Проектирование технологических операций

 

Проектирование операций предусматривает:

уточнение намеченной ранее структуры и содержания операций в зависимости от выбранного оборудования;

выбор технологической оснастки;

назначение режимов резания;

определение времени цикла и сопоставление его с тактом выпуска;

оформление технологической документации.

Технологическая оснастка включает приспособления, инструменты и средства контроля. Технологическое оборудование РТК оснащается быстродействующими, стандартными или унифицированными приспособлениями, обеспечивающими точность установки заготовок и быструю переналадку.

При определении режущего инструмента, учитывается метод обработки, материал обрабатываемой детали, размеры и конфигурация. Выбранный инструмент должен отвечать повышенным требованиям по жесткости, быстроте смены и наладки на размер, стойкости, стабильному отводу стружки. Выбор средств контроля производят с учетом характеристик точности мерительного инструмента и измеряемого параметра. Данные о технологической оснастке представим в виде таблицы 2.5.1.

Таблица 2.5.1 Технологическая оснастка

Операции	Наименование оснастки	Параметры	Примечание
05,10	Патрон токарный самоцентрирующийся клиновой мод. ПКВ-250Ф8.95	Dз=400-540 мм Pзакр=6 кН	/2, с.137/
05,10	Токарный подрезной резец, оснащенный пластинами из твердого сплава ВК8 ГОСТ 18869-73	Размеры державки H×B×L 40х25х200	/5, с. 247/
	Резец канавочный Резец 2177-0503 ГОСТ 18890-73	Размеры державки H×B×L=25×16×220	/5, с. 258/
05,10	Токарный проходной резец для чернового точения, оснащенный пластинами из твердого сплава ВК8	Размеры державки H×B×L 25х16х140	/5, с. 247/
05,10	Токарный проходной резец для чистового и получистового точения, оснащенный пластинами из твердого сплава ВК6	Размеры державки H×B×L 25х16х140	/5, с. 247/
	Микрометр гладкий МК по ГОСТ 6407-78	Диапазон измерения 50-75 мм, допускаемая погрешность, мм- ±0,002-±0,006 (1 кл.)	/5, с. 567/
05,10	Штангенциркуль ШЦ-II ГОСТ 166-73	Диапазон измерения 0-125 мм, цена деления нониуса 0,05 мм.	/5, с. 568/

 

Режимы резания

Режимы резания назначают в зависимости от метода обработки, типа и размера инструмента, материала его режущей части, материала заготовки и типа оборудования.

Далее приведен расчет режимов резания для каждой отдельной операции:

Режимы резания назначаем в зависимости от метода обработки, типа и размера инструмента.

Для расчета режимов резания необходимо знать частоты вращения шпинделя токарного станка модели 16К30Ф305.

Из стандартного ряда значений показателя, выбираем φ=1,26. Тогда найдем промежуточные значения чисел оборотов для токарного станка 16К30Ф305:

n₁= n_min= 12,5 об/мин; n₁₂= n_11×φ= 126,07×1,26= 158,9 об/мин;

n₂= n_1×φ= 12,5×1,26= 15,75 об/мин; n₁₃= n_12×φ= 158,9×1,26= 200,15 об/мин;

n₃= n_2×φ= 15,75×1,26= 19,85 об/мин; n₁₄= n_13×φ= 200,15×1,26= 252,18 об/мин;

n₄= n_3×φ= 19,85×1,26= 25 об/мин; n₁₅= n_14×φ= 252,18×1,26= 317,76 об/мин;

n₅= n_4×φ= 25×1,26= 31,5 об/мин; n₁₆= n_15×φ= 317,76×1,26= 400,38 об/мин;

n₆= n_5×φ= 31,5×1,26= 39,7 об/мин; n₁₇= n_16×φ= 400,38×1,26= 504,47 об/мин;

n₇= n_6×φ= 39,7×1,26= 50,02 об/мин; n₁₈= n_17×φ= 503,47×1,26= 635,34 об/мин;

n₈= n_7×φ= 50,02×1,26= 63,02 об/мин; n₁₉= n_18×φ= 635,34×1,26= 800,9 об/мин;

n₉= n_8×φ= 63,02×1,26= 79,4 об/мин; n₂₀= n_19×φ= 800,9×1,26= 1009,14 об/мин;

n₁₀= n_9×φ= 79,4×1,26= 100,6 об/мин; n₂₁= n_20×φ= 1009,14×1,26= 1271,5 об/мин;

n₁₁= n_10×φ= 100,6×1,26= 126,07 об/мин; n₂₂= n_21×φ= 1271,5×1,26= 2000 об/мин;

Рассмотрим последовательность изготовления детали по операциям:

Операция 005.

Подрезка торца 1

S=0,8мм/об; t=3мм.

 

 

где C_v=350; y=0,2; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

 

 

Частота вращения шпинделя:

 

;

 

принимаем n=252,18об/мин

Уточненное значение V:

 

 

Технологическая норма времени:

 

 

Черновая токарная обработка. Точить последовательно поверхности 2,4,5 на проход.

S=0,7мм/об; t=4мм.

 

 

где C_v=290; y=0,35; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

 

Частота вращения шпинделя:

 

;

 

принимаем n=800,9об/мин Уточненное значение V:

 

 

Технологическая норма времени:

 

 

Точить технологическую канавку 3.

S=0,08мм/об (при ширине резца b=2мм); t=3мм.

 

 

где C_v=350; y=0,2; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

 

 

Частота вращения шпинделя:

 

;

принимаем n=252,18об/мин

Уточненное значение V:

 

 

Технологическая норма времени:

 

 

Растачивать отверстие 6 до Ø370k9.

s = 0,658 мм/об; t=4мм.

 

 

где C_v=317; y=0,2; x=0,15; m=0,20, T=90 мин.

Kv = 0,94*0,8*0,83*1*0,7*1 = 0,43

Частота вращения шпинделя:

 

;

 

принимаем n=36 об/мин

Vф = 3,14 * 370 * 36 = 41,84 м/мин.

Основное технологическое время на 4 переходе 5 токарной операции:

To = 50 + 50 = 2,57 мин.

36 * 0,658 36 * 3

Операция 010:

Подрезка торца 7

S=0,8мм/об; t=3мм.

 

 

где C_v=350; y=0,2; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

 

 

Частота вращения шпинделя:

 

;

 

принимаем n=252,18об/мин

Уточненное значение V:

 

 

Технологическая норма времени:

 

 

Черновая обработка поверхности 8 на длину L=60мм до Ø434мм.

При токарной обработке поверхностей принимаем глубину резания следующим образом:

черновая обработка: t=3мм;

получистовая обработка: t=1,5мм;

чистовая обработка: t=0,5мм;

Для d_дет=60мм, S=0,9мм/об; t=3мм.

Для точения справедлива формула для скорости:

 

 

где C_v=280; y=0,45; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

 

 

 

Частота вращения шпинделя:

 

;

 

принимаем n=800,9об/мин

Уточненное значение V:

 

 

Технологическая норма времени:

 

 

Получистовая обработка поверхности 8 на длину L=60мм до Ø431мм.

S=0,45×0,94=0,43мм/об; t=1,5мм.

 

где C_v=290; y=0,35; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

 

 

Частота вращения шпинделя:

 

;

 

принимаем n=1009,14об/мин Уточненное значение V:

 

 

Технологическая норма времени:

 

 

Чистовая обработка поверхности 8 на длину L=60мм до Ø430h7мм Ra 1,25.

S=0,45×0,19=0,086мм/об (для радиуса при вершине резца r=1,6мм); t=0,5мм.

 

 

где C_v=350; y=0,2; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

 

Частота вращения шпинделя:

 

;

 

принимаем n=2000об/мин

Уточненное значение V:

 

 

Технологическая норма времени:

 

 

Время цикла

Рассчитаем время обработки детали на каждой операции. Время, необходимое для обработки на операции 05 определим из следующего выражения:

 

 

где Σtопер - суммарное время обработки на каждом переходе, которое состоит из времени резания, которое рассчитывается по принятым режимам резания:

 

t1+t2+t3+t4 = 0,98+0,25+0,184+1,51=2,924 мин;

где t1...t4 - соответственно время на обработку на 1…4 переходах;

Σt_хх - суммарное время холостых ходов;

 

 

где ΣL_хх-длина холостых ходов инструмента, которая определяется как сумма ходов, включающее быстрый подвод инструмента и быстрый обратный ход, а также ход инструмента от нулевой точки до обрабатываемой поверхности (100-150 мм);

V_бп - скорость быстрых перемещений суппорта (назначается по технической характеристике станка), V_бп=4800 мм/мин;

L₁=100×2+L=200+360=560 мм;

L_хх=360+240+216+350=1466

Аналогичным образом рассчитаем время на операции 10:

 

Σt_опер=t1+t2+t3+t4+t5 =5.303 мин;

 

L_хх=419+260+260+260+350+350=1549мм

T=5,303+0,323=5,626

Время, затрачиваемое на операцию для среднесерийного производства должно быть меньше такта выпуска на 10-20%. Т. к. время, затрачиваемое на операцию 10, является максимальным из двух операций, значит сравнение с тактом выпуска произведем по нему,также учитывая 20% вспомогательного времени:

T=5,626+20%=6,45 мин, при такте выпуска t_в=7,16 мин/шт.

Ниже приведен расчет времени движения механизмов. Расчет будем осуществлять по формуле:

 

 

где t-время движения механизмов, с;

S-длина хода механизма, м;

V-скорость перемещения, м/с (˚/с);

φ-угол поворота,˚;

Время на открытие и закрытие ограждения назначаем t=2 с;

Время на быстрый подвод инструмента назначаем t=1,5 с;

Время на быстрый отвод инструмента назначаем t=2 с;

 

Разработка планировки РТК

 

Выбор планировки РТК зависит от компоновки оборудования, формы, размеров и расположения его рабочих зон и структурно-кинематической схемы ПР.

При разработке планировки РТК необходимо предусмотреть:

оптимальное расположение основного технологического оборудования и вспомогательных устройств в пределах зоны обслуживания ПР в соответствии с технологическим процессом;

выполнение ПР манипуляционных действий согласно его технической характеристике;

свободный и безопасный доступ обслуживающего персонала к оборудованию и органам управления РТК (ГОСТ 12.2.078-82);

размещение пульта управления вне зоны действия ПР;

защитные сетки и другие устройства при планировании перемещений ПР заготовок и деталей над проходами, проездами и рабочими местами;

соответствие расстояний между оборудованием РТК и колоннами, ширины проходов и проездов нормам проектирования машиностроительных цехов.

В данном разрабатываемом варианте в состав РТК входит ПР модели УМ160Ф2.81.1, два токарно-винторезных станка 16К30Ф305, поворотное магазинное загрузочное устройство, накопитель.

Согласно типовым планировкам роботизированных комплексов /4, с. 498/ максимальные размеры РТК составляют:

L_max=14780 мм; B_max=5180 мм; H_max=3000 мм;