Целью данного этапа курсового проекта является установление величины припуска на механическую обработку и межоперационных (межпереходных) размеров, при которых расход металла минимален и гарантируется точность технологического процесса.
В курсовом проекте при разработке технологического процесса припуски на механическую обработку определяются на одну наиболее точную поверхность расчетно-аналитическим методом [13.с 175], [26.с. 174], [7. с. 62], [8. с. 259]. На все остальные поверхности припуск определяется опытно-статистическим методом [26.с. 254-267], [4.с. 162].
Операционные размеры и допуски определяют для всех операций и переходов. Они необходимы для оформления операционных эскизов и настроечных схем обработки.
Результаты расчетов припусков и межоперационных размеров представляют в виде таблицы [7. с.93. таб. 45], [13. с. 193].
2.5. Расчет точности технологического процесса на основе размерного анализа
До недавнего времени расчет точности технологических процессов осуществлялся на основе методов построения и расчета размерных цепей, Однако в последнее время эти методы вытесняются более эффективными методами, основанными на построении и расчете графов технологических процессов. При выполнении данного этапа проекта целесообразно использовать методику [27].
2.6. Определение рациональных режимов резания (для одной операции – по аналитической зависимости, для остальных - по справочным данным)
При выборе режимов обработки необходимо придерживаться определенного порядка, т.е. при назначении и расчете режимов резания учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и мощность оборудования и т.д. Следует помнить, что элементы режимов резания функционально взаимосвязаны между собой.
В связи с тем, что аналитический расчет режимов резания является процессом довольно-таки трудоёмким, в курсовом или дипломном проекте таким методом определяются режимы резания на 1-2 операции по согласованию с руководителем проекта. Для остальных операций технологического процесса режимы резания определяются по нормативам режимов резания с учетом конкретных условий, то есть введением поправочных коэффициентов [29-31, 13].
Методика аналитического расчета режимов резания приведена в литературе [13, 19, 4, 32].
2.7. Нормирование технологических операций по сравниваемым операциям
Техническая норма времени на обработку заготовки является одним из основных параметров для расчета стоимости детали, количества металлорежущего оборудования, заработной платы рабочих, планирования производства.
Техническую норму времени определяют на основе технических возможностей станочного оборудования, технологической оснастки, режущего инструмента, схемы построения операции и переходов, автоматизации процесса обработки детали. В массовом производстве рассчитывается штучное время, в серийном и единичном – штучно-калькуляционное.
В курсовом или дипломном проекте для тех операций, режимы резания которых определялись расчетно-аналитическим путем, нормы времени определяются расчетно-аналитическим методом [7, 19, 25, 33]. Для остальных операций нормы времени выбираются по табличным данным [30, 31, 34-37]. Для станков с ЧПУ нормы времени выбираются из [30].
2.8. Разработка расчетно-технологическая карта механической обработки заготовки на станке с ЧПУ, на обрабатывающем центре или карты наладки автомата
Расчет управляющей программы (УП) состоит из следующих этапов: 1) разработка схемы наладки; 2) заполнение карты подготовки информации; 3) кодирование управляющей программы; 4) запись УП на программоноситель; 5) проверка и редактирование УП при обработке первой заготовки.
Схема наладки или расчетно-технологическая карта (РТК) разрабатывается в следующем порядке.
1.Вычерчивается деталь (заготовка) в прямоугольной системе координат (или в двух системах координат- станка и детали), выбирается для каждого инструмента исходная точка 01. Контуры детали и заготовки изображаются в масштабе с указанием всех размеров, необходимых для программирования.
2.Намечается расположение зажимов (зажимных элементов) и зон крепления заготовки в приспособлении.
Наносятся траектории движения центров инструментов в двух плоскостях системы координат. Началом и концом траектории инструмента является исходная точка. Траекторию инструмента наносят с учетом его параметров и выбранной ранее последовательности обработки.
4. На траектории движения инструмента обозначаются опорные точки с указанием их координат. Стрелками указываются направления движения инструментов и величины их перемещения между опорными точками. Опорные точки необходимо намечать по геометрическим и технологическим признакам, т.е. они должны быть или точками, в которых изменяется геометрический характер траектории инструмента, или точками, в которых изменяется режим обработки.
5. Указываются места контрольных точек, точек остановок, необходимых для смены инструмента, изменения частоты вращения шпинделя, переустановки заготовок и т.п., и их продолжительность в секундах.
6. На расчетно-технологической карте наносятся дополнительные данные (тип станка, шифр, наименование и материал детали), указывают параметры инструментов и режимы обработки.
Длины холостых и рабочих перемещений по осям для всех переходов, а также номер используемого инструмента и параметры режима резания заносятся в карту подготовки информации.
Кодирование УП осуществляется в соответствии с ГОСТ 20999-83. Перемещения записываются в абсолютных или относительных координатах.
При расчете управляющей программы, при разработке наладки автоматического и полуавтоматического оборудования необходимо использовать в первую очередь паспортные данные оборудования, а также рекомендуется использовать следующую литературу [5, 6, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17].
2.9. Технико-экономическое обоснование вариантов выполнения операций
Одной из особенностей разработки технологических процессов механической обработки заготовок является многовариантность. Она возможна при выборе методов обработки элементарных поверхностей, при формировании из них операций и техпроцесса в целом, при выборе оборудования, оснастки и инструмента и т.д.
В соответствии с типовой методикой по оценке экономической эффективности новой техники [38], наивыгоднейшим вариантом считается тот, у которого сумма текущих и капитальных затрат на единицу продукции будет минимальной.
В курсовом проекте сравнению подлежат одинаковые объемы работ, выполняемые на различном оборудовании или различными методами. При этом в число слагаемых сумм затрат включаются лишь те, которые изменяют свою величину при различных вариантах технологического процесса, расходы по заработной плате рабочим и наладчикам (основная и дополнительная) с начислением налогов, расходы по содержанию и эксплуатации оборудования и производственной площади и т.п. Сумма этих затрат, отнесенная к часу работы оборудования, называется часовыми приведенными затратами.
Если при сравнении вариантов существенно изменяются величины других затрат, например, расходы на специальную технологическую оснастку и режущий инструмент, то эти затраты также учитываются при расчете технологической себестоимости и экономического эффекта.
Рациональный вариант механической обработки можно выбрать на основании расчета технологической себестоимости базового и предлагаемого вариантов. Результаты технико-экономического сравнения выполняются в виде таблицы, представляющей собой структуру затрат на обработку заготовок по конкурирующим вариантам технологических процессов механической обработки заготовки.
Методика расчетов технологической себестоимости вариантов подробно излагается в литературе [19, 38, 39].
1. Общие правила выполнения чертежей. М.: Изд-во стандартов. 1988. 239 с.
2. ГОСТ 3.1125-88. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок. М.: Изд-во стандартов. 1988. 20с.
3. ГОСТ 3.1126-88. Правила выполнения графических документов на поковки. М.: Изд-во стандартов, 1988. 14с.
4. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. М.: Издательство стандартов, 1992. 460с.
5. Васин А.Н. и др. Основы программирования обработки на станках с ЧПУ: Учебное пособие. Саратов: СГТУ, 1997. 90с.
6. Гжиров Р.И., Серебреницкий П.П. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. Л.: Машиностроение, 1990. 591 с.
7. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск: Высшая школа, 1983. 256 с.
8. Маталин А.А. Технология машиностроения, Л.: Машиностроение, 1985. 496 с.
9. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / Под ред. А.А. Панова М.: Машиностроение, 1988. 736 с.
10. Проектирование технологических процессов изготовления деталей на вертикально-сверлильных станках с ЧПУ: Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов / Сост. В.А. Червоткин и др. Саратов: СПИ. 1983. 42 с.
11. Проектирование технологических процессов изготовления деталей на токарно-центровых станках с ЧПУ. Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов / Сост. М.Р. Бессер и др. Саратов: СПИ, 1984. 36 с.
12. Проектирование технологических процессов изготовления деталей на вертикально-фрезерных станках с ЧПУ и револьверной головкой.Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов / Сост. М.Р. Бессер и др. Саратов: СПИ, 1985. 42 с.
13. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т./Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова М.: Машиностроение, 1986. 786 с.