Автоматизированное проектирование конструкции и технологического процесса изготовления вала в ср (стр. 1 из 2)
ВведениеCAD/CAM -системы занимают особое положение среди других приложений, поскольку представляют индустриальные технологии, непосредственно направленные в наиболее важные области материального производства. В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложной наукоемкой продукции (кораблей, самолетов, танков, различных видов промышленного оборудования и др.) без применения CAD/CAM-систем. За последние годы CAD/CAM-системы прошли путь от сравнительно простых чертежных приложений до интегрированных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от эскизного проектирования и заканчивая технологической подготовкой производства, испытаниями и сопровождением. Современные CAD/CAM/CAE-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции (повышая, тем самым, ее конкурентоспособность). В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и экономит на стоимости изготовления физического прототипа. Даже для такого относительно несложного изделия, как телефон, стоимость прототипа может составлять несколько тысяч долларов, создание модели двигателя обойдется в полмиллиона долларов, а полномасштабный прототип самолета будет стоить уже десятки миллионов долларов.
Целью данного курсового проекта является автоматизированное проектирование конструкции и технологического процесса изготовления вала в среде SprutCAM 2007 и ТехноПро5+.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1)
создать модель вала, определить необходимые параметры производства детали;2) разработать технологию изготовления детали в среде ТехноПро5+, сформировать технологическую документацию;
3) разработать управляющую программу для токарной обработки вала на станке с ЧПУ в среде SprutCAM2007.
1 Исходные данные1.1 Чертёж детали
Для создания чертежа детали использовалась система КОМПАС – 3D V12. Чертёж представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Чертёж детали
Подробный чертёж отображён в Приложении А.
Характеристики детали:
Материал – Сталь 40Х, ГОСТ 4543-71
Масса – 2,09 кг.
1.2 Программа выпуска
Программа выпуска изделия 5000 штук в год.
Тип производства деталей – серийный. Характеризуется одновременным изготовлением на предприятии сравнительно широкой номенклатуры однородной продукции, выпуск которой повторяется в течение продолжительного времени. Наибольшее распространение имеет в машиностроении и металлообработке.Серийное производство является основным типом современного производства и предприятиями этого типа выпускается в настоящее время 75-80% всей продукции машиностроительной продукции.
2 Метод получения заготовкиПоскольку выбор метода получения заготовки определяется следующими факторами:
а) технологическими свойствами материалов, его пластичностью;
б) конструктивными формами и размерами детали;
в) требуемой точностью размеров и качеством ее поверхности (шероховатость, остаточные напряжения и т.д.);
г) величиной программного задания, то есть объемом продукции или типом производства;
д) производственными возможностями оборудования;
е) временем, затрачиваемым на подготовку производства (изготовление моделей, штампов, пресс-форм и т.д.);
ж) гибкостью производства, то есть возможностью быстрой переналадки оборудования и оснастки в условиях автоматизированного производства, -
то для изготовления требуемой заготовки был выбран метод литья.
Литье металлов - это процесс получения металлических изделий способом заливки (литья) расплавленного горячего металла в специальную форму. Такая форма, из которой родится будущая «отливка» (так называют полученное при литье металлов металлическое изделие), получила название «литейной формы». Рабочая часть литейной формы представляет собой полость, в которой металл при литье, охлаждаясь, затвердевает и получает вид конечного изделия. Чаще всего используется метод статической заливки, когда осуществляется заливка металла в неподвижную литейную форму. Чертёж заготовки представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Чертёж заготовкиПодробный чертёж отображён в Приложении А.
3 Автоматизированное проектирование конструкции3.1 Характеристика возможностей современных CAD систем
На сегодняшний день существуют различные CAD пакеты. К CAD пакетам, которые используют для построения твердотельной модели, можно отнести: «SolidWorks», «AutoCAD», «UnigraphiCS», «Inventor», КОМПАС – 3D V12.
Основными особенностями большинства вышеперечисленных CAD пакетов являются:
– твердотельное и поверхностное параметрическое моделирование;
– полная ассоциативность между деталями, сборками и чертежами;
– богатый интерфейс импорта/экспорта геометрии;
– экспресс-анализ прочности деталей и кинематики механизмов;
– специальные средства по работе с большими сборками;
– простота в освоении и высокая функциональность;
– гибкость и масштабируемость;
– 100% соблюдение требований ЕСКД при оформлении чертежей;
– русскоязычный пользовательский интерфейс и документация.
3.2 Система для построения чертежа и конструкции
Из всех представленных выше программных пакетов был выбран КОМПАС – 3D V12 – продукт компании ЗАО АСКОН. Так как он сочетает очень продуманный CAD-пакет с простым и понятным интерфейсом.
Система позволяет реализовать классический процесс трехмерного параметрического проектирования — от идеи к ассоциативной объемной модели, от модели к конструкторской документации.
Основные компоненты «КОМПАС-3D» — собственно система трехмерного твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График и модуль проектирования спецификаций.Система «КОМПАС-3D» предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства.
Ключевой особенностью «КОМПАС-3D» является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН.
Трёхмерная модель детали представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – 3D модель детали
4 Автоматизированное проектирование технологии изготовления детали4.1 Характеристика возможностей CAPP системы
В качестве CAPP системы в рамках курсовой работы была использована система ТехноПро5+.
Система ТехноПро предназначена для проектирования техпроцесса в электронном виде: операционных, маршрутно-операционных и маршрутных технологических процессов (ТП), включая формирование маршрута, операций и переходов, с выбором оборудования, приспособлений, подбором инструментов, формированием текстов переходов, расчетом технологических размерных цепей, режимов обработки и норм изготовления.
ТехноПро позволяет:
а) назначать операции;
б) подбирать необходимое оборудование, оснастку и т.д.;
в) назначать переходы, для которых назначать инструмент, приспособления, рассчитывать режимы резания;
г) формировать технологическую документацию;
д) использовать базы данных типовых элементов, оборудования, операция и переходов;
е) параметризировать технологический процесс;
ж) назначать условия, оптимизирующие разработку техпроцесса.
4.2 Разработка технологического процесса изготовления детали в системе ТехноПро
Все поверхности, где указана точность, должны обрабатываться: валы (h) по 14 квалитету, отверстия(H) по 14 квалитету, допуск на все остальные поверхности ±IT14/2.
Для получения детали «вал» необходимы следующие операции:- токарная
- сверлильная
- фрезерная.
Необходимо выполнить следующее:
Токарная обработка:
– Установить заготовку в трехкулачковом патроне с поджатием задней бабкой;
– Подрезание торца;
– Точить поверхность до диаметра 30 мм на длине 58 мм;
– Точить поверхность до диаметра 32 мм на длине 20 мм;
– Точить поверхность до диаметра 35 мм на длине 29 мм;
– Точить поверхность до диаметра 42 мм на длине 93 мм;
– Точить поверхность до диаметра 36 мм на длине 32 мм;
– Сверлить отверстие диаметром 6 мм на глубину 24 м;
– Нарезать резьбу М8-7Н на длине 20 мм;
– Расточить фаску в размер 1,6 x 45 град. на диаметре 30 мм;