Sz– подача на один зуб при обработке, Sz= 0,3 мм/зуб;

k– количество зубьев одновременно участвующих в обработке, k= 4;

 

 

Проверка выбранных режимов по мощности привода:

 

, (4)

 

где кВт – мощность привода.

Мощность резания:

 

кВт

 

Сравним, достаточна ли мощность на приводе станка,

N_ф. = 0,35 кВт < N_СТ = 22,5 кВт

 

Определение минутной подачи:

(5)

 

где z – количество зубьев у фрезы;

 

Фактический крутящий момент:

 

(6)

 

 

Сравним, достаточно ли крутящего момента на шпинделе станка,

 

M_ф. = 0,7 Н·м < M_СТ = 76 Н·м

 

При расчете режимов резания для остальных переходов пользуемся каталогом от «Sandvik Coromant» и общемашиностроительными нормативами для выбора инструмента, и расчета режимов резания, и сводим их в таблицу 4.

 

Таблица 4 – Режимы резания

 

№ операции	Содержание переходов	Глубина резания,tмм	Подача Sмм/мин	Подача Sz, мм/мин	Скорость резания,V м/мин	Частота вращения n, мин^-1	Мощность N, кВт	Момент резания, М, Н*м
	1.Подрезать торцы	0,35		0,3			0,3	0,7
2.Фрезеровать поверхность	1,1		0,4		429,9	1,47	2,94
3. Фрезеровать поверхность	0,8		0,14		477,7	1,13	2,26
4. Фрезеровать поверхность	0,3		0,1		477,7	1,13	2,26
5. Фрезеровать поверхность			0,3		297,2	1,89	3,78
6.Центровать отверстие	-		0,15 об/мин			0,6	2,1
7.Сверлить отверстие	-		0,3 об/мин		764,3	0,62	0,1
8. Фрезеровать поверхность	-		0,2 об/мин		668,7	4,09	0,25
9. Центровать отверстие	-		0,15 об/мин			0,6	2,1
10.Сверлить отверстие	-		0,1 об/мин	25,5	1175,8	0,64	1,28
11.Центровать отверстие	-		0,15 об/мин			0,6	2,1
12.Сверлить отверстие	-		0,7 об/мин		764,3	0,62	1,24
13. Фрезеровать поверхность			0,2			1,47	2,94
14. Фрезеровать поверхность			0,25		384,8	2,77	5,54
15. Фрезеровать поверхность	0,2		0,25		477,7	0,16	0,32
16. Фрезеровать поверхность	0,9		0,27		636,9	0,29	0,58
17. Фрезеровать поверхность	0,7		0,33		995,2	0,81	1,62
18.Сверлить 2 отверстия	-		0,3 об/мин	27,3		0,19	0,38
19. Фрезеровать поверхность	0,4		0,1		995,2	0,81	1,62
20.Нарезать резьбу	-		1 об/мин			0,25	0,5