1.7. Розробка операціного технологічного процесу.
1.7.1 Короткий опис траекторії руху ріжучого інструменту.
В даному пункті розглядається короткий опис траекторій руху ріжучого інструменту на токарній з ЧПК операції. Обробка деталі ведеться на токарному верстаті HAAS TL 1 за системою "HAAS".
ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ
- Зручна для користувача
- Розширений програмний редактор
- Безщиткові сервоприводи змінного струму
- Робоча подача до 30.5 м/хв
- Три 32-розрядних процесори
- Виконує до 1000 блоків в секунду
- Сумісність з G-кодом стандарту ISO
- Введення зміщення інструменту натисненням однієї кнопки
- 200 нульових точок інструменту
- 105 робочих координат
- Контроль зносу інструменту
- Контроль навантаження на інструмент
- Гвинтова інтерполяція
- Редагування у фоновому режимі
- Багатовіконний режим перегляду програми
- Калькулятор кутів
- Калькулятор для розрахунку дуг і дотичних
- Калькулятор швидкостей і подач
- Пуск/зупинка/затримка/продовження
- RS-232/ канал зв'язку DNC/ USB/ опціональний порт Ethernet
- Перезапуск програми з будь-якого кадру
- Програмування в дюймах або метричній системі
- Сторінка повідомлень
- Більше 20 мов
- Більше 200 визначених користувачем налаштувань
- Самодіагностика
- Аварійні сигнали з повним описом
- Програмоване дзеркальне відображення
- Вдосконалене фрезерування кишень
- Свердління сітки отворів
- Пробний прогін з графічним поданням
- 5 резервних М-функцій
- Управління точністю контурної обробки
- Гравірування тексту
- Зроблено в США
Таблиця 1.15 Технічні характеристики системи управління HAAS
| Загальні | |
| 1 | 2 |
| Мікропроцесор | Три високошвидкісних 32-розрядних |
| Швидкість виконання програми | Стандартно 1000 блоків в секунду |
| Управління осями (фрезер.) | 3 лінії осі, 4-а і 5-а осі додатково |
| Інтерполяція (фрезер.) | G01, G02, G03, гвинтова |
| Управління осями (токар.) | 2 лінійні осі С і Х, задня бабкадодатково |
| Інтерполяція (токар.) | G01, G02, G03, гвинтова, перетворення декартових координат в полярні |
| Мін. вихідний приріст | - у метричній системі - 0.001 мм - в дюймах - 0.0001 дюйма |
| Мін. вихідна дискретність | 0.00018 мм |
| Функції подачі | |
| Корекція швидкого переміщення | 5%, 25%, 50%, 100% |
| Корекція швидкості подачі | від 0 до 999% з прирощенням 1% |
| Роздільна здатність маховика | - у метричній системі - 0.001/0.01/0.1/1.0 мм на поділку - в дюймах - 0.0001/0.001/0.01/0.1 дюйма на поділку |
| ZПовернення в нульову точку | Одна клавіша (G28) |
| Функції шпинделя | |
| Команда швидкості | S = від 1 до макс швидкості обертання шпинделя |
| Ручна корекція | від 0 до 999% з прирощенням 1% |
| Функції програмування | |
| Корекція довжини (фрезер.) | 200 установок, геометрія і знос |
| Корекція діаметра/радіуса (фрезер.) | 200 установок, геометрія і знос |
| Корекція довжини (токар.) | 50 установок, геометрія і знос |
| Корекція діаметра/радіуса (токар.) | 50 установок, геометрія і знос |
| Вимірювання довжини | Автоматичний запис довжини |
| Контроль зносу | 200 установок з аварійними сигналами |
| Вибір | Команда Тхх |
| Програмування | |
| Сумісність | G-код стандарту ISO |
| Позиціонування | Абсолютне (G90), відносне (G91) |
| Фіксовані цикли | 22 функції стандартно |
| Фрезерування круглої кишені | G12, G13 |
| Свердління болтового отвору | G70, G71, G72 |
| Вдосконалене фрезерування кишень | G150 |
| Дюйми/метрична система | Перемикаються |
Продовження до таблиці 1.15
| 1 | 2 |
| Робочі координати | 105 установок |
| Установка нульової точки деталі | Автоматичний запас |
| Виведення М-кодів | 5 резервних (можна використовувати за бажанням) |
| 2D компенсація довжини фрези | G40, G41, G42 |
| 3D компенсація довжини фрези | G43, G44, G49 |
| 3D+ компенсація довжини фрези | G141 |
| Компенсація головки інструменту | G40, G41, G42 |
| Виведення/введення даних | |
| Порт зв̕язку | RS-232, USB, порт Ethernet i WiFi |
| Швидкість передачі даних | До 115, 200 бод (з кабелем 1.8 м або коротше) |
| Пам̕ять | Стандартні 1 ГБ; опціонально до 40 ГБ |
| Число програм | 500 |
Опис траекторії руху ріжучих інструментів на операції 045
На даній операції відбувається обробка деталі на одному установі. Для обробки деталі на даній операції використовується 2 ріжучих інструменти.
Опис траекторії руху РІ №1 (рисунок 1.7)
Рисунок 1.7 – траєкторія руху РІ №1 на операцію 045 багатоцільова з ЧПК
Точки 0-1: рух на прискореній подачі, РІ входить на координати Х,Z;
Точки 1-2: точити поверхню 70;
Точки 2-3: точити фаску 1.5х30 ;
Точки 3-4: точити торець 70;
Точки 4-5: точити галтель R0.5;
Точки 5-6: точити торець 70, 80;
Точки 6-7: точити фаску 2х30 ;
Точки 7-8: точити поверхню 80;
Точки 8-9: точити галтель R2;
Точки 9-10: точити торець 80, 155;
Точки 10-11: точити поверхню 155;
Точки 11-12: рух на прискореній подачі для повернення на початкову точку
Точки 12-0: рух на прискореній подачі для повернення на початкову точку
Опис траекторії руху РІ №2 (рисунок 1.8)
Рисунок 1.8 – траєкторія руху РІ №2 на операцію 065 внутрішлфіувальна
Точки 0-1: рух на прискореній подачі, РІ входить на координату Х,Z;
Точки 1-2: шліфування поверхні 35;
Точки 2-0: рух на прискореній подачі для повернення в початкову точку;
1.7.2 Вибір режимів різання та нормування операцій технологічного процесу
Обираю 030 Багатоцільова з ЧПК (див. рисунок 1.9)
Рисунок 1.9 –Ескізобробкинаоперації 030
На токарному з ЧПК верстаті «HAASTL-1», проводиться напівчистова обробка. Обираю подачу для напівчистової обробки торця 1,3 зовнішньої циліндричної поверхні 4, 6. Рекомендується подача SoT=0.49 мм/об [Л. 6, карта 4] Визначаю поправочні коефіцієнти в залежності від:
Інструментального матеріалу Ksu=1 та методу закріплення пластини Ksp=1
Визначаю поправочні коефіцієнти на подачу для напівчистової обробки зовнішніх поверхонь ті підрізки торця для змінених умов обробки в залежності від [Л. 6, карта 5]:
Перерізу державки різця Ksд=1.0;
Міцності ріжучої частини Ksh=1.0;
Механічних властивостей оброблюваного матеріалу Ksm=1.0;
Схеми установки заготовки Ksy=1.0;
Стану поверхні заготовки Ksn=1.05;
Геометричних параметрів різцяKsφ=0.75;
Жорсткості верстата Ksj=1.2;
Остаточну подачу для напівчистової обробки торця 1,3 зовнішньої циліндричної поверхні 4,6 визначаю за формулою:
So= SoT* Ksд * Ksh * Ksm * Ksy * Ksn * Ksφ* Ksu *Ksp *Ksj (1.32)
So= 0.49*1*1*1*1*1*1*1.05*0.75*1.2=0.46 мм/об;
Знаходимо подачу для напівчистового точіння торцю 5 та циліндричної поверхні 2.
[Л. 6, карта 4] Soт=0,61 мм/об
Визначаємо поправочні коефіцієнти для напівчистової обробки зовнішньої циліндричної поверхні 5 та торцю 2 в залежності від:
інструментального матеріалу Ksu=1,0;
закріплення пластини Ksp=0,9;
-механічних властивостей оброблюваного матеріалу Ksm=1,15;
-виліт різця Ksl=0,8;
-геометричних параметрів різця Ksⱷ 1,0;
Остаточну подачу визначаємо за формулою:
So=Sот*Ksu* Ksm*Ksy*Ksⱷ (1.33)
So=0,61*1*0,9*1,15*1*0,8=0,50 мм/об
Знаходимо подачу для чистового точіння зовнішньої циліндричної поверхні 2 [Л. 6, карта 6] Soт=0,25 мм/об
Обираємо поправочні коефіцієнти в залежності від:
Механічних властивостей Ksm=1.25;
Схеми установки заготовкиKsy=1;
Радіуса вершини різцяKSr=1;
Квалітету оброблюваної деталіKsk=0.85;
Кінематичного кута в планіKSφk=0.5;
Остаточну подачу визначаємо за формулою:
So= Soт *Ksm * Ksy * KSr * Ksk * KSφk (1.34)
Soт= 0.25*1.25*1*1*0.85*0.5=0.13
Визначаю рекомендовані значення швидкості різання для напівчистової обробки поверхонь 1,3,4,6 Vr=185м/хв [Л 6, карта 21]
Визначаємо поправочні коефіцієнти на швидкість різання для напівчистової обробки поверхонь 1,4,3,6[Л 6, карта 23]в залежності від:
інструментального матеріалу Кvи=1,0;
групи оброблюваності матеріалу Kvc=1,0
виду обробки Kvo=1,0;
жорсткості верстата Kvj=0.7;
механічних властивостей оброблюваного матеріалу Кvм=1,4;
геометричних параметрів різця Kvⱷ=1,4;
періода стійкості ріжучої частини Kvt=1,0;
наявності охолодження Кvж=0.75.
Остаточну швидкість різання визначаємо за формулою:
Kv= VT* Kvи* Kvc* Kvo* Kvj* Kvm* Kvⱷ* Кvт* Кvж (1.35)
Kv=185*1*1*1*0.7*1.4*1.4*1*0.75=190 м/хв.
Визначаю рекомендовані значення швидкості різання для напівчистової обробки поверхонь 2,5 Vr=185м/хв [Л 6, карта 21]
Визначаємо поправочні коефіцієнти на швидкість різання для напівчистової обробки поверхонь 2,5[Л 6, карта 23]в залежності від:
інструментального матеріалу Кvи=1,0;
групи оброблюваності матеріалу Kvc=1,0
виду обробки Kvo=1,0;
жорсткості верстата Kvj=0.7;
механічних властивостей оброблюваного матеріалу Кvм=1,4;
геометричних параметрів різця Kvⱷ=1,4;
періода стійкості ріжучої частини Kvt=1,0;
наявності охолодження Кvж=0.75.
Остаточну швидкість різання визначаємо за формулою:
Kv= VT* Kvи* Kvc* Kvo* Kvj* Kvm* Kvⱷ* Кvт* Кvж (1.36)
Kv=172*1*1*1*0.7*1.4*1.4*1*0.75=177 м/хв.
Визначаю рекомендовані значення швидкості різання для чистової обробки поверхні 2 Vr=430м/хв [Л 6, карта 21]
Визначаємо поправочні коефіцієнти на швидкість різання длячистової обробки поверхні2[Л 6, карта 23]в залежності від:
інструментального матеріалу Кvи=1,0;
групи оброблюваності матеріалу Kvc=1,0
виду обробки Kvo=1,0;
жорсткості верстата Kvj=0.7;
механічних властивостей оброблюваного матеріалу Кvм=1,4;
геометричних параметрів різця Kvⱷ=1,4;
періода стійкості ріжучої частини Kvt=1,0;
наявності охолодження Кvж=0.75.
Остаточну швидкість різання визначаємо за формулою:
Kv= VT* Kvи* Kvc* Kvo* Kvj* Kvm* Kvⱷ* Кvт* Кvж (1.37)
Kv=430*1*1*1*0.7*1.4*1.4*1*0.75=443 м/хв.
Виберемо режими різання для обробки 7 поверхні
Подача –Som=0,3 мм/об
Швидкість - Vt = 27.5 м/хв
Осьова сила різання –РТ= 6124 Н
Потужність свердлування - NT = 1,64 кВт
Виберемо режими різання для обробки 7 поверхні
Подача –Som=0,5 мм/об
Швидкість - Vt = 24 м/хв
Осьова сила різання –РТ= 6124 Н
Потужність свердлування - NT = 6.6 кВт
Обираю потужність приводу головного руху [Л 6, карта21]N=8,2 кВт. Для поверхонь 1,3,4,6
Визначаємопоправочний коефіцієнт на потужність в залежності від твердостіоброблюваного матеріалу 0,85 [Л. 6 , карта 24]. Табличну потужність корегую за формулою:
N=Nt *Kn; (1.38)
N=8.2*0,85=6,97кВт
Обираю потужність приводу головного руху [Л 6, карта21]N=8,9 кВт. Для поверхонь 2,5
Визначаємопоправочний коефіцієнт на потужність в залежності від твердостіоброблюваного матеріалу 0,85 [Л. 6 , карта 24]. Табличну потужність корегую за формулою:
N=Nt *Kn;
N=8.9*0,85=7,56кВт
Частоту обертання шпинделя розраховую за формулою:
(1.39)Де D–діаметр оброблюваної поверхні, мм.
поверхня 1 –
поверхня 2–
поверхня 3–
поверхня 4–
поверхня 5–
поверхня 6 –
поверхня 7 –
поверхня 8 –
Коректую частоту обертання шпінделя за паспортними даними станка та визначаю дійсне значення частоти обертаннядля поверхонь 1,2,3,4 - nф=800 об/хв, для поверхні 5,6,7 - nф=400 об/хв.; поверхня 8 - nф=250
Знаходжу дійсну швидкість за формулою:
(1.40)поверхня 1 –
поверхня 2–
поверхня 3–
поверхня 4–
поверхня 5–
поверхня 6 –
поверхня 7 -
поверхня 8 -
Визначаю потужність що втрачається на різання за [12] с.48, карта 7. Для σв =88 кг/мм2, глибина до 2,0 мм, S0до 0,3 мм/об, звідси слідує що Nт=1,2 кВт. Для заданих умов обробки наведений в карті поправочний коефіцієнт на потужність KN=1,0. Звідси слідує що N=Nт=1,2 кВт. Перевіряю, чи вистачить потужності привода станка з такої залежності:
Nріз ≤ Nшп
За паспортними даними станка HAASST 15-Y потужність електродвигуна приводу станка N=14.9 кВт, КПД станка η=0,9. Потужність шпінделя станка визначається за формулою
Nшп=N·η, (1.41)
Nшп=14,9·0,9=13.41 кВт.
Оскільки умова виконується (1,2≤1,87), тообробкаможлива.
Розраховую хвилинну подачу для чорнової стадії обробки
SMр=Soт·nф (1.42)
де: SMр–хвилиннаподача
Sот–табличнаподача
nф–фактичніобороти
SMр=0.3*400=120 мм/хв.
Коректую розрахункову хвилину подачу за паспортом станка
SMр=120 мм/хв.
Розраховую хвилинну подачу для чорнової стадії обробки
SMр=Soт·nф
де: SMр–хвилиннаподача
Sот–таблична подача
nф–фактичніобороти
SMр=0.5*250=125 мм/хв.
Коректую розрахункову хвилину подачу за паспортом станка
SMр=125 мм/хв.
Основний час розраховується за формулою:
(1.43)де L– довжина робочого ходу різця, з врахуванням врізання та перебігу, мм.
i–кількість проходів
Довжина робочого ходу різця визначається за формулою:
L=l+y+
, (1.44)де l–довжина оброблюваної поверхні, мм,
y–величина врізання, мм,
- величина перебігу, мм,поверхня 1 –
поверхня 2–
поверхня 3–L=5+3+0=8 мм;
поверхня 4–
поверхня 5–
поверхня 6–
поверхня 7 –
поверхня 8 –
Кількість проходів i=1.
Основний час:
поверхня 1 –
поверхня 2–
поверхня 3–
поверхня 4–
поверхня 5–
поверхня 6–
поверхня 7-
поверхня 8 -
Допоміжний час визначається за формулою:
ТД = ТД.уст. + ТД.оп. + ТД.зм. , (1.45)
де ТД.уст. –часнаустановкутазняттядеталі, по[13] с.60, карта 4, при установці деталі в трьохкулачковий патрон з упором ТД.уст.=0.33 хв;
ТД.оп.–час пов’язаний з операцією, по [13] с.79, карта 14. ТД.оп.= 2.33 хв.
ТД.зм. –часнавимірювання, по[13] с.80, карта 15. ТД.зм. = 0,13 хв.
ТД = 0.33 + 2,33+ 0,13=2.79 хв.,
Сума основного та допоміжного часу складає час оперативної роботи ТОП, що визначається за формулою:
ТОП=То+ТД, (1.46)
ТОП=0.16+0.5+0.03+0.04+0.18+0.15+2,79+1.95+2.49=8.29 хв
Норма штучного часу розраховується зо формулою:
(1.47)де атех + аорг + аотл–часнаорганізаційнітатехнічніобслуговуванняробочогомісцятаособистіпотребипо[13] с.90, карта 16: атех + аорг + аотл = 14%
Норма підготовчо-заключного часу ТПЗ визначаю за [13] с.96, карта 21 та складається з:
- часу на отримання наряду, креслення, технологічної документації, ріжучого та допоміжного інструменту та пристосування: 9 хв.
- час на ознайомлення з роботою, кресленням, технологічною документацією: 2хв.
- час на інструктаж мастера: 2 хв.
- час на установку вихідних режимів роботи станка: 0,15 хв.
- час на налаштування приладу для подачи СОЖ: 0,2 хв.
ТПЗ = 9,0 + 2.0 + 2,0 + 0,15 + 0,2=13,35 хв.
Тоді Тшк=Тшт+
n–кількість деталей в партії (шт.), ща розраховується за формулою:
, (1.48)де Тзм = 480 хв.
Тшк=9.45+
хв.1 2 3 4 5 6 7