Записка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический
университет»
Кафедра «Компьютерные технологии и системы»
Дисциплина «Автоматизация конструкторского и технологического
проектирования»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему «Автоматизация конструкторско-технологической
подготовки производства детали «Тройник» в условиях
предприятия ООО «Брянский арсенал» с использованием
интегрированной САПР ProEngineer»
Студент группы 08-САПР
Баборико С.А. ___________
«__» ______________ 2012 г.
Преподаватель
Шкаберин В.А. __________
«__» ______________ 2012 г.
Брянск 2012
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на курсовой проект
по дисциплине «Автоматизация конструкторского
и технологического проектирования»
специальность230104 – «Системы
автоматизированного проектирования»
Студенту: Баборико С.А.
Группы: 08-САПР
Выполнить курсовой проект на тему:
«Автоматизация КТПП детали «Тройник» в условиях предприятия
ОАО «Брянский Арсенал» в САПР Pro/Engineer».
2
Аннотация
В данном курсовом проекте проведен анализ производственных
возможностей
и
средств автоматизации
технологической
подготовки
производства на ОАО «Брянский Арсенал».
Была
разработана
трехмерная
модель
детали
«Тройник»
с
использованием КОМПАС-3D. Был разработан технологический процесс
изготовления изделия с применением универсальных станков с ЧПУ.
Разработана часть УП для изготовления детали «Тройник» при помощи
САПР Pro/Engineer.
3
Содержание
1 АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И
ОСНАЩЕННОСТИ СРЕДСТВАМИ АВТОМАТИЗАЦИИ
КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА ОАО «БРЯНСКИЙ АРСЕНАЛ» ........................................ 6
1.1 Структура предприятия ОАО «Брянский арсенал» ....................................... 6
1.2 Номенклатура выпускаемой продукции ......................................................... 8
1.3 Анализ оснащенности предприятия технологическим оборудованием .... 10
1.4 Оснащенность предприятия средствами автоматизации конструкторскотехнологической подготовки производства (АКТПП)...................................... 11
2 Функциональное назначение, технические характеристики и
конструкторские особенности изделия «Автогрейдер 14.02» и входящей в
его состав детали «Тройник» ............................................................................ 15
Тип заготовки – Поковка Гр.II HB 180..241 ГОСТ 8479-70. Класс точности
поковки T4 ГОСТ 7505-89 ................................................................................ 18
3 АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА.............................................................................................. 19
3.1 Основные этапы и особенности разработки трехмерной модели детали
«Тройник» в САПР КОМПАС-3D....................................................................... 19
3.2 Анализ возможностей и особенностей импортирования трехмерных
моделей деталей из КОМПАС-3D в САПР Pro/Engineer .................................. 29
4.1 Выбор современного технологического оборудования для производства
детали «Тройник».................................................................................................. 32
4.2 Разработка маршрутного ТП изготовления изделия ................................... 33
4.3 Выбор металлообрабатывающего инструмента и назначение режимов
резания .................................................................................................................... 36
4.4 Основные этапы разработки управляющей программы для обработки
детали «Тройник» в САПР САПР Pro/Engineer ................................................. 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................... Error! Bookmark not defined.
Список использованной литературы ................................................................... 48
4
Приложение А ....................................................................................................... 49
Приложение Б ........................................................................................................ 50
5
1 АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И
ОСНАЩЕННОСТИ СРЕДСТВАМИ АВТОМАТИЗАЦИИ
КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА ОАО «БРЯНСКИЙ АРСЕНАЛ»
1.1 Структура предприятия ОАО «Брянский арсенал»
В ходе прохождения практики на предприятии ОАО «Брянский
арсенал» была изучена деятельность отдела главного технолога. Общая же
структурная схема управления предприятия представлена в приложении А.
Во главе отдела главного технолога стоит главный технолог. Структурная
схема данного отдела представлена на рисунке 1.1.
1.1.1 Задачи отдела главного технолога
1. Обеспечение технологической подготовки производства;
2. внедрение новых прогрессивных технологий.
1.1.2 Функции отдела главного технолога
1. Составление планов технологической подготовки производства;
2. разработка технологической документации;
3. сопровождение производства серийно выпускаемой продукции;
4. внедрение
наиболее
прогрессивных
технологических
процессов,
оборудования и оснастки, средств автоматизации и механизации;
5. корректировка технологической документации в связи с изменениями;
6. расчет норм расхода инструмента, материалов и комплектующих;
7. разработка
конструкторской
документации
вспомогательного
производства;
8. участие в аттестации рабочих мест;
9. расчет производственных мощностей и загрузки оборудования;
10.составление плана размещения оборудования, технического оснащения и
организации рабочих мест;
11.подготовка исходных данных для обоснования потребности предприятия в
оборудовании, составление заявок на необходимое оборудование.
6
Рисунок1.1 - Схема технологического управления ОАО «Брянский арсенал»
7
1.2 Номенклатура выпускаемой продукции
ОАО «Брянский Арсенал» – предприятие Дивизиона «Спецтехника»,
машиностроительного холдинга России «Группы ГАЗ», специализируется на
выпуске автогрейдеров, асфальтоукладчиков, дорожных фрез.
Предприятие
является
крупнейшим
производителем
дорожно-
строительной техники в России и имеет широкую продуктовую линейку
дорожных машин (рисунок 1.2):

автогрейдеры классов «100», «140», «180», «250»;

колесные асфальтоукладчики второго и третьего типоразмеров;

самоходные дорожные фрезы для холодного фрезерования
асфальтобетона;

низкорамные прицепы и полуприцепы-тяжеловозы для перевозки
крупногабаритных грузов.
Автогрейдер ГС-10.01
а)
Автогрейдер ГС-14.02
б)
Автогрейдер ГС-14.03
в)
Автогрейдер ГС-18.05
г)
Автогрейдер ГС-18.07
Автогрейдер ГС-25.09
д)
е)
Асфальтоукладчик Асф-
Асфальтоукладчик Асф-К-2-04
К-3-02
ж)
Фреза дорожная ФДХС-
з)
Полуприцеп-тяжеловоз 93384-0000010
К-1000-01
и)
к)
Рисунок 1.2- Линейка дорожных машин, производимых на ОАО «Брянский
Арсенал»
9
1.3 Анализ оснащенности предприятия технологическим оборудованием
В рамках инвестиционных проектов, а также для увеличения объемов
производства автогрейдеров на заводе установлены и запущены в работу
токарные
станки
с
ЧПУ,
вертикальные
обрабатывающие
центры
американской фирмы «HAAS», лазерный комплекс раскройки металла
швейцарской фирмы «BYSTRONIC»,. комплекс дуговой сварки «Nordica
Sterling»
производства
Финляндии,
оснащенный
роботом
Kawasaki,
горизонтальный обрабатывающий центр, а также токарно-карусельные,
токарно-винторезные станки, карусельный станок с цифровой индикацией и
многое другое.
Несмотря на это, доля станков с ЧПУ очень мала. Тем самым
изготовление сложных деталей требует гораздо больше времени и сил
мастера, нежели если бы они были выполнены на современных станках. Что
в свою очередь приводит к замедлению выпуска готовой продукции, а так же
потери её качества.
Разновидность станков с ЧПУ на предприятии:

Токарный с ЧПУ 16К20Ф3С32

Токарно-револьверный с ЧПУ 1В340Ф30

Токарно-револьверный с ЧПУ SL-10HE

Токарно-револьверный с ЧПУ 1Г340ПЦ

Токарный с ЧПУ 16А20Ф3С32

Токарно-револьверный с ЧПУ SL-40 НЕ

Токарно-револьверный с ЧПУ SL-30 ТНЕ

Токарно-револьверный с ЧПУ SL-20 ТНЕ

Станок многоцелевой с ЧПУ ОЦ1И22

Токарный с ЧПУ РТ706Ф312

Токарный с ЧПУ 16К30Ф3-05

Токарно-револьверный с ЧПУ 1П426ДФ3
10

Горизонтально-расточной с ЧПУ 2А637Ф2
В настоящее время оборудование на предприятии приблизительно 6070 годов выпуска. Используются станки, работающие на перфокартах и
перфолентах (Сп.п/ав.ток.с ЦПУ СМ757Н9, П/ав.ток.с ЦПУ СМ737Н10, и т.
д.).
1.4 Оснащенность предприятия средствами автоматизации
конструкторско-технологической подготовки производства (АКТПП)
1.4.1 Техническое обеспечение АКТПП
При исследовании технических средств автоматизации КТПП изделий
на предприятии были выделены следующие аспекты:
1) На предприятии установлены принтеры и плоттеры в количестве
одной, двух штук на отдел.
2)
Каждый
инженер
имеет
на
своем
рабочем
месте
ПК,
удовлетворяющий требованиям для обеспечения выполнения поставленной
задачи.
Типовое рабочее место инженера:

Intel Pentium4 CPU 3ГГц;

ОЗУ 1 ГБ;

жесткий диск 80ГБ;

блок питания 300 Вт;

видеокарта уровня GeForce;

привод оптических дисков DVD R/+-RW;

ЖК монитор 19 дюймов;

клавиатура;

мышь.
3) В наличии имеются ксероксы, а также сканеры.
4) Имеется локальная сеть, доступ к которой осуществляется даже в
цехах и на складах.
11
5) Исходя из выпускаемой продукции, более сложных технических
средств, таких как 3D - сканеры и средства быстрого прототипирования,
предприятию не требуется.
1.4.2 Оснащенность программными средствами АКТПП
В данном разделе рассмотрены САПР, используемые на предприятии
ОАО «Брянский Арсенал». Все системы представлены на рисунке 1.3.
Каждая САПР имеет лицензию и предназначена для выполнения
отдельных работ:
Solidworks используется, в основном, как расчётная программа (4
рабочих места).
AutoCAD Mechanical (2009) и Компас 3D-V12 используются для
создания и редактирования чертежей, а так же создания эскизов для
технологических процессов (16 и 10 рабочих мест соответственно).
Autodesk Inventor 2012– Используется для создания 3D-моделей
изделий, сборочных конструкций, разверток деталей из листового материала,
а так же для представления фотореалистичного изображения.
Autodesk
Inventor
2012
Компас
3D-V12
(10 р.м.)
САПР
Solidworks
(4 р.м.)
AutoCAD
Mechanical
(16 р.м.)
Рисунок 1.3 - САПР, используемые на ОАО «Брянский Арсенал»
12
В основном же все работы ведутся в AutoCAD Mechenical 2009 и
Autodesk Inventor, на которых имеется навеска MechaniCS. Она позволяет
привязывать номенклатуру из TCS прямо в чертежи, а так же работать в
соответствие с ГОСТ.
Так же на ОАО «Брянский Арсенал» используется программный
продукт - TCS Производство.
TCS позволяет организовать совместную работу конструкторов,
технологов, плановиков, снабженцев, экономистов, производственников и
других специалистов, на всех этапах выполнения заказа: от разработки
конструкции изделия до изготовления в цехах.
С рабочих станций пользователей при помощи TCS вся информация
собирается на сервере. Осуществляется привязка всей документации и
чертежей, ведется архив, состав изделий. По сути, это полноценная
PDM/PLM система.
Примеры работы в TCS Производство можно просмотреть в
приложении Б.
Выводы по главе 1
ОАО «Брянский Арсенал» - современное, многоцелевое предприятие, с
довольно хорошей промышленной базой. Проанализировав имеющиеся
сведения о предприятии, можно выделить как слабые, так и сильные стороны
производства на ОАО «Брянский Арсенал».
К достоинствам можно отнести:
 Высокий уровень оснащенности рабочих мест конструкторов и
технологов лицензионным программным обеспечением, как общего
(операционная система, СУБД и др.), так и специализированного
(CAD/CAM/CAE-системы) назначения.
 Предприятие оснащено современными аппаратными средствами:
конфигурация ПЭВМ, наличие локальной сети и др.
13
Основным недостатком является нехватка современного оборудования
с ЧПУ. Однако в последние годы предприятие стремится исправить данное
положение. Старые станки заменяют на новые. Так же закупается
современное оборудование с ЧПУ, аналогов которого на заводе нет.
Вводятся энерго- и ресурсосберегающие программы.
Всё это позволят увеличивать объемы производства, а так же
обеспечивать высокое качество выпускаемых машин, а, следовательно,
обеспечивает
стабильный
спрос
на
ОАО «Брянский Арсенал».
14
всю
выпускаемую
продукцию
2 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОНСТРУКТОРСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ИЗДЕЛИЯ «АВТОГРЕЙДЕР 14.02» И ВХОДЯЩЕЙ В ЕГО СОСТАВ
ДЕТАЛИ «ТРОЙНИК»
Автогрейдер ГС-14.02 (рисунок 2.1) предназначен для профилирования
и планировки поверхности земляного полотна дорог, возведения насыпей,
разравнивания и перемещения грунта, гравия или щебня по полотну при
строительстве и ремонте дорог, а также для устройства кюветов, боковых
канав и выемок. Может применяться при очистке дорог от снега и льда.
Шарнирно сочлененная рама, поворотный грейдерный отвал позволяют
производить широкий захват дорожного полотна, эффективно используя
бульдозерный
и
грейдерный
отвалы.
Благодаря
полному
повороту
грейдерного отвала можно вести профилирование при движении задним
ходом.
Рисунок 2.1- Автогрейдер ГС-14.02
Технические характеристики Автогрейдера ГС-14.02 представлены в
таблице 1.
15
Таблица 1. Технические характеристики Автогрейдера ГС-14.02
Технические характеристики Автогрейдера ГС-14.02
Класс
140
Эксплуатационная масса, кг
Двигатель
13 500
Д442 / Д260 / ЯМЗ-236 / Cummins 6ВТ5.9С135 / Cummins 6ВТА-С165
Мощность двигателя
100 / 100 / 110 / 100 / 120
Трансмиссия
механическая
Скорость передвижения ГС14.02, км/ч
4,1-34,2
Число передач автогрейдера:
вперед/назад
6/2
Колесная формула
автогрейдера
1х2х3
Габаритные размеры ГС-14.02,
мм (д/ш/в)
8820/2500/3475
Шины
14.00-20.00
Грейдерный отвал: (Автогрейдер ГС-14.02)
Длина, мм
3740
Высота, мм
620
Опускание отвала, мм
250
Вынос, мм
800
Угол зачистки откосов, град.
90
Изделие составляет сложную сборку, в состав которой входит большое
количество элементов. Деталь «Тройник» (рисунок 2.2) входит в состав
Автогрейдера ГС-14.02.
16
Рисунок 2.2 – Тройник
Деталь
Тройник
258.05.00.00.003входит
в
сборочную
единицу
250.35.00.000 - Гидрораспределитель.
Материал, из которого изготавливают деталь – сталь 45 ГОСТ 1050-88
(качественная конструкционная углеродистая сталь). Такой материал
Применяется
для
изготовления
особо
ответственных
деталей
в
автомобильной и машиностроительной промышленности, а также в сельском
хозяйстве и строительстве. Химический состав данного материала в %
представлен в таблице 2.
17
Таблица 2. Химический состав в % материала Сталь 45 ГОСТ 1050-88
C
Si
Mn
Ni
S
0.42 0.5
0.17 0.37
0.5 0.8
до
0.3
до
0.04
P
Cr
Cu
As
до
0.035
до
0.25
до
0.03
до
0.08
Масса детали – 0,1 кг.
Тип заготовки – Поковка Гр.II HB 180..241 ГОСТ 8479-70. Класс
точности поковки T4 ГОСТ 7505-89
Выводы по главе 2
Изделие является сложной сборкой, в состав которой входит деталь
«Тройник». Деталь является типовой для производства, на её примере будут
продемонстрированы
основные
возможности
технологических средств предприятия ОАО «Арсенал».
18
программных
и
3 АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА
3.1 Основные этапы и особенности разработки трехмерной модели
детали «Тройник» в САПР КОМПАС-3D
Конструкторская
подготовка
производства
на
предприятии
осуществляется в:

Solidworks;

AutoCAD Mechanical (2009);

Компас 3D;

Autodesk Inventor 2012.
Конструкторская
документация
курсирует
по
предприятию
в
электронном виде.
Основные цели создания 3D-модели на предприятии:

проверка собираемости изделия;

проверка изделия на эргономичность;

получение фотореалистичного изображения продукции;

проведение испытаний.
По
предложенной
ранее
концепции
подготовки
осуществим разработку 3D-модели в САПР КОМПАС-3D.
Разработку модели можно разделить на несколько этапов:
19
производства
После запуска системы КОМПАС 3D в стартовом окне по нажатию
кнопки «Создать» создаем деталь (рис. 3.1).
Рисунок 3.1 - Создание нового документа
Эскиз был создан в выбранной плоскости XY нажатием кнопки
«Эскиз» (рис. 3.2).
С
Рисунок 3.2 - Создание эскиза
20
С использованием операции «Вращение» была получена часть детали
«тройник» (рис. 3.3).
Рисунок 3.3 – Операция «Вращение»
Далее формируем другую часть детали при помощи смещенной
плоскости 1 и операции «Выдавливание» (рис. 3.4).
Рисунок 3.4 – Операция «Выдавливание»
21
Создаем эскиз на смещенной плоскости 2 (рис. 3.5) и при помощи
операции «Выдавливание» создаем конструкционный элемент (рис. 3.6).
Рисунок 3.5 – Эскиз на смещенной плоскости 2
Рисунок 3.6 – Результат применения операции «Выдавливание»
22
Далее
при
помощи
операции
«Зеркальный
массив»
отразим
конструкционный элемент относительно плоскости XY(рис. 3.7).
Рисунок 3.7 – Результат применения операции «Зеркальный массив»
Создаем оставшуюся часть детали «тройник», для этого используем
операцию «Выдавливание» (рис. 3.8,3.9).
Рисунок 3.8 – Результат применения операции «Выдавливание»
23
Рисунок 3.9 – Результат применения операции «Выдавливание»
Далее создадим 2 эскиза (рис. 3.10,3.11), чтобы воспользоваться операцией
«Вырез по сечениям» и применим эту операцию (рис. 3.12).
Рисунок 3.10 – Создание эскиза
24
Рисунок 3.11 – Создание эскиза
Рисунок 3.12 – Результат операции «Вырез по сечениям»
25
Далее применяем операцию «Вырезать выдавливанием», чтобы получить
сквозное отверстие (рис. 3.13).
Рисунок 3.13 – операция «Вырезать выдавливанием»
26
Заключительным этапом создания детали будет применение операций
«Фаска», «Скругление», «Условное обозначение резьбы» (рис. 3.14-3.16).
Рисунок 3.14 – операция «Фаска»
Рисунок 3.15 – операция «Скргуление»
27
Рисунок 3.16 – операция «Условное обозначение резьбы»
28
На рисунке 3.17 представлен скриншот дерева построения модели с
перечнем всех операций, выполненных при изготовлении детали.
Рисунок 3.17 –Дерево построения модели детали «Тройник»
3.2 Анализ возможностей и особенностей импортирования трехмерных
моделей деталей из КОМПАС-3D в САПР Pro/Engineer
Следующим
этапом
технологической
подготовки
технологического
процесса
автоматизированной
и
конструкторско-
производства
является
управляющей
программы
формирование
для
детали
«Тройник». Для этого будет использована созданная ранее трехмерная
модель детали, которая будет передана в Pro/Engineer.
29
Для передачи файла 3D-модели детали в систему Pro/Engineer, которая
не воспроизведет внутренний
формат САПР КОМПАС-3D (*.m3d),
необходимо выбрать формат, поддерживаемый как одной, так и другой
системами.
Современные САПР поддерживают большое количество форматов
представления геометрической информации об изделии, такие как IGES,
SAT, XT, STEP, VRML и др.
Сохраним созданную модель детали в формате STEP (рисунок 3.18) и
импортируем в Pro/Engineer (рисунок 3.19).
Рисунок 3.18 –Сохранение модели в формате STEP
Рисунок 3.19 –Импортированная модель в формате STEP
30
Этот способ представления конструкторско-технологических данных
позволяет решить проблему обмена информацией между различными
подразделениями
предприятия,
а
также
участниками
кооперации,
оснащенными разнородными системами проектирования. Использование
международных
стандартов
обеспечивает
корректную
интерпретацию
хранимой информации, возможность оперативной передачи функций одного
подрядчика другому, который, в свою очередь, может воспользоваться
результатами уже проделанной работы.
В настоящее время наиболее распространенным протоколом STEP
среди машиностроительных CAD-систем является протокол AP203 —
Configuration
controlled
design
(проектирование
с
управлением
конфигурацией).
Сам же экспорт данных из КОМПАС-3D в Pro/Engineer достаточно
корректен. Полностью передана геометрия исходной детали, нет разрывов
поверхностей. Существуют и свои минусы – дерево построения модели не
передается, и уже в открывшемся окне Pro/Engineer невозможно просмотреть
этапы построения модели или внести какие-либо изменения в уже созданные
поверхности.
Выводы по главе 3
1. САПР КОМПАС-3D обладает интуитивно понятным интерфейсом и
достаточными
возможностями
для
моделирования
трехмерных
твердотельных моделей.
2. Для импорта трехмерных моделей деталей и сборок изделий из
САПР КОМПАС-3D рекомендуется использовать стандарт STEP, в состав
которого входит протокол AP203, обеспечивающий корректный импорт
геометрии и функциональных особенностей моделей.
31
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ НА ОАО «БРЯНСКИЙ АРСЕНАЛ»
4.1 Выбор современного технологического оборудования для
производства детали «Тройник»
Выбор типа станка для каждой операции определяется, прежде всего,
его возможностью обеспечить технические требования к операции по
точности, шероховатости, производительности, экономичности. Если есть
несколько станков, обеспечивающих технические требования к операции, то
выбор станка осуществляют на основании технико-экономических расчетов.
При изготовлении детали «Тройник» в рамках предприятия ОАО
«Брянский Арсенал» для выполнения токарных операций с ЧПУ был выбран
токарно-револьверный станок с ЧПУ Haas SL-40THE (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 – Токарно-револьверный станок с ЧПУ Haas SL-40THE
32
Основными характеристиками данного станка являются:

Максимальный диаметр обработки - 648 мм.

Длина обработки - 1016 мм.

Максимальный диаметр прутка - 102 мм.

Шпиндель - 2400 об, 30 кВт, 1898 Нм, А2-8.

Диаметр 3-х кулачкового патрона - 380 мм.

Револьвер на 10 инструментов VDI.

ЧПУ – Haas.

Ориентация шпинделя, MACRO, VQC.

Гидравлическая задняя бабка.

Щуп для настройки инструмента.

Транспортер для удаления стружки.
При изготовлении данной детали выбранный токарно-револьверный
станок используется в рамках двух операций.
4.2 Разработка маршрутного ТП изготовления изделия
Разработка
технологических
процессов
механической
обработки
является сложной, комплексной, вариантной задачей, требующей учета
большого числа разнообразных факторов.
В комплекс кроме разработки собственно ТП входит разработка
приспособлений,
режущего,
измерительного
и
вспомогательного
инструмента, нестандартного оборудования и т.д.
В основу разработки ТП закладывается технико-экономический
принцип, предполагающий изготовление изделий в полном соответствии с их
эксплуатационными
свойствами,
задаваемыми
в
конструкторской
документации и технических условиях, при наименьшей себестоимости.
Маршрут обработки детали «Тройник» представлен в таблице 3.
33
Таблица 3. Маршрут обработки детали «Тройник»
№
Пресс-ножницы ScK-315
Содержание
операции
Отрезка
Молот штамповочный
Установка
паровоздушный М2143
штампа
Операция
5
Отрезка
10
Установка штампа
15
Нагрев
Оборудование
Печь нагревательная
двухкамерная Г-10
Нагрев
Объемная
Молот штамповочный
Объемная
штамповка
паровоздушный М2143
штамповка
Объемная
Молот штамповочный
Объемная
штамповка
паровоздушный М2143
штамповка
30
Обрезка
Пресс кривошипный КБ-9534 Обрезка
35
Правка
40
Правка
45
Галтовка
20
25
50
55
Термическая
обработка
Молот штамповочный
паровоздушный М2143
Молот штамповочный
паровоздушный М213
Барабан галтовочный Б-700
Правка
Правка
Галтовка
Термообработат
Электропечь шахтная Ц-60
ь ,выдерживая
180..240HB
Камера очистная
Дробеструить до
Очистка
дробеметная периодического
удаления
дробеструйная
действия. Универсальная
окалины.60шт
42834
на стол
Подрезка,центро
60
Токарная с ЧПУ
токарно-револьверный станок вка, сверление,
с ЧПУ Haas SL-40THE
точение,фаска,н
арезка резьбы
34
Таблица 3. Продолжение
Подрезка торца,
центровка,
65
Токарная с ЧПУ
токарно-револьверный станок
с ЧПУ Haas SL-40THE
сверление,
точение,
зенкеровка,
фаска, нарезка
резьбы
70
Слесарная м.о.
Верстак слесарный
75
Слесарная м.о.
Верстак слесарный
80
85
Контрольная
Плита контрольная 2-21600х1000 ГОСТ 10905-86
Фосфатирование
35
Зачистка
заусенцев
Продуть
отверстия
Проверка на
технологическое
соответствие
4.3 Выбор металлообрабатывающего инструмента и назначение
режимов резания
При разработке технологического процесса механической обработки
заготовки выбор режущего инструмента, его вида, конструкции и размеров в
значительной мере предопределяется методами обработки, свойствами
обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и качества
обрабатываемой поверхности заготовки.
Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое
значение для повышения производительности и снижения себестоимости
обработки. Для обработки стали рекомендуется применять инструмент,
режущая часть которого изготовлена из титановольфрамовых твердых
сплавов (Т5К10, Т14К8, Т15К6, Т15К6Т, Т30К4).
На
предприятии
используется
следующий
инструмент:
Walter,
D`ANDREA (Италия), Sandvik, SECO, Sandvik, Скиф-М, Mitsubishi, ISKAR,
резьбофрезы Vargus, ГОСТ, а так же собственного изготовления.
Для обработки торцевой поверхности и формирования отверстий были
выбраны инструменты по каталогу Mitsubishi, перечисленные с указанием
соответствующих режимов резания в таблице 4.
36
Таблица 4. Режимы резания для выбранного инструмента
Переход
Инструмент
Подача F,
мм/об
Скорость
резания
V, м/мин
2
0,3
250
-
0,3
120
PCLNL 2525M09
Сменная пластина
CNMG 120408-MP
с
покрытием
UE6110
Сверло
MPS6-L10C
Подрезать
торец,
выдерживая
размер 30+1
Сверление
напроход
Исходя
Глубина
резания
t, мм
из
известных
данных,
рассчитаем
скорость
вращения
шпинделя, при этом удостоверяясь, что полученная скорость не превышает
максимально возможное значение для данного станка. Воспользуемся
следующим алгоритмом:
1)
выбираем
расчетную
скорость
резания
из
диапазона,
рекомендуемого каталогом;
2)
рассчитываем расчетную частоту вращения шпинделя с помощью
формулы 1:
(1);
3)
полученное значение округляем до стандартного;
4)
рассчитываем действительную скорость резания по формуле 2:
(2);
5)
если полученное значение скорости входит в оптимальный
диапазон, то принимаем полученные значения в качестве параметров для
режима резания. В противном случае возвращаемся к 1 пункту.
Остальные режимы резания были рассчитаны подобным образом.
37
4.4 Основные этапы разработки управляющей программы для
обработки детали «Тройник» в САПР САПР Pro/Engineer
Весь процесс написания управляющей программы для детали
«Тройник» можно разделить на несколько этапов:
1.
импорт геометрической детали из CAD-системы КОМПАС 3D;
2.
создание заготовки;
3.
механическая обработка заготовки:
4.

обработка торца;

Сверление отверстий;
разработка управляющей программы.
Рассмотри подробно приведенные выше этапы.
1. Импорт детали из КОМПАС-3D.
После запуска программы Pro/Engineer необходимо задать рабочую
папку - создать новую или выбрать уже существующую, при этом
желательно не использовать кириллические символы в названиях папки и
документа.
Для создания нового документа в главном меню задать вкладку
«Создать», «Производство», подтип – ЧПУ сборка (рисунок 4.3).
38
Рисунок 4.3 - Окно вкладки "Создать"
Перед импортом детали необходимо настроить единицы измерений:
«Файл», «Свойства». В строке «Единицы» заменить предложенный системой
вариант на «миллиметр-килограмм-секунда».
Для импорта модели детали на панели выбрать кнопку «Вставить»,
«Ссылочная модель», «Собрать», в появившемся окне найти ранее созданную
модель и подтвердить свой выбор.
Как известно станок с ЧПУ распознает три системы координат (нули):
нуль станка, нуль детали и нуль инструмента. Перед началом обработки
деталь необходимо «привязать» к системе координат станка. Для этого
совмещаются одноименные плоскости детали и станка, при достижении
полного закрепления модели система позволит продолжить работу.
Выбираем привязку «Автоматически».
2. Создание заготовки
Для того чтобы вставить заготовку в том виде, в котором она
представляется перед выполнением данных операций, создадим её отдельно
как деталь «Zagotovka» и добавим сборкой при получении заготовки,
проделывая
следующую
последовательность
команд:
«Вставить»,
«Заготовка», «Собрать», далее выбираем трехмерную модель заготовки и
сопрягаем её с деталью (рисунок 4.4).
39
Рисунок 4.4 - Создание заготовки
На рисунке 4.5 итог выполнения операции добавления заготовки.
Рисунок 4.5 - Заготовка для детали
40
3. Механическая обработка заготовки.
На торце заготовки создается нуль станка (система координат), причем
так, чтобы ось Z была направлена от заготовки (заготовка будет находиться в
отрицательном диапазоне).
Для выполнения операции «Токарная» проследуем по следующему
пути - «Шаги», «Операция», в окне настройки операции (рисунок 4.5),
задайте вид операции, тип станка, его нуль, поверхность отвода.
Рисунок 4.5 - Окно настройки операции подрезания торца
Задаем вариант «Токарная обработка профиля». В появившемся окне
менеджера меню, последовательно задаем все необходимые для операции
данные.
Система Pro ENGINEER позволяет задавать параметры и свойства режущего
инструмента. Для точения профиля мы выбрали резец проходной Mitsubishi
PCLNL 2525M09
41
со сменной пластиной CNMG 120408-MP с покрытием UE6110
(рисунок 4.6).
Рисунок 4.6 - Окно настройки режущего инструмента (резца) в Pro ENGINEER
Подачу резания, скорость шпинделя, глубину врезания и другие
данные, необходимые для выполнения операции, указывают в окне
параметров операции (рисунок 4.7).
42
Рисунок 4.7 - Окно настройки параметров операции
Для завершения последовательности выполнения операции задается
точка начала и конца движения инструмента. Проверка выполнения
операции производится функцией «Анимация пути» (рисунок 4.8).
Рисунок 4.8 - Анимация пути движения инструмента
43
Для визуального представления результата выполненной операции
срезанный материал удаляется автоматически, проследовав по следующему
пути – «Вставить», «Вырез удаленного материала», где указываем
«АвтоДобавление» и «Удалить» (рис. 4.9).
Рисунок 4.9 – Настройка выреза удаленного материала
Сверление напроход было проделано аналогичным образом. Результат
представлен на рисунке 4.10.
Рисунок 4.10 – Обработка с ЧПУ детали «Тройник»
44
4. Получение управляющей программы
Получить код управляющей программы можно вызовом вкладок
«Файл», «Сохранить как MCD» в окне анимации пути инструмента (рисунок
4.11). Задайте папку для сохранения документа.
Рисунок 4.11 - Получение управляющей программы
Для просмотра кода программы осуществляет переход в папку, куда
ранее была сохранена программа, двойным щелчком мыши открывается файл
с расширением *.tap. На рисунке 4.12 приведен фрагмент управляющего
кода. Весь код управляющей программы приведен в приложении Г.
Рисунок 4.12 - Фрагмент управляющей программы для обработки детали
"Тройник"
45
Выводы по главе 4
1. Обоснован выбор режущих инструментов, используемых при
изготовлении детали «Тройник» на ОАО «Брянский Арсенал».
2. Рассчитаны режимы резания для токарной операции, выполняемой
на токарно-револьверный станок с ЧПУ Haas SL-40THE.
3. В системе Pro ENGINEER 5.0 произведена виртуальная обработка на
станке поверхности заготовки. Такая возможность облегчает задачу
технолога и конструктора при описании процесса обработки детали.
4. Автоматически сгенерирован код управляющей программы для
описанной операции, что значительно сокращает время технологической
подготовки производства.
5. В системе Pro ENGINEER предусмотрена возможность добавления
собственных постпроцессоров для написания управляющих программ для
любого конкретного станка.
46
Заключение
В результате выполнения курсового проекта были достигнуты все цели и
задачи,
поставленные
в
начале
работы.
Был
проведен
анализ
производственных возможностей и средств автоматизации технологической
подготовки производства на ОАО ОАО «Брянский Арсенал». Также
разработана трехмерная модель детали «Тройник» с использованием среды
проектирования КОМПАС 3D, на основании которой сформирована
необходимая конструкторская и технологическая документация и разработан
технологический
современного
процесс
изготовления
технологического
изделия
оборудования
и
с
применением
инструмента.
Для
разработки техпроцесса изделия в данной работе была выбрана система
Pro/ENGINEER 5.0. В этой системе также сформирована управляющая
программа для обработки грани и обнижений на фрезерном станке с ЧПУ.
47
Список использованных источников
1.
Официальный сайт ОАО «Брянский Арсенал» [электронный
ресурс]. Режим доступа: http://www.arsenal-sdm.ru/– Загл. с экрана – Яз. Рус.;
2.
Официальный сайт компании
Компас
[электронный
АСКОН. Серия продуктов.
ресурс].
Режим
доступа:
–
http://machinery.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=6&prpid=7.
Загл.
с
экрана – Яз. Рус.;
3.
Официальный сайт фирмы SolidWorks. Программный комплекс
SolidWorks [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.solidworks.ru/ –
Загл. с экрана – Яз. Рус.;
4.
Официальный
сайт
фирмы
ООО
«ПРО
текнолоджис».
Программный продукт Pro/ENGINEER [электронный ресурс]. Режим
доступа: http://www.pro-technologies.ru/product/?id=Pro-ENGINEER. – Загл. с
экрана – Яз. Рус.;
5.
Сталь
Проблемно-ориентированный сайт. Характеристика материала.
30
[электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://www.profprokat.ru/content/view/203/7/. – Загл. с экрана – Яз. Рус.;
6.
Mitsubishi carbide 2010-2011. Каталог инструментов фирмы
Mitsubishi [электронное издание];
7.
Аверченков
В.И.
САПР
технологических
процессов,
приспособлений и режущих инструментов [Текст]: учеб. пособие для вузов/
В.И.Аверченков. -Мн.: Выш. шк., 1993 -288 с.
8.
стандартов
ГОСТ
7.1-2003.
по
информации,
Межгосударственный
библиотечному
и
стандарт.
Система
издательскому
делу.
Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования
и правила составления [Текст];
9.
ГОСТ 7.32—2001. Отчет о научно-исследовательской работе
[Текст].
48
Приложение А
Приложение Б
Листинг программы
%
G71
O0001
(C:\Users\Shiro\Desktop\Новая папка\op010.ncl.1)
(01/08/13-00:08:45)
S250M03
G00X18.Y0.
Z4.
X14.672
Z-1.9
G01X0.F.5
G00Z4.
X18.
S120
X0.
Z0.
G81X0.Y0.Z-65.559R-2.F.3
G80
G00Z0.
M30
%