Разработка управляющей программы для токарного и фрезерного станков с ЧПУ

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Разработка управляющей программы для токарного станка С ЧПУ
  • 1.1 Выбор обрабатываемого материала
  • 1.2 Выбор заготовки
  • 1.3 Выбор инструмента
  • 1.4 Разработка технологического маршрута обработки
  • 1.5 Расчет режимов резания
  • 1.6 Разработка схем обработки
  • 1.7 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ
  • 2. Разработка управляющей программы для обработки детали на фрезерном станке с ЧПУ
  • 2.1 Выбор обрабатываемого материала
  • 2.2 Выбор заготовки
  • 2.3 Выбор инструмента
  • 2.4 Расчет режимов резания
  • 2.5 Разработка схем обработки
  • 2.6 Разработка управляющей программы
  • Список литературы

Введение

О возрастающей роли оборудования с программным управлением свидетельствует тот факт, что применение его в промышленности постоянно увеличивается. Эффективность станков с программным управлением объясняется высокой их производительностью; повышением производительности труда обслуживающего персонала; сокращением потребности в специальной технологической оснастке; уменьшением оборотных средств, вкладываемых в незавершенное производство; высвобождением значительной части производственных площадей.

Внедрение станков с ЧПУ для автоматизации технологических процессов механической обработки позволяет обрабатывать с меньшими затратами детали такой же широкой номенклатуры, как и на универсальных станках соответствующих типов.

Наиболее перспективным следует считать развитие средств числового программного управления, отвечающих требованиям свободного программирования и агрегатирования узлов сопряжения с объектом управления. В основе структур, обладающих этими свойствами, лежит использование микро — или мини-ЭВМ.

1. Разработка управляющей программы для токарного станка С ЧПУ

Рисунок 1.1 — Эскиз детали

1.1 Выбор обрабатываемого материала

В качестве материала для заготовки выбираем среднеуглеродистую сталь 20 ГОСТ 1050–88. Механические свойства стали приведены в таблице 1.1 Химические свойства стали приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.1 — Механические свойства стали 20 ГОСТ 1050–88

Марка

стали

Механические свойства

Т, МПа

В, МПа

Б, %

, %

Твердость по Бринелю, HB

Температу-ра ковки, 0С

20

245

410

25

55

156

1280. 750

Таблица 1.2 — Химические свойства стали 20 ГОСТ 1050–88

Химический элемент

%

Кремний (Si)

0. 17−0. 37

Медь (Cu), не более

0. 25

Мышьяк (As), не более

0. 08

Марганец (Mn)

0. 35−0. 65

Никель (Ni), не более

0. 25

Фосфор (P), не более

0. 035

Хром (Cr), не более

0. 25

Сера (S), не более

0. 04

1.2 Выбор заготовки

В качестве заготовки выбираем прокат круглого сечения диаметром 65 мм ГОСТ 2590–88.

1.3 Выбор инструмента

Для получения данной детали понадобятся следующие инструменты: контурные резцы для черновой и чистовой обработок, канавочный — для прорезания канавки.

Для черновой контурной обработки выбираем сборные контурные резцы с механическим креплением клин-прихватом трехгранных пластин из твердого сплава Т14К8 ГОСТ 19 073–80. Для чистовой обработки выбираем сборные контурные резцы с механическим креплением клин-прихватом трехгранных пластин из твердого сплава Т15К6.

Рисунок 1.2 — Резец контурный

Размеры резца:

hЧb=25Ч25мм, L=50мм, Р=36мм, f=12,5 мм

Рисунок 1.3 — Резец контурный

Размеры резца:

hЧb=25Ч25мм, L=50мм, Р=36мм, f=12,5 мм

Рисунок 1.4 — Резец канавочный

Размеры резца:

hЧb=25Ч25мм, L=50мм, f=32мм

1.4 Разработка технологического маршрута обработки

Разработаем технологический маршрут обработки данной детали на токарно-винторезном станке с ЧПУ 16К20Ф3С32:

1. Подрезание торца

2. Черновое контурное точение

3. Чистовое контурное точение

4. Обработка канавок

1.5 Расчет режимов резания

Контурное черновое точение

глубина резания t = 1,5 мм;

подача s = 0,6мм/об;

материал режущей части Т14К8;

стойкость инструмента Т = 60 мин;

скорость резания, м/мин:

(1. 1)

гдеТ-период стойкости инструмента, мин;

КV-коэффициент обрабатываемости:

KV = KMV · KПV · KИV, (1. 2)

Где KMV-коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (находим по таблицам 1 — 4 [1])

(1. 3)

Где КГ = 1-коэффициент, учитывающий группу стали по обрабатываемости;

-предел прочности стали;

nV = - 1,0 — показатель степени;

KПV = 0,9 — коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (находим по таблице 5 [1])

KИV = 0,8 — коэффициент, учитывающий материал инструмента (находим по таблице 6 [1])

KV = 0,55 · 0,9 · 0,8 = 0,40

Значения коэффициента СV и показателей степени находим по таблице 17 [1]

СV = 350; х = 0,15; у = 0,35; m = 0,2;

частота вращения, мин-1:

(1. 4)

сила резания при черновом точении, Н:

(1. 5)

Где Кр — поправочный коэффициент

(1. 6)

где-коэффициенты, учитывающие фактические условия резания (находим по таблицам 9, 10, 23 [1])

(1. 7)

Значения коэффициента СP и показателей степени находим по таблице 22 [1]

СV = 300; х = 1; у = 0,75; n = - 0,15;

мощность резания:

(1. 8)

Контурное чистовое точение

глубина резания t = 0,5 мм;

подача s = 0,1 мм/об;

материал режущей части Т15К6;

стойкость инструмента Т = 80 мин;

скорость резания, м/мин:

KV = KMV · KПV · KИV

KПV = 0,9 KИV = 1

KV = 0,55 · 0,9 · 1 = 0,50,Значения коэффициента СV и показателей степени находим по таблице 17 [1]

СV = 420; х = 0,15; у = 0,2; m = 0,2;

частота вращения, мин-1:

сила резания при чистовом точении, Н:

,

;;

;;;

; СV = 300;

х = 1; у = 0,75; n = - 0,15;

мощность резания:

Точение канавки

подача s = 0,1мм/об;

материал режущей части Т15К10;

стойкость инструмента Т = 60 мин;

скорость резания, м/мин:

(1. 9)

KV = KMV · KПV · KИV

KПV = 0,9 KИV = 1

KV = 0,55 · 0,9 · 1 = 0,50,Значения коэффициента СV и показателей степени находим по таблице 17 [1]

СV = 47; у = 0,8; m = 0,2;

частота вращения, мин-1:

сила резания, Н:

(1. 10)

;;;

;;;

СV = 408; х = 0,72; у = 0,8; n = 0;

мощность резания:

1.6 Разработка схем обработки

Рисунок 1.5 — Схема обработки контурным резцом, отогнутым влево

Найдем координату Z для точки 9 (см. рисунок 1. 5)

Рассмотрим прямоугольный треугольник АВС

Рисунок 1.6 — Схема определения координат точки 9.

Значит, координата Z точки 9 равна 95 — 8 — 15 — 4 — 3 — 13,94 = 51,06

Рисунок 1.7 — Схема обработки контурным резцом, отогнутым вправо

токарный фрезерный станок программа

Рисунок 1.8 — Схема обработки канавок

1.7 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ

Таблица 1.3 — Управляющая программа на языке ТЕХТРАН

№ кадра

Содержание кадра

Пояснения

001

P0*

002

P-500*

Максимальная координата по Х «-»

003

P 400*

Максимальная координата по Х «+»

004

P-100*

Максимальная координата по Z «-»

005

P1000*

Максимальная координата по Z «+»

006

P318*

nmax 1-го диапазона

007

P875*

nmax 2-го диапазона

008

P2188*

nmax 3-го диапазона

009

P0*

nmax 4-го диапазона

010

P12*

nmin 1-го диапазона

011

P30*

nmin 2-го диапазона

012

P80*

nmin 3-го диапазона

013

P0*

nmin 4-го диапазона

014

P10*

Ползучая скорость шпинделя

015

P1*

Индикация рассогласования вкл.

016

P1000*

Рекомендуемая nmax при постоянной скорости резания

017

P100*

Рекомендуемая nmin при постоянной скорости резания

001

F0,6 S2 340 T1*

Ввод подачи (0,6 мм/об), диапазона частот вращения (S2), частоты вращения шпинделя (340 мин-1), номера инструмента (Т1)

002

X67 Z95E*

Быстрый подвод инструмента

003

X-2*

Подрезка торца

004

L08* A0,5 P1,5*

Цикл многопроходной обработки цилиндрических заготовок с автоматическим разбиением на проходы: А=0,5мм — припуск под чистовую обработку, Р=1,5мм — максимальная глубина резания за один проход

005

X25 C2*

Точение фаски 2×450

006

Z87*

Точение цилиндрической поверхности Ж25 мм

007

X45 с2*

Точение фаски 2×450

008

Z65*

Точение цилиндрической поверхности Ж45 мм

009

X58 Z51,06*

Точение конической поверхности

010

Z40*

Точение цилиндрической поверхности Ж58 мм

011

X50 Z20*

Точение конической поверхности

012

X55 Z12 R4*

Точение цилиндрической поверхности Ж50 мм и галтели радиусом 4 мм

013

Z6*

Точение цилиндрической поверхности Ж55 мм

014

X60*

Точение плоской поверхности

015

Z0 M17*

Точение цилиндрической поверхности Ж60 мм

016

F0,6 S2 340 T2*

Ввод подачи, диапазона частот вращения, частоты вращения шпинделя и номера инструмента

017

X60 Z19E*

Быстрый подвод инструмента

018

L08* A0,5 P1,5*

Цикл многопроходной обработки цилиндрических заготовок с автоматическим разбиением на проходы

019

X50*

Подвод инструмента

020

Z32*

Точение цилиндрической поверхности Ж50 мм

021

X58 Z40 M17*

Точение конической поверхности

022

F0,1 S2 816 T3*

Ввод подачи, диапазона частот вращения, частоты вращения шпинделя и номера инструмента

023

X23 Z95E*

Быстрый подвод инструмента

024

L10 B5*

Цикл чистовой обработки контура, повторение программы с 5-го кадра

025

F0,1 S2 816 T4*

Ввод подачи, диапазона частот вращения, частоты вращения шпинделя и номера инструмента

026

X60 Z19E*

Быстрый подвод инструмента

027

L10 B19*

Цикл чистовой обработки контура, повторение программы с 19-го кадра

028

F0,1 S2 347 T5*

Ввод подачи, диапазона частот вращения, частоты вращения шпинделя и номера инструмента

029

X47 Z68E*

Быстрый подвод инструмента

030

L02* D1 X40 A4 P4*

Цикл обработки канавки с автоматическим разбиением на проходы: D=1c — выдержка, Х=40мм — внутренний диаметр канавки, А=4мм — ширина канавки, Р=4мм — ширина резца

031

M02*

Конец программы

Кодировка двух кадров на перфоленте

Рисунок 1.8 — Расшифровка кадра N012 X55 Z12 R4*

Рисунок 1.9 — Расшифровка кадра N022 F0,1 S2 816 T3*

2. Разработка управляющей программы для обработки детали на фрезерном станке с ЧПУ

Рисунок 2.1 — Эскиз детали

2.1 Выбор обрабатываемого материала

В качестве материала для заготовки выбираем среднеуглеродистую сталь 20 ГОСТ 1050–88. Механические свойства стали приведены в таблице 1.1 Химические свойства стали приведены в таблице 1.2.

2.2 Выбор заготовки

В качестве заготовки будем использовать плиту толщиной 12 мм.

2.3 Выбор инструмента

Обработка данной детали будет производится на фрезерном станке с ЧПУ 6Р13Ф3. Выбор инструмента и его размеров производим в соответствии с [1]. Для обработки данной детали будем использовать концевую фрезу с коническим хвостовиком ГОСТ 17 025–71. В качестве материала режущей части фрезы принимаем быстрорежущую сталь Р6М5.

Рисунок 2.2 — Фреза концевая с коническим хвостовиком

Размеры фрезы: d=20мм, L=123мм, l=38мм

2.4 Расчет режимов резания

Рассчитаем режимы резания для фрезерования пластины концевой фрезой.

глубина резания t=3мм;

ширина фрезерования В=12мм;

подача на зуб SZ=0,1мм/зуб;

материал режущей части — Р6М5;

стойкость инструмента — Т=80мин;

скорость резания, м/мин:

(2. 1)

Значения коэффициента СV и показателей степени находим по таблице 81 [1] СV=46,7; q=0,45; х=0,5; у=0,5; u=0,1; р=0,1; m=0,33;

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания

KV=KMV·KПV·KИV, (2. 2)

гдеKMV-коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (находим по таблицам 1 — 4 [1])

(2. 3)

Где КГ=1-коэффициент, учитывающий группу стали по обрабатываемости; -предел прочности стали; nV=-0,9-показатель степени;

KПV=1-коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (находим по таблице 5 [1])

KИV=1-коэффициент, учитывающий материал инструмента (находим по таблице 6 [1])

KV=0,54·1·1=0,54,

сила резания при фрезеровании, Н:

(2. 4)

Значения коэффициента СP и показателей степени находим по таблице 83 [1]

СV=68,2; х=0,86; у=0,72; n=1;

q=0,86; w=0;

частота вращения, мин-1:

(2. 5),

Поправочный коэффициент Кмр, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по таблице 9 [1].

(2. 6),

минутная подача, мм/мин:

(2. 7)

-мощность резания:

(2. 8)

2.5 Разработка схем обработки

Составим операционный эскиз детали для подготовки управляющей программы в системе ТЕХТРАН

Рисунок 2.3 — Операционный эскиз детали при подготовке управляющей программы в системе ТЕХТРАН

Определим координаты точек и сведем их в таблицу 2. 1

Координаты точек ТЧ4, ТЧ5, ТЧ7 определяем с помощью системы КОМПАС:

Рисунок 2.4 — Схема определения координат точек ТЧ4, ТЧ5, ТЧ7 в программе КОМПАС

Таблица 2.1 — Координаты точек

Название точки

Координата Х

Координата Y

ТЧ1

0

20

ТЧ2

-20

40

ТЧ3

0

60

ТЧ4

21,91

60

ТЧ5

33,71

38,46

ТЧ6

0

40

ТЧ7

21,91

46

Составим операционный эскиз детали для подготовки управляющей программы с использованием подготовительных функций.

Рисунок 2.5 — Операционный эскиз детали при подготовке управляющей программы с использованием подготовительных функций

Таблица 2.2 — Координаты точек

Номер точки

Координата Х

Координата Y

1

0

20

2

-20

40

3

0

60

4

21,91

60

5

35,91

46

6

33,71

38,46

А

0

40

В

21,91

46

2.6 Разработка управляющей программы

Таблица 2.5 — Управляющая программа на языке ТЕХТРАН

№ кадра

Содержание кадра

Пояснения

1

ДЕТАЛЬ_ПЛИТА_#*

Характеристика детали

2

СТАНОК 6Р13Ф3*

Характеристика станка

3

ИНСТР 20*

Параметры инструмента

4

ТЧ0 = 0, 0*

Задание координат точек

5

ТЧ1 = 0, 20*

6

ТЧ2 = - 20, 40*

7

ТЧ3 = 0, 60*

8

ТЧ4 = 21. 91, 60*

9

ТЧ5 = 33. 71, 38. 46*

10

ТЧ6 = 0, 40*

11

ТЧ7 = 21. 91, 46*

12

КР1 = ТЧ6, 20*

Задание кривых

13

КР2 = ТЧ7, 14*

14

КР3 = ТЧ3, 40*

15

ПР1 = ТЧ1, ТЧ2*

Задание прямых

16

ПР2 = ТЧ3, СЛЕВА, КР2*

17

ИЗ ТЧ0*

Исходная точка

18

ПОДАЧА ММИН 1500*

Задание ускоренной подачи

19

ПРИРАЩ 15*

Высота опускания фрезы

20

ИДИ ДО ТЧ1*

Движение фрезы

21

ШПИНДЛ ВКЛ*

Включение шпинделя

22

ОХЛАД ВКЛ*

Включение охлаждения

23

ПОДАЧА ММИН 180*

Задание рабочей подачи фрезы

24

ВПЕРЕД ПР1 ЗА КР1*

Обработка прямой

25

НАРДОП 0. 1*

Внешнее отклонение от окружности

26

ВПЕРЕД КР1 КАС ПР2*

Обработка дуги

27

ВПЕРЕД ПР2 КАС КР2*

Обработка прямой

28

НАРДОП 0. 1*

Внешнее отклонение от окружности

29

ВПЕРЕД КР2 КАС КР3*

Обработка дуги

30

НАРДОП 0. 1*

Внешнее отклонение от окружности

31

ВПЕРЕД КР3 ЗА ТЧ1*

Обработка дуги

32

ОХЛАД ВЫКЛ*

Выключение охлаждения

33

ШПИНД ВЫКЛ*

Выключение шпинделя

34

ПОДАЧА ММИН 1500*

Переход на ускоренную подачу

35

В ТОЧКУ ТЧ0*

Возврат в исходную точку

КОНЕЦ*

Конец программы

Таблица 2.6 — Управляющая программа с использованием подготовительных функций

№ кадра

Содержание кадра

Пояснения

% LF

Начало программы

1

G90 G00 Y20. S452. F180. M03. М08 LF

Задание режимов обработки в абсолютных числах, перемещение инструмента на быстром ходу в заданную точку, задание скорости, подачи, включение шпинделя с вращением по часовой стрелке, включение охлаждения

2

G41 X0. Y20. L17 LF

Коррекция криволинейного контура, выход на эквидистанту плюс

3

Z-15 LF

Опускание фрезы

4

G01 X-20. Y40 LF

Обработка прямой

5

G43 I-20. J0. X0. Y20. L17 LF

Круговая интерполяция почасовой стрелке с эквидистантой плюс

6

G01 X21,91. Y60 LF

Обработка прямой

7

G43 I0. J14. X14. Y0. L17 LF

Круговая интерполяция почасовой стрелке с эквидистантой плюс

8

G43 I14. J0. X11,8. Y-7,54. L17 LF

Круговая интерполяция почасовой стрелке с эквидистантой плюс

9

G43 I33,71. J-21,54. X0. Y-40. L17 LF

Круговая интерполяция почасовой стрелке с эквидистантой плюс

10

G41 X0. Y0. L17 LF

Возврат фрезы в исходную точку

11

G00 Z0

Выход инструмента

12

M02 LF

Выключение шпинделя

Список литературы

1. Справочник технолога — машиностроителя. / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. Т 1,2 М., Машиностроение. 1985.

2. Каштальян И. А., Клевзович В. И. «Обработка на станках с числовым программным управлением»: Справ. Пособие. — Мн.: Выш. Шк., 1989

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой