Проект производственного участка механической обработки деталей бормашин с разработкой технологического процесса изготовления детали "Корпус". Программа выпуска 5450 штук в год

Работа из раздела: «Производство и технологии»

Основы NC-программирования

Владимирский Государственный Университет

Факультет: Механико-технологический

Специальность: Технология машиностроения

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема: Проект производственного участка механической обработки деталей бормашин с разработкой технологического процесса изготовления детали «Корпус». Программа выпуска 5450 штук в год

Студентка: Хлынина Е.В.

Руководитель проекта:

Шинаков И.В.

2010

Задание на дипломный проект

Студентке Хлыниной Е.В.

1.Тема проекта: Проект производственного участка механической обработки деталей бормашин с разработкой технологического процесса изготовления детали «Корпус». Программа выпуска 5450 штук в год

Утверждена приказом по университету №86/4 от 16.02.2010г

2. Срок сдачи студентом законченного проекта 25.05.2010г.

3. Исходные данные к проекту: Чертёж детали «КОРПУС», программа выпуска, справочная, научно-техническая и методическая литература.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):Задание; Введение; 1.Общая часть; 2.Технологическая часть;3. Патентные исследования; 4. Научно-исследовательская часть; 5. Разработка управляющей программы; 6. Организационная часть; 7.Безопастность и экологичность; 8.Экономическая часть; Заключение; Список использованной литературы; Приложения.

Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей): Технологические наладки -2л;Патентная обзор-1л;Научные исследования-2л; Управляющая программа-1л; Циклы механической обработки -2 л., План участка-1л;Технико-экономические показатели участка-1л. Рабочая зона и движения в многофункциональном станке с ЧПУ - 1л.

Итого: 11 листов (формата А1)

5. Консультанты:

По экономической части: Ефремова Т.С.

По безопасности и экологичности: Бабичева Е.И.

Дата выдачи задания 10.01.2010г.

Научный руководитель Шинаков И.В.

Задание приняла к исполнению Хлынина Е.В.

Оглавление

Введение

1. Общая часть

1.1 Исходные данные для проектирования

1.2 Характеристика детали

2. Технологическая часть

2.1 Определение типа производства

2.2 Обоснование выбора метода получения заготовки

2.2.1 Рекомендации по выбору метода получения заготовки

2.2.2 Расчёт массы детали и заготовки

2.2.3 Экономическое обоснование выбора заготовки

2.3 Анализ технологичности конструкции детали

2.3.1 Качественная оценка технологичности

2.3.2 Количественная оценка технологичности

2.4 Выбор схемы базирования

2.5 Разработка технологического маршрута и выбор оборудования

2.6 Расчет припусков на механическую обработку

2.7 Расчёт режимов резания

2.8 Нормирование технологической операции

3. Патентные исследования

3.1 Задание на проведение патентного поиска

3.2 Патентный обзор

4. Научно-исследовательская часть. Исследования режущего инструмента с покрытиями

4.1 Контактные процессы при резании инструментами с покрытием

4.2 Влияние покрытия на процесс наростообразования

4.3 Формирование поверхностного слоя деталей инструментом с покрытием

5. Разработка управляющей программы обработки детали

5.1 Характеристика детали с позиции подготовки УП

5.2 Использование программного обеспечения SINUMERIK 810/840D

5.3 Подбор режущих инструментов и его кодирование

5.4 Программирование обработки

6. Организационная часть

6.1 Исходные данные на проектирование механического участка

6.2 Расчет количества единиц оборудования и площади, занимаемые участком токарных станков с ЧПУ

6.3 Расчет площади участка

6.4 Определение состава и численности работающих на участке многофункциональных токарных станков с ЧПУ

6.5 Планировка участка

7. Безопасность и экологичность

7.1 Общее положение

7.2 Методы и средства защиты

8. Экономическая часть

8.1 Определение величины инвестиций в основные фонды

8.2 Определение численности рабочих по категориям

8.3 Расчет фонда заработной платы

8.4 Расчет себестоимости продукции

8.5 Составление сметы затрат на производство

8.6 Расчет полной себестоимости и цены на деталь и комплект

8.7 Расчёт нормируемых оборотных средств

8.8 Технико-экономические показатели проектируемого цеха

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Достижениями последних десятилетий в области технологии механической обработки изделий являются комплексная автоматизация производства, значительное повышение точности и производительности технологических операций. Большая роль в этом принадлежит металлорежущему оборудованию с числовым программным управлением (ЧПУ), которое существенно превосходит оборудование с ручным управлением по важнейшим техническим, технологическим и экономическим показателям. Станки с ЧПУ - это результат объединения достижений в области технологии машиностроения, кибернетики, математики, электроники и других фундаментальных и прикладных наук.

Станки с ЧПУ стремительно развиваются не только в плане конструктивного совершенствования, позволяющего существенно повысить их статическую, динамическую жесткость, виброустойчивость, точность функционирования, производительность и др., но и в направлении создания эффективного программного обеспечения.

Ведущие мировые станкостроительные компании выпускают современное многофункциональное металлорежущее оборудование с числовым программным управлением, позволяющее с высокой производительностью и точностью выполнять на одном станке большое количество самых разнообразных технологических переходов. Так, многофункциональные токарные станки с ЧПУ позволяют выполнять не только точение, растачивание сложных поверхностей, сверление осевых отверстий, но и фрезерование самых разнообразных по форме и размерам поверхностей, сверление и нарезание различных видов резьб и их комбинаций как параллельно, так и перпендикулярно к оси детали.

В современных многофункциональных станках с ЧПУ реализован один из основных научных принципов теории базирования, обеспечивающих минимальные погрешности механической обработки, когда деталь полностью обрабатывается за одну установку. Для этой цели в последних моделях многофункциональных токарных станков применяют два шпинделя: главный шпиндель и противошпиндель, а кроме этого, режущий инструмент обеспечивают главным движением резания, а главный шпиндель - движением круговой подачи. Современные многофункциональные токарные станки - это новый высокоэффективный вид оборудования, на котором выпускаются самые сложные и высокоточные изделия.

Для обслуживания этого оборудования требуются технологи - программисты, способные с использованием компьютерных технологий разрабатывать управляющие программы для обработки самых различных по форме и размерам деталей. Наилучший результат может быть достигнут при грамотной эксплуатации этого вида оборудования, а для этого необходимы квалифицированные наладчики, операторы и технологи - программисты. Последние призваны решать вопросы технологической подготовки применительно к этому типу оборудования.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии и производства. Важно качественно, дешево и в заданные сроки с минимальными затратами труда изготовить машину, применив современные высокопроизводительное оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства.

Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационных качеств машин и для технологичности производства. Решение вопросов точности должно быть компетентным. Так, повышение точности изготовления заготовок снижает трудоёмкость механической обработки. В свою очередь повышение точности механической обработки сокращает трудоёмкость сборки. Особое значение имеет точность при автоматизации производства. С развитием автоматизации производства проблема получения продукции высокого качества становится всё более актуальной.

Создание непрерывных производств с их полной автоматизацией обуславливается включение в потоки механической обработки и сборки разнородных технологических процессов. Это определяет комплектность технологии машиностроения и тесную связь различных технологических областей.

Целью дипломного проекта является совершенствование технологического процесса механической обработки детали на основании выбора прогрессивных станков с ЧПУ, наиболее оптимальной заготовки, приспособлений, режущего и измерительного инструмента, а также разработка производственного участка.

1. Общая часть

1.1 Исходные данные для проектирования

Исходные данные для разработки технологического процесса механической обработки детали «Корпус» включают в себя:

1. Базовую информацию;

2. Справочную информацию;

3. Нормативно-техническую информацию;

4. Научно-техническую литературу;

5. Периодическую и патентную литературу.

Базовая информация - это информация, которая собирается в условиях базового завода. Сюда входит рабочий чертеж детали с техническими требованиями и техническими условиями; программа выпуска N, в моем случае равна 5450 штук в год;

В справочную информацию входит информация, содержащаяся в справочниках ТМС, нормировщика, металлиста, конструктора и т.д.; каталоги, выпускаемые предприятиями РФ и зарубежными фирмами.

В нормативно-техническую информацию входят ГОСТы, стандарт СЭВ, стандарты РФ, машиностроительные нормы, стандарты предприятий и др.

Научно-техническая литература - это монографии, научные статьи, диссертации, журналы «Вестник машиностроения», «Машиностроитель» и др. Патентная литература - это совокупность авторских свидетельств, конвенционных заявок и патентов. Обычно публикуются в бюллетенях «Открытия, изобретения, образцы и товарные знаки», а также в бюллетенях стран мира. Кроме этого исходными данными являются трудоемкость и станкоемкость операций механической обработки детали «КОРПУС», необходимые при расчете механического участка; номенклатура изделий, изготовляемых на участке; действительный фонд рабочего времени оборудования F=2007 часов в год при работе в 1 смену; число смен работы предприятия - 1 смена.

1.2 Характеристика детали

Деталь является телом вращения и представляет собой трубчатый вал именуемый «КОРПУС», который входит в состав бормашины, используемой в медицине (рис.1.1).

Рис. 1.1. Чертеж детали «Корпус»

В виду высоких требований по точности изготовления и качества поверхности предъявляемой к данному изделию, было принято решение изготавливать его на станке с числовым программным управлением (ЧПУ). Таким станком является многофункциональный токарный станок EMCO CONCEPT TURN 155, производства Австрия. Обработка данной детали на таком станке невозможна без разработки управляющей программы и решения ряда технологических вопросов, используемая система числового программного управления носит название siemens sinumerik 840d, страна изготовитель - германия. данная система имеет возможность контурной обработки с её графической визуализацией на дисплее СЧПУ.

Перед разработкой рабочей управляющей программы детали «Корпус» следует решить технологические вопросы. Выбираем схему базирования и закрепления заготовки; анализируем, нужна ли одна или две установки заготовки; намечаем последовательность обработки каждой поверхности; составляем технологический маршрут; подбираем необходимый режущий инструмент и распределяем его по рабочим позициям в револьверной головке. При решении этих вопросов необходимо постоянно иметь в виду требуемую точность каждой рассматриваемой поверхности и как эту точность будем обеспечивать. При решении технологических вопросов руководствуемся научными положениями технологии машиностроения, касающимися принципов базирования, суммарной погрешности обработки и др.

Для решения технологических вопросов рекомендуется параллельно разрабатывать как минимум два варианта выполнения технологической операции. На основе анализа и расчета ожидаемой точности обработки получаем результаты для каждого варианта, сравнение которых позволит выбрать лучший вариант. Сравнение вариантов необходимо проводить не только с позиции ожидаемой точности обработки, но и производительности технологической операции. Это позволит экономить машинное и вспомогательное время на обработку, а, следовательно, уменьшить себестоимость выполнения операции.

Анализируя рабочий чертеж корпуса приходим к выводу, что его будем выполнять с одной установки и закрепления заготовки. Для обработки наружных поверхностей выбираем проходные упорные резцы, а для обработки внутренних цилиндрических поверхностей - расточные резцы. Для обработки криволинейного паза применяем концевую фрезу, координатный поворот главного шпинделя вокруг оси С, и приводной шпиндель револьверной головки и осевую подачу концевой фрезы в направлении, параллельном оси Z). Как следует из сказанного обработка криволинейного паза обеспечивается в результате трех формообразующих движений: главное движение осуществляет режущий инструмент, установленный в револьверной головке, при этом главный шпиндель освобождаем от вращательного движения резания. Вместо этого главному шпинделю сообщаем движение круговой подачи относительно оси Z заготовки.

Заданную точность размеров корпуса обеспечиваем точной привязкой вершины резцов и оси фрезы к системе координат программы, которую выбираем в плоскости, совпадающей с правым торцом корпуса, а начало системы координат программы лежит на оси вращения заготовки (оси Z). Точность размера по ширине паза обеспечиваем подбором фрезы соответствующего диаметра. Технологические требования к пространственному расположению одних поверхностей корпуса относительно других обеспечиваем обработкой всех поверхностей заготовки за одну установку. После предварительной и окончательной обработки поверхностей корпуса деталь отрезаем, для чего в комплект режущих инструментов включаем также отрезной резец.

Химический состав, физические и механические свойства материала:

Деталь корпус изготавливается из дюралюминия Д16Т ГОСТ 4784-97.

Таблица 1.1 Химический состав Д16Т ГОСТ 4784-97.

Сu	Mg	Mn	Si	Fe
3,8 - 4,9	1,2 - 1,6	0,3 - 0,9	0,5	0,5

Таблица 1.2 Механические свойства СЧ 20 ГОСТ 1412-85

Марка материала	Плотность 1000 кг/м3	Предел прочности при растяжении МпА, _в	Модуль упругости ГпА	Удельная жёсткость ГпА	Удельная прочность МпА	Предельная текучесть МпА	Относительное удлинение %	Температура плавления t
Д16Т	2,78	490	70	25	175	390	23-11	660

2. Технологическая часть

2.1 Определение типа производства

Тип производства зависит от габаритов, массы и годового объема выпуска изделий.

Тип производства и соответствующие ему формы организации труда определяют характер технологического процесса. Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций К_з.о., который представляет собой отношение всех различных механических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением (участком цеха) в течение месяца, к числу рабочих мест,

где - суммарное число различных операций; Р - явочное число рабочих мест, на которых выполняются различные операции.

Согласно ГОСТ 14.004-74 принимаются следующие коэффициенты закрепления операций:

- для массового производства;

- для крупносерийного производства;

- для среднесерийного производства;

- для мелкосерийного производства;

- для единичного производства.

Прежде чем вычислить коэффициент закрепления операций, рассчитывают количество станков, потребных для выполнения конкретной операции, по формуле:

где - объём выпуска деталей в год, .;

- количество станко - часов (станкоёмкость), ст.ч.;

- годовой фонд времени работы станка, .;

- средний коэффициент использования оборудования, .

Расчетное число станков округляем до ближайшего целого числа, в результате получаем принятое число станков (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Определение коэффициента закрепления операций

№ опер.	Наименование операции	, ст.ч.	, шт.	, шт.		О
1	2	3	4	5	6	7
005	Токарная с ЧПУ	10,84	0,61	1	0,61	1,31
010	Отделочно-зачистная	1	0,05	1	0,05	16
015	Контрольная	1,1	0,06	1	0,06	13,3
020	Гальваническая	2,15	0,12	1	0,12	6,6
025	Контрольная	1,1	0,06	1	0,06	13,3
Итого		16,19		5		56

Количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяем по формуле

Вычисляем (см. табл. 2.1). Тип производства среднесерийный, так как коэффициент закрепления операций - для среднесерийного производства.

Такт выпуска деталей определяется по формуле:

2.2 Обоснование выбора метода получения заготовки

2.2.1 Рекомендации по выбору метода получения заготовки

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Заготовка - это полуфабрикат, поступающий на механическую обработку. Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Правильно выбрать заготовку - это значит определить рациональный метод ее получения с обеспечением физико-механических свойств материала, установить припуски на обрабатываемые поверхности, указать размеры заготовки и установить допуски на неточности их изготовления. Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все эти исходные данные, так как между ними существует тесная связь. Окончательное решение можно принять только после экономического расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.

Механической обработке на станках подвергаются заготовки из проката, отливок, поковок и штамповок. Заготовки из проката (круглого, квадратного, шестигранного) применяются для деталей, по конфигурации приближающихся к какому-либо виду данного проката, когда нет значительной разницы в поперечных сечениях детали и когда можно при получении окончательной ее формы избежать снятия большого количества металла. Штампованные заготовки применяются в том случае, если по производственной программе требуется значительное количество их, т. е. в крупносерийном и массовом производстве, так как для изготовления таких заготовок необходимы дорогостоящие штампы. Корпусные детали получают литыми или сварно-литыми. Сварно-литые применять целесообразно, когда при изготовлении цельнолитой заготовки наблюдается большой литейный брак из-за не технологичности конструкции, когда лишь отдельные части заготовки, работающие в особо трудных условиях, требуют применения более дорогих металлов или сложной обработки. Фасонные корпусные детали, работающие под давлением и испытывающие большие напряжения, изготавливают литым способом. Исходя из выбранного типа производства (среднесерийное) и технических требований, которые предъявляют к готовому изделию, деталь типа - корпус целесообразно получать с помощью литья под давлением. В данном случае материалом корпуса является алюминиевый сплав Д16Т.

2.2.2 Расчёт массы детали и заготовки

Массу детали и заготовки рассчитываем по известной плотности материала, из которого они изготовлены, и объема, т.е.:

где - плотность материала, для Д16Т = 2,78 г/см³; V - объем детали.

Находим объемы ступеней, из которых состоит деталь (заготовка). Для этого корпус (заготовку) разделяем на отдельные стандартные ступени (тела вращения). После подсчета объёмов отдельных ступеней приступаем к определению V_дет.:

, .

Данный расчет проверяем с помощью системы автоматизированного проектирования КОМПАС 3D, построенная МЦХ модель подтверждает правильность расчёта.

Рис.2.1 3D-заготовка

При расчете массы заготовки учитывался объём только некоторой части заготовки т. к. та часть, за которую происходит зажим в 3-х кулачковом самоцентрирующемся патроне нельзя назвать отходом.

На рис. 2.2 представлен эскиз, по которому рассчитывался объем и массу заготовки для детали «КОРПУС».

Рис.2.2. 2D-чертёж заготовки

Данные расчётов массы заготовки и детали по построенной МЦХ модели в САПР КОМПАС 3D,полностью совпали с расчётом методом объёмов ступеней.

На основании полученной массы детали и заготовки производим расчёт коэффициента использования материала Ким:

Ким = Мдет/Мзаг=0,024кг/0,036кг=0,66.

Где, Мдет- масса детали.

Мзаг- масса заготовки.

Для наглядного преимущества данного метода получения заготовки(литьё под давлением) над другими методами(прокат) произведём расчет Ким для проката со сквозным отверстием(трубы):

Масса заготовки по построенной модели МЦХ в САПР КОМПАС 3D=97,7г.

Ким = 0,024кг/0,097кг=0,24 - данный коэффициент показывает очень большой расход материала на единицу изделия, следовательно, использовать его невыгодно.

2.2.3 Экономическое обоснование выбора заготовки

При выборе способа получения заготовок рассмотрим два варианта: деталь изготавливается из проката, и рассмотрим метод получения заготовки горячей штамповкой в закрытых штампах. Предпочтение следует отдавать заготовке, характеризующейся лучшим использованием материала и меньшей стоимостью.

1-й способ. Деталь изготавливается из проката, затраты на заготовку определяются по его массе и массе сдаваемой стружки.

M = Q S - (Q - q) S/ 1000 ; руб.

где Q- масса заготовки, кг;

q- масса готовой детали, q= 1,9 кг;

S_отх- цена 1тонны отходов, S_отх=19500 руб./тонну;

S- цена 1 кг материала заготовки; S=195 руб./кг.

Q=0,097кг

Ким = 0,25

Подставив значения, получим:

M =0,097·195-(0,097-0,024)·19500 /1000 = 17,4 руб.

2-й способ. Заготовку получают литьём под давлением.

Стоимость заготовки, получаемой методом литья под давлением, можно определить по формуле:

где C_i - базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб.; C_i = 300000 руб./тонна;

k_т,k_с,k_в,k_м,k_п-коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, и объема производства заготовок.

Определяем массу заготовки: Q=0,036кг

Ким = Qдет /Qзаг= 0,024 / 0,036 = 0,705

S_заг=[(300000/1000)·0,036·1·1·1·1,21· 1]-(0,036-0,024)·(19500/1000) = 12,14 руб.

Вывод: Прокат (труба), стоимость одной заготовки равна 17,4руб. Из 1 тонны материала (стоимость 195000р) можно получить 10309 заготовок. Литьё под давлением, стоимость 1 заготовки =12,14р, из 1 тонны материала (стоимость 300000р) можно получить 27778 заготовок для детали «КОРПУС». Результаты расчётов наглядно показывают выгодность использования такого метода получения заготовок, как литьё под давлением, вследствие этого применяем данный метод.

2.3 Анализ технологичности конструкции детали

Оценку технологичности конструкции будем определять по ряду показателей: количественным и качественным. При качественной оценке технологичность носит описательный характер, без использования численных значений показателей. Количественная оценка технологичности сопровождается расчетом ряда коэффициентов, имеющих численное значение.

Конструкция детали технологична, если она обеспечит простое и экономичное её изготовление с минимальными затратами и требуемой производительностью. В соответствии с ГОСТ 14.301-83 разрабатывают технологические процессы для деталей, конструкции которых отработаны на технологичность. При отработке детали на технологичность необходимо проанализировать материал детали, виды и методы получения заготовки, технологические методы и виды механической обработки, сборки, монтажа, контроля, испытаний, возможность использования типовых малоотходных, энергосберегающих технологий. Необходимо дать качественную и количественную оценку технологичности конструкции детали. Качественная оценка характеризует конструкцию детали обобщенно, без численного значения показателя технологичности и дается на основании личного опыта технолога. Количественная оценка технологичности конструкции детали выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности. В качестве количественных показателей рассматриваются коэффициенты использования материала, точности, шероховатости и др. По результатам анализа технологичности детали делается вывод об уровне технологичности и в случае, если деталь не технологична, необходимо предложить конкретные пути повышения ее технологичности с приведением и описанием схем изменения конструкции детали и подробным мотивированным обоснованием принятого решения.

2.3.1 Качественная оценка технологичности

При тщательном изучении чертежа детали было отмечено, что он содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т.е. все проекции, разрезы и сечения, четко объясняющие ее конфигурацию. На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от геометрических форм, а также взаимного расположения поверхностей. Чертеж содержит необходимые сведения о материале детали - Д16Т, которая не вызывает затруднений при обработке. Применяемый материал позволяет корпусу выполнять свое служебное назначение. Поэтому, этот материал характеризуется положительными свойствами и не снижает технологичность детали.

2.3.2 Количественная оценка технологичности

В качестве количественных показателей рассматриваются коэффициенты использования материала, точности, шероховатости.

Коэффициент использования материала определяется по формуле:

где - масса заготовки, кг, - масса готовой детали;

Расчет коэффициента точности выполняем для «корпуса». Коэффициент точности является относительно часто используемым показателем технологичности конструкции и определяется по ГОСТ 14202-73.

Расчетная формула коэффициента точности имеет вид

где Т_СР- средний квалитет точности обработки поверхности изделия, определяется по формуле (см. стр. 12 [3]) :

где n_i- число размеров детали соответствующего квалитета точности T_i_.

Параметры по точности сводим в таблицу 2.3.1.

Таблица 2.3.1 Определение коэффициента точности

T_i	n_i	T_i n_i
6	5	30
7	1	7
12	5	60

;

1. Если - деталь не технологична;

2. Если - деталь средней технологичности;

3. Если - деталь технологична.

ВЫВОД: Коэффициент точности удовлетворяет нормативному, т.к.

К_Т= 0,88 > 0,85 (К_Т.НОРМ 0,85). Деталь технологична.

Рассчитываем коэффициент шероховатости для «корпуса».

Коэффициент шероховатости К_Ш определяется по ГОСТ 14202-73 и принимается в пределах от 0 до 1.

где Т_Ш.СР - средняя шероховатость, определяется по формуле:

где n_i- количество поверхностей соответствующей шероховатости T_Ш_i.

Параметры по шероховатости сводим в таблицу 2.3.2.

Таблица 2.3.2 Определение коэффициента шероховатости

Т_Ш_i	n_i	Т_Ш_i n_i
5класс (3,2)	5	25
6класс (1,6)	3	18
7класс (0,8)	4	28
8класс (0,4)	2	16
9класс (0,2)	2	18

;

Деталь технологична, так как удовлетворяет неравенство .

2.4 Выбор схемы базирования

Схема базирования и закрепления, технологические базы, опорные и зажимные элементы и устройства приспособления должны обеспечивать определенное положение заготовки относительно режущих инструментов, надежность ее закрепления и неизменность базирования в течение всего процесса обработки при данной установке. Поверхности заготовки, принятые в качестве баз, и их относительное расположение должны быть такими, чтобы можно было использовать наиболее простую и надежную конструкцию приспособления, удобство установки, закрепления, открепление и снятие заготовки, возможность приложения в нужных местах сил зажима и подвода инструментов.

В качестве технологических баз следует применять поверхности достаточных размеров, тем самым обеспечивается большая точность базирования и достаточная сила закрепления заготовки в приспособлении. Если у заготовки обрабатываются все поверхности, то в качестве технологической базы для первой операции следует применять поверхности с наименьшим припуском.

При выборе баз следует учитывать основные принципы базирования. В общем случае, полный цикл обработки детали от черновой операции до отделочной производится при последовательной смене комплектов баз. Однако с целью уменьшения погрешности и увеличения производительности обработки деталей нужно стремиться к уменьшению переустановок заготовки при обработке.

При выборе баз следует иметь в виду, что наибольшая точность базирования на всех операциях механической обработки достигается при условии базирования на одни и те же поверхности, то есть при соблюдении принципа постоянства баз. При чистовой обработке также рекомендуется соблюдать принцип совмещения (единства) баз, согласно которому, в качестве технологических базовых поверхностей используются технологические, конструкторские и измерительные базы. При совмещении технологической и измерительной базы погрешность базирования равна нулю. Назначаем базы:

Схема базирования и закрепления заготовки на операции механической обработки приведена в Табл. 2.4.1

Таблица 2.4.1

Наименование операции	Технологические базы используются, как при обработке детали	Схема базирования
1	2	3
005. Токарная с ЧПУ	Устанавливается в 3-х кулачковый самоцентрирующий патрон. Базируется по наружному диаметру с упором в торец.

2.5 Разработка технологического маршрута и выбор оборудования

Для обеспечения наибольшей жесткости технологической системы при обработке корпусных тонкостенных деталей необходимо определить рациональную последовательность обработки отдельно взятых поверхностей: резьб, отверстий, пазов и др.

Обработка корпуса производится на многофункциональном токарном станке с ЧПУ модели Turn 155 фирмы EMCO, оборудованном дополнительной осью С и приводным режущим инструментом инструментами.

В соответствии с разработанной технологией, поверхности корпуса обрабатывали в последовательности:

· Подрезка торца, обработка наружной цилиндрической поверхности, подрезка торца бурта с правой стороны.

· Обработка внутренней цилиндрической поверхности.

· Обработка канавок на внутренней цилиндрической.

· Обработка канавок на наружной цилиндрической поверхности.

· Нарезание резьбы на внутренней цилиндрической поверхности.

· Нарезание резьбы на наружной цилиндрической поверхности перед буртом.

· Фрезерование криволинейного паза.

· Наружная обработка цилиндрической поверхности за буртом.

· Нарезание резьбы на наружной цилиндрической поверхности перед за буртом.

· Отрезка заготовки.

Технологический маршрут механической обработки корпуса и оборудование, используемое для его реализации, приведены в табл.

Таблица 2.5.1

Номер и содержание операции	Оборудование	Базы	Приспособление	Реж. инструмент	Мер. инструмент
1	2	3	4	5	6
1. Токарная с ЧПУ (005) Обработать внутренние и наружные поверхности, нарезать резьбы, фрезеровать паз, отрезать	Многофункциональный токарный станок TURN 155	Наружная поверхность и торец	3-х кулачковый сомоцентрирующий патрон	Резцы: проходной, расточной, отрезной, резьбовой, концевая фреза	-
2. Отделочно-зачистная (010) Зачистить поверхности, притупить кромки	Зенковка. Верстак.	-	-	Зенковка, шабер	-
3.Контрольная (015) Измерить деталь	Стол контролера	-	-	-	Штангенциркуль, нутрометр, микрометр
4.Гальваническая (020) Нанести покрытие	Гальваническая линия	-	-	-	-
5. Контрольная (025) Измерить деталь	Стол контролера	-	-	-	Штангенциркуль, нутрометр, микрометр.

2.6 Расчет припусков на механическую обработку

Припуск на механическую обработку - это слой материала, подлежащий удалению в процессе обработки. Припуск назначается на все поверхности, подлежащие механической обработке, с целью удаления поверхностного слоя металла и придания детали степени точности размерам и чистоты, обусловленных техническими условиями детали.

Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков (РАМОП).

ГОСТы и таблицы позволяют назначить припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий его осуществления и поэтому в общем случае являются завышенными, содержат резервы снижения расхода материала и трудоемкости изготовления детали.

Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали (промежуточные припуски), их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе. Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитывают с использованием минимального припуска.

Применение расчетно-аналитического метода определения припусков сокращает в среднем отход металла в стружку по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку размеров детали по технологическим переходам, способствует повышению технологической культуры производства.

Минимальный, номинальный и максимальный припуски на обработку рассчитывают следующим образом.

1 Минимальный припуск:

z_i_min=(Rz+h)_i_-1+_i_-1+_i;

где Rz_i-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

h_i-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой);

_i-1- суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное) и в некоторых случаях отклонения формы поверхности (отклонения от плоскостности, прямолинейности) на предшествующем переходе;

_i - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

2 Номинальный припуск на обработку поверхностей:

наружных:

z_i=z_{i min}+ei_i-1+ei_i;

2z_i=2z_{i min}+ei_Di-1+ei_Di;

внутренних

z_i=z_{i min}+ES_i-1-ES_i;

2z_i=2z_{i min}+ES_Di-1-ES_Di,

где ei_i-1, ei_Di-1, ei_i, ei_Di - нижние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах;

ES_i-1, ES_Di-1, ES_i, ES_Di - верхние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах;

ei_Di-1, ei_Di, ES_Di-1, ES_Di - размеры, относящиеся к диаметральным.

3 Максимальный припуск на обработку поверхностей:

наружных

z_{i max}=z_{i min}+TD_i-1+TD_i;

2z_{i max}=2z_{i min}+TD_i-1+TD_i;

внутренних

z_{i max}=z_{i min}+Td_i-1+Td_i;

2z_{i max}=2z_{i min}+Td_i-1+Td_i,

где Td_i-1, TD_i-1 - допуски размеров на предшествующем переходе;

Td_i-1, TD_i - допуски размеров на выполняемом переходе.

Максимальные припуски и припуски для технологических целей (уклоны, напуски, упрощающие конфигурацию заготовки) принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания (подачи, скорости резания) и выбора оборудования по мощности.

На основе расчета промежуточных припусков определяют предельные размеры заготовки по всем технологическим переходам. Промежуточные расчетные размеры устанавливают в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления (для наружных поверхностей) к исходному размеру готовой детали промежуточных припусков или путем последовательного вычитания (для внутренних поверхностей) от исходного размера готовой детали промежуточных припусков. Наименьшие (наибольшие) предельные размеры по всем технологическим переходам определяют путем округления в сторону увеличения (уменьшения) расчетных размеров. Наибольшие (наименьшие) предельные размеры определяют путем прибавления (вычитания) допуска к округленному наименьшему (наибольшему) предельному размеру.

Предельные значения припусков z_max определяют как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и z_min как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого (выполняемого и предшествующего) переходов.

Общие припуски z_{o max} и z_{o min} определяют как сумму промежуточных припусков на обработку:

z_{o max}=z_{i max};

z_{o min}=z_{i min}.

4 Правильность проведенных расчетов проверяют по формулам:

z_{i max}-z_{i min}=T_i-1-T_i;

2z_{i max}-2z_{i min}=T_Di-1-T_Di;

z_{o max}-z_{o min}=T_з-T_д;

2z_{o max}-2z_{o min}=T_D_з-T_D_д,

где T_i-1, T_Di-1 - допуски размеров на предшествующем переходе;

T_i, T_Di - допуски размеров на выполняемом переходе;

T_з, T_Dз - допуски на заготовку;

T_д, T_Dд - допуски на деталь.

Наименование детали - корпус.

Технологический маршрут обработки отверстия ш16(+0,015-0,005) мм и наружной поверхности ш21(-0,020-0,041) мм состоит из двух операций: черного и чистового растачивания, выполняемых при одной установке обрабатываемой детали. Заготовка базируется на данной операции на торец, наружную поверхность и прижимается тремя кулачками. Схема установки при обработке ясна из рис. 2.3

Рис.2.3 Схема базирования заготовки.

Расчет припусков на обработку отверстия ш16(+0,015-0,005), ведем путем составления табл. 3, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстий.

Порядок этого расчета заключается в следующем:

1) Записываем в табл. 2.6.1 технологические переходы обработки в порядке последовательности их выполнения по каждой поверхности от черновой заготовки до окончательной обработки.

2) Записываем значения Rz, h, и . Суммарные отклонения расположения поверхности для заготовки типа - тела вращения:

;

где - отклонение расположения отверстия относительно технологической базы, мм; - перекос отверстия, мкм. на 1мм

а) для внутренней поверхности ш16(+0,015-0,005) мм:

Для определения промежуточных значений припусков на механическую обработку воспользуемся формулой

где k_У- коэффициент уточнения формы

Величина остаточного пространственного отклонения после чернового растачивания при для внутренней поверхности ш16(+0,015-0,005) мм:

мкм.

Погрешность установки при черновом растачивании отверстия ш16(+0,015-0,005) мм

где - погрешность базирования, мкм; - погрешность закрепления, мкм; - погрешность приспособления, мкм.

Пользуясь укрупненными расчетами точности обработки, определяем погрешность установки при черновом растачивании мкм.

Остаточная погрешность установки при получистовом растачивании

где - погрешность индексации, т.к. черновое и получистовое растачивание производится в одной установке, то .

мкм.

3) На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков , пользуясь основной формулой:

где - высота неровностей профиля на предшествующем переходе; - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой); - суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное) и в некоторых случаях отклонения формы поверхности (отклонения от плоскостности, прямолинейности на предшествующем переходе); - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

4) Заполняем графу «Расчетный минимальный размер» , начиная с конечного, в данном случае чертежного, размера последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого перехода.

5) Принимаем значения допусков Td каждого перехода по таблицам в соответствии с классом точности того или иного вида обработки.

Так, для получистового растачивания значение допуска составляет 20мкм (чертежный размер); для чернового растачивания Td = 130мкм по (табл. 10 главы 4 [5]) (для Н11); допуск на отверстие и наружную поверхность в отливке по ГОСТ 2009-55 составляет Td = 130мкм.

6) В графе «Предельный размер» наибольшее значение получаем по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наименьшие предельные размеры определяем из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов.

7) В графе «Предельный припуск» минимальные предельные значения припусков определяем из разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения - соответственно из разности наименьших предельных размеров.

8) Определяем общие припуски и , суммируя промежуточные припуски на обработку.

9) Определяем общий номинальный припуск

10) Проверим правильность произведенных расчетов по формулам:

Определяем общий номинальный припуск

мкм;

мм.

Проверим правильность произведенных расчетов:

мкм.

Таблица 2.6.1 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку внутренней поверхности ш16(+0,015-0,005) аналитическим методом.

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный минимальный размер, мм	Допуск на изготовление Тd, мкм	Принятые (округленные) размеры по переходам, мм	Полученные предельные припуски, мкм
	Rz	h	Д	е				dmax	dmin	2Zпрmax	2Zпрmin
Заготовка (штамповка)	50	100	360	-	-	14,935	130	15,065	14,935	15065	2119
Растачивание: получистовое	20	20	18	30	1022	15,965	70	15,935	15,965	110	1022
Чистовое	1,25	-	-	1,5	116	15,995	20	16,05	15,995	120	120
2zo max min=	1252	3261

Назначаю припуск на все поверхности равным 0,5мм. Получистовая обработка 0,45. Чистовая обработка 0,05.

2.7 Расчёт режимов резания

Операция 005 Токарная с ЧПУ.

Данная операция проводится на многофункциональном токарном станке с числовым программным управлением EMCO Turn 155, и состоит из 8 технологических переходов:

1 переход:

а)Получистовое растачивание внутренней поверхности Д16,1 и Д14.

б)Чистовое растачивание внутренней поверхности Д16.

2 переход:

а)Подрезка торца.

б)Получистовое точение наружной поверхности Д 21,1.

в)Чистовое точение наружной поверхности Д 21.

3 переход: Нарезание резьбы М17 с шагом 0,5, на внутренней поверхности.

4 переход: Нарезание наружной резьбы М19 с шагом 0,5.

5 переход: Фрезерование криволинейного паза, ширина которого 7мм.

6 переход: Обработка наружной поверхности Д18 за буртом, с использованием поперечного точения.

7 переход: Нарезание резьбы М18 с шагом 0,75 на наружной поверхности за буртом.

8 переход: Отрезка заготовки.

Каждый переход сопровождается режимами резания и необходимыми для его выполнения инструментами.

1 переход: а) Получистовое растачивание внутренней поверхности Д16,1 и Д14.

Расчет скорости резания и числа оборотов шпинделя
исходные	C_н	T	t	S	x_н	y_н	m_н	K_М_н	K_И_н	K_П_н	D
данные	485	7000	0,45	0,1	0,12	0,25	0,28	1,5	1,2	0,9	17
Расчетная скорость резания, м/мин	128,89
Расчетная частота вращения шпинделя, мин-1	2413,48
Расчет составляющей силы резания Рz
исходные	C_Pz	x_Pz	y_Pz	n_Pz	K_МPz	K_цPz	K_гPz	K_лPz	K_rPz
данные	40	1	0,75	0	2,75	1	1	1	0,87
Расчетная составляющая силы резания Рz, Н	76,58
Расчетная мощность резания Np
Np, кВт	0,16
Расчет технологического времени То
исходные	L	L1	L2	i
данные	63,5	1	1	1
Технологическое время То, мин	0,27

Инструмент для обработки внутренней поверхности SANDVIK koromant Coro Turn 111, с двухсторонней быстросменной твёрдосплавной пластиной.

Крепление: Винт.

Пластина: VCGX Сплав применяется для получистовой и чистовой обработки алюминия. Чрезвычайно износостойкий сплав, обеспечивающий высокое качество обработки.

Конструкция державки: исполнение(правое)

б)Чистовое растачивание внутренней поверхности Д16.

Расчет скорости резания и числа оборотов шпинделя
исходные	C_н	T	t	S	x_н	y_н	m_н	K_М_н	K_И_н	K_П_н	D
данные	485	7000	0,05	0,05	0,12	0,25	0,28	1,5	1,2	0,9	16,1
Расчетная скорость резания, м/мин	199,53
Расчетная частота вращения шпинделя, мин-1	3944,88
Расчет составляющей силы резания Рz
исходные	C_Pz	x_Pz	y_Pz	n_Pz	K_МPz	K_цPz	K_гPz	K_лPz	K_rPz
данные	40	1	0,75	0	2,75	1	1	1	0,87
Расчетная составляющая силы резания Рz, Н	5,059
Расчетная мощность резания Np
Np, кВт	0,016
Расчет технологического времени То
исходные	L	L1	L2	i
данные	72	1	1	2
Технологическое время То, мин	0,75

Инструмент для обработки внутренней поверхности SANDVIK koromant CoroTurn 111, с двухсторонней быстросменной твёрдосплавной пластиной.

Крепление: Винт.

Конструкция державки: исполнение(правое)

2 переход: а)Подрезка торца.

Расчет скорости резания и числа оборотов шпинделя
исходные	C_н	T	t	S	x_н	y_н	m_н	K_М_н	K_И_н	K_П_н	D
данные	485	7000	1	0,05	0,12	0,25	0,28	1,5	1,2	0,9	21
Расчетная скорость резания, м/мин	139,27
Расчетная частота вращения шпинделя, мин-1	2111,14
Расчет составляющей силы резания Рz
исходные	C_Pz	x_Pz	y_Pz	n_Pz	K_МPz	K_цPz	K_гPz	K_л_Pz	K_rPz
данные	40	1	0,75	0	2,75	1	1	1	0,87
Расчетная составляющая силы резания Рz, Н	101,19
Расчетная мощность резания Np
Np, кВт	0,23
Расчет технологического времени То
исходные	L	L1	L2	i
данные	6	1	1	1
Технологическое время То, мин	0,075

Инструмент для получистовой и чистовой обработки наружной поверхности и подрезки торца SANDVIK koromant CoroTurn RC.

Крепление: Прижим клин- прихватом сверху.

Пластина: VCGX Сплав применяется для получистовой и чистовой обработки алюминия.

Чрезвычайно износостойкий сплав, обеспечивающий высокое качество обработки.

Конструкция державки: исполнение(правое):

б)Получистовое точение наружной поверхности Д 21,1.

Расчет скорости резания и числа оборотов шпинделя
исходные	C_н	T	t	S	x_н	y_н	m_н	K_М_н	K_И_н	K_П_н	D
данные	485	3500	0,45	0,1	0,12	0,25	0,28	1,5	1,2	0,9	22.1
Расчетная скорость резания, м/мин	156,50
Расчетная частота вращения шпинделя, мин-1	2264,43
Расчет составляющей силы резания Рz
исходные	C_Pz	x_Pz	y_Pz	n_Pz	K_МPz	K_цPz	K_гPz	K_лPz	K_rPz
данные	40	1	0,75	0	2,75	1	1	1	0,87
Расчетная составляющая силы резания Рz, Н	76,58
Расчетная мощность резания Np
Np, кВт	0,19
Расчет технологического времени То
исходные	L	L1	L2	i
данные	74.9	1	1	1
Технологическое время То, мин	0,28

Длинна L складывается из нескольких поверхностей: поверхностей д21=63,5мм, д24,8 =8мм и высотой торца бурта=3,4мм.

Инструмент для получистовой и чистовой обработки наружной поверхности и подрезки торца SANDVIK koromant CoroTurn RC

Крепление: Прижим клин- прихватом сверху.

Пластина: VCGX Сплав применяется для получистовой и чистовой обработки алюминия. Чрезвычайно износостойкий сплав, обеспечивающий высокое качество обработки

Конструкция державки: исполнение(правое)

в)Чистовое точение наружной поверхности Д 21(обработка по контуру).

Расчет скорости резания и числа оборотов шпинделя
исходные	C_н	T	t	S	x_н	y_н	m_н	K_М_н	K_И_н	K_П_н	D
данные	485	3500	0,05	0,05	0,12	0,25	0,28	1,5	1,2	0,9	21,1
Расчетная скорость резания, м/мин	242,26
Расчетная частота вращения шпинделя, мин-1	3654,82
Расчет составляющей силы резания Рz
исходные	C_Pz	x_Pz	y_Pz	n_Pz	K_МPz	K_цPz	K_гPz	K_лPz	K_rPz
данные	40	1	0,75	0	2,75	1	1	1	0,87
Расчетная составляющая силы резания Рz, Н	5,059
Расчетная мощность резания Np
Np, кВт	0,020028887
Расчет технологического времени То
исходные	L	L1	L2	i
данные	63,5	1	1	2
Технологическое время То, мин	0,71

Инструмент для получистовой и чистовой обработки наружной поверхности и подрезки торца SANDVIK koromant CoroTurn RC

Крепление: Прижим клин- прихватом сверху.

Конструкция державки: исполнение(правое)

3 переход: Нарезание метрической резьбы М17 с шагом 0,5, на внутренней поверхности.

Т=15000

Инструмент для нарезания внутренней резьбы SANDVIK koromant KARTO 166.4 KF с быстросменной трёх сторонней пластиной.

Крепление: винт.

Пластина: Сплав GC1020 Сплав специально разработан для резьбовых операций по большинству операций, имеет высокую износостойкость.

Конструкция державки: (исполнение правое)

4 переход: : Нарезание наружной резьбы М19 с шагом 0,5.

Т=15000

Инструмент для нарезания наружной резьбы SANDVIK koromant KARTO 166.4 KF с быстросменной трёх сторонней пластиной.

Крепление: винт.

Конструкция державки: (исполнение правое)

5 переход: Фрезерование криволинейного паза, ширина которого 7мм.

Расчет скорости резания и числа оборотов шпинделя
исходные	C_н	T	t	Sz	q	m	z	K_М_н	K_И_н	Kl_н	D
данные	185,5	7000	1,2	0,1	0,45	0,33	2	1	1	1	7
и	x	y	u	p	B
значения	0,3	0,2	0,1	0,1	1,5
Расчетная скорость резания, м/мин	32,23
Расчетная частота вращения шпинделя, мин-1	1465,68
max число оборотов шпинделя приводного	6000`
инструмента станка, мин-1
Расчетная скорость резания, м/мин	131,88
Расчет окружной силы резания Рz
исходные	C_P	x	y	q	K_МP	u	w
данные	17	0,22	0,18	0,22	2,75	1	0
Расчетная осевая сила резания Ро, Н	317,10
Расчет крутящего момента Мкр
Крутящий момент, Н*м	11,09
Расчетная мощность резания Np
Np, кВт	0,68
Расчет технологического времени То
исходные	L	L1	L2	i
данные	30	1	1	2
Технологическое время То, мин	4,85

Инструмент для обработки криволинейного паза: твёрдосплавная концевая фреза SANDVIK koromant CoroMill Plura. Сплав предназначен для высоко эффективной обработки цветных сплавов.

Данная фреза крепится в приводной VDI блок.

6 переход: Обработка наружной поверхности Д18 за буртом, с использованием поперечного точения.

Инструмент для обработки наружных канавок: SANDVIK koromant CoroCut F123, c быстро сменной двухсторонней твёрдосплавной пластиной.

Крепление: Винт. Пластина: CF Сплав CD10-Применяется для чистовой обработки алюминия.

Чрезвычайно износостойкий сплав, обеспечивающий высокое качество обработки.

Конструкция державки: исполнение(правое).

7 переход: Нарезание резьбы М18 с шагом 0,75 на наружной поверхности за буртом.

Т=15000

Инструмент для нарезания наружной резьбы SANDVIK koromant KARTO 166.5 FА с быстросменной трёх сторонней пластиной. Предназначен для работы в стеснённых условиях, и возле заднего центра.

Крепление: винт.

Конструкция державки: (исполнение правое)

8 переход: Отрезка заготовки.

Инструмент для отрезки заготовки: SANDVIK koromant CoroCut F123, c двухсторонней быстро сменной твёрдосплавной пластиной.

Крепление: Винт.

Пластина: CF Сплав CD10-Применяется для чистовой обработки алюминия. Чрезвычайно износостойкий сплав, обеспечивающий высокое качество обработки.

Конструкция державки: исполнение(правое).

2.8 Нормирование технологической операции

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производств устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

Нормируем операцию 005 токарная с ЧПУ.

В крупносерийном и массовом производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени:

;

где Т- основное время, мин; Т_о = 9,14 мин.

Т - вспомогательное время, мин;

Т_тех - технологическое время на операцию, мин

Т_орг - время на обслуживания рабочего места, мин;

Т_отд- время на перерыв на отдых и личные надобности, мин.

Основное время Т_о вычисляется на основании принятых режимов резания, в данном случае оно равно сумме времени процесса обработки на каждый технологический переход:

То=4,21+4,5+16,5+45+5,4+17,5+42,6+9+6+5,1+291+84+5,1+12,6=9,14 мин.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:

[1;3;5]

где Т- время на установку и снятие детали, мин;

Т- время на приемы управления, мин;

Т - время на измерение детали, мин.

Время на установку и снятие детали, закрепление её и открепление:

Т= 0,35 мин

Время на приемы управления: включить и выключить станок- 0,05 мин; подвести или отвести резцы- 0,05 мин.

Т= 0,05+0,05 =0,1 мин.

Время на измерение детали: Т= 0,29 мин.

Определяем вспомогательное время:

Т=0,35+0,1+0,29=0,74 мин

В крупносерийном производстве время на техническое обслуживание и время организационного обслуживания по отдельности не определяются. В нормативах даётся сумма этих двух составляющих в процентах от оперативного времени.

Оперативное время

Т= Т + Т,

Определяем оперативное время:

Т= 9,14+0,74=9,88 мин.

Определяем время на обслуживание рабочего места и отдых:

Ттех =То·2,6/120=9,14·2,6/120=0,19 мин.

Торг=Топер•1,7/100%=9,88•1,7/100%=0,17 мин

Тотд=Топер•6/100%=9,88•6/100%=0,6 мин

Определяем норму штучного времени:

Тшт=То+Твсп+Ттех+Торг+Тотд=9,14+0,74+0,19+0,17+0,6=10,84мин

Qч=1/Тшт=60/10,84=5,53 детали в час.

Тпз=а+(b·Nи)+(с·Рр)=11+(0,8·8)+(0,5·5)=11,89 мин.

Где а,b,с - постоянные коэффициенты (а=11,b=0,8,с=0,5)

Nи- число режущих инструментов, шт.

Рр - число устанавливаемых режимов работы станка.

n=N·а/255=5450·5/255=107 шт.- величина партии заготовок.

Тшт.к=Тшт+Тпз/n=10,84+(11,89/107)=10,95мин.

3. Патентные исследования

3.1 Задание на проведение патентного поиска

Тема дипломного проекта: Проект механического участка станков с ЧПУ с разработкой технологического процесса механической обработки детали «Корпус»и управляющей программы для многофункционального токарного станка модели TURN-155.

Цель патентных исследований - установление уровня развития техники.

Студентка

Хлынина Е.В.

Группа

ЗТМС-98-106

Выдано

10.01.2010 г.

Предмет поиска: Износостойкие покрытия для режущего инструмента.

Страны и глубина поиска СССР, Россия 1994-2010 гг.

Швеция, США, Великобритания, Германия, Франция, Япония 1994-2010 гг.

Научный руководитель Шинаков И.В.

Таблица 3.1 СПРАВКА о результатах проведения патентного поиска

Страна	Индекс МКИ	Перечень просмотренных материалов (годы)	Выявленные аналоги. Библиографические данные, достаточные для их нахождения.
1	2	3	4
СССР	В23В 27/14	Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» 1994 -2010 гг.	А.С. SU 959343 A, 1979, Режущий инструмент. Б.И.№19, 1983.
СССР	В23В 27/14	Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» 1994 -2010 гг.	А.С. SU 959344 А, 1979, Режущий инструмент. Б.И.№19, 1983.
СССР	В23В 27/14	Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» 1994 -2010 гг..	А.С. SU 959345 А, 1979, Режущий инструмент. Б.И.№19, 1983
СССР	В23В 27/14	Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» 1994 -2010 гг.	Режущий инструмент. А.С. №959344, кл. В23В 27/14, 1979. Б.И. №19, 1983. А.С. SU 1701428 А1, 1984, Режущий инструмент с износостойким покрытием. Б.И.№48, 1991
СССР	В23В 27/14	Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» 1994 -2010 гг.	А.С. СССР заявка №3802478, кл. В23В 27/14, 1985. Режущий инструмент с износостойким покрытием. Б.И.№36, 1992
СССР	В23В 27/14	Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» 1994 -2010 гг.	Режущий инструмент. А.С. №959345, кл. В23В 27/14, 1979. Б.И. №19, 1983. А.С. SU 1611584 А1, 1988, Материал для режущего инструмента Б.И.№45, 1990
СССР	В23В 27/14	Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» 1994 -2010 гг..	Режущий инструмент. А.С. №959345, кл. В23В 27/14, 1979.Б.И. №19, 1983. А.С. SU 1655660 А1, 1989, Материал покрытия для режущего инструмента. Б.И.№22, 1991.
Швеция	В23В 27/14	Сменные пластины и инструмент САНД-ВИК-МКТС. Каталог. М.-«ОАО САНДВИК-МКТС», 2000.-168с.	Режущая пластина CPGX 120408-AL из твердого сплава VCGX с покрытием Ti(C,N) + AL₂O₃ + TiN.
Япония	В23В 27/14	Реф.журнал.» Изобретения стран мира». Обработка металлов резанием. 1994 -2010 гг..	Способ изготовления вставной пластинки из сплава с высокой твердостью на основе карбида вольфрама с покрытием на наружной поверхности для высокоскоростного резания. Акцептованная заявка Японии №3-55245, 1991.
Япония	В23В 27/14	Реф.журнал.» Изобретения стран мира». Обработка металлов резанием. 1994 -2010 гг.	Резец из сверхтвердого сплава на основе карбида вольфрама с покрытием для скоростного резания. Патент Японии №4-4081,1986.
Япония	В23В 27/14	Реф.журнал.» Изобретения стран мира». Обработка металлов резанием. 1994 -2010 гг.	Режущий инструмент из твердого материала с покрытием. Акцептованная заявка Японии №1-246003, 1989.
США	В23В 27/14	Реф.журнал.» Изобретения стран мира». Обработка металлов резанием. 1994 -2010 гг.	Аналогов не обнаружено
Великобритания	В23В 27/14	Реф.журнал.» Изобретения стран мира». Обработка металлов резанием. 1994 -2010 гг.	Аналогов не обнаружено
Германия	В23В 27/14	Реф.журнал.» Изобретения стран мира». Обработка металлов резанием. 1994 -2010 гг.	Аналогов не обнаружено
Франция	В23В 27/14	Реф.журнал.» Изобретения стран мира». Обработка металлов резанием. 1994 -2010 гг.	Аналогов не обнаружено

3.2 Патентный обзор

1. Режущий инструмент SU 959343 A.

Режущий инструмент с однослойным износостойким покрытием, содержащим нитрид титана, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости инструмента при обработке сложнолегированных жаропрочных сталей и сплавов, в покрытие дополнительно введен нитрид хрома при следующем соотношении компонентов: нитрид хрома 10-30%, нитрид титана остальное.

2. Режущий инструмент SU 959344 A.

Режущий инструмент с однослойным износостойким покрытием, состоящим из нитрида титана, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости инструмента при обработке нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов, в покрытие дополнительно введены нитриды алюминия, молибдена, хрома, кремния, равномерно распределенные по объему покрытия, в следующих соотношениях, %: AlN 3-8, MoN 2-8, CrN 2-10, SiN 0.5-5, TiN остальное.

3. Режущий инструмент SU 959345 A.

Режущий инструмент с многослойным износостойким покрытием с чередующимися слоями двух компонентов, один из которых представляет собой нитрид или карбид металла IV группы (Ti,Zr,Hf), отличающийся тем, что с целью повышения стойкости инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов, второй компонент покрытия представляет собой нитрид, или борид, или карбид, или силицид металла VI группы (Cr, Mo), при этом толщина слоя из нитрида или карбида металла IV группы составляет 0.05-0.5 мкм, а толщина слоя из соединения металла VI группы 15-40% от толщины слоя соединения металла IV группы.

4. Режущий инструмент с износостойким покрытием SU 1701428 A1.

Цель изобретения - повышение стойкости. Поставленная цель достигается за счет создания теплового барьера в покрытии, состоящим из тугоплавких соединений IVа группы, а также хрома и алюминия за счет выбора входящих в него ингредиентов в следующих соотношениях, мас.%: хром 31-45; алюминий 9-13; соединение металла IVa группы (T:N) - остальное.

5. Режущий инструмент с износостойким покрытием SU1764837 A1.

Цель изобретения - повышение износостойкости. Режущий инструмент с износостойким покрытием на основе карбидов, либо нитридов, либо оксикарбонитридов титана и алюминия, отличающийся тем, что с целью повышения износостойкости, покрытия дополнительно содержат карбиды, либо нитриды, либо оксикарбнитриды одного металла из группы: ванадий, марганец, олово, при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбиды, либо нитриды, либо оксикарбонитриды алюминия -0.1-7.0; карбиды, либо нитриды, либо оксикарбонитриды одного металла из группы: ванадий, марганец, олово -0.1-8.0; карбиды, либо нитриды, либо оксикабонитриды титана - остальное.

6. Материал для режущего инструмента. SU 1611584 A1.

Цель изобретения - повышение износостойкости при высоких скоростях резания. Предложенный материал имеет основу из быстрорежущей стали и многослойное покрытие с чередующимися слоями двух компонентов: первый, прилегающей к основе, состоит из оксинитрида титана состава TiN_0,6O_0,4 толщиной 0.05-0.5 мкм, второй содержит 5-30% хрома, остальное нитрид хрома толщиной

15-40% толщины первого компонента. Предложенный материал имеет повышенную износостойкость при высоких скоростях резания.

7. Материал покрытия для режущего инструмента. SU 1655660 A1.

Цель изобретения - повышение стойкости инструмента при прерывистом резании. Предложенный материал покрытия для режущего инструмента представляет собой чередующиеся слои нитридов, первый из которых представляет комплексный нитрид титана, циркония, гафния, толщиной 0.05-0.5 мкм, а второй представляет собой твердый раствор нитридов титана и хрома (Ti_x Cr_y)N, где x+y=1, y=0.3-0.5, причем его толщина составляет 15-40% от толщины слоя соединения металла IV группы.

8. Режущая пластина с износостойким покрытием.

Цель изобретения - повышение износостойкости. Режущая пластина CPGX 120408 - AL из твердого сплава VCGX с трехслойным покрытием: первый, прилегающий к основе состоит из карбида и нитрида титана Ti(C,N), второй состоит из оксида алюминия AL₂O₃, третий - из нитрида титана TiN. Суммарная толщина покрытия 10 мкм. Обрабатываемые материалы: углеродные стали, легированные стали, высоколегированные и инструментальные стали (>5% легирующих элементов), стальное литье, материалы с высокой поверхностной твердостью (закаленная сталь, отбеленный чугун), алюминиевые сплавы, медь и сплавы на ее основе.

ПокрытиеTi(C,N) состоит из карбидов и нитридов титана. Карбид титана TiC обеспечивает прочное соединение всего многослойного покрытия с твердосплавной основой. Но с целью снижения обезуглероживания в приповерхностных слоях твердосплавной основы карбид титана TiC дополнен нитридом титана TiN.

Покрытие Al₂O₃ имеет высокую химическую активность, что повышает его сопротивляемость высокотемпературной коррозии. Но с целью увеличения работоспособности хрупкого покрытия Al₂O₃ на него нанесли более пластичное покрытие TiN.Покрытие TiN эффективно противостоит диффузионному изнашиванию и хорошо сохраняется на режущей кромке.

Отрицательным моментом покрытия является то, что оно применяется только при точении.

9. Способ изготовления вставной пластины из сплава с высокой твердостью на основе карбида вольфрама с покрытием на наружной поверхности для высокоскоростного резания.

Акцептованная заявка Японии №3-55245.

На наружную поверхность вставной пластины из сплава с высокой твердостью на основе карбида вольфрама наносят однослойное или многослойное покрытие из одного или нескольких видов следующих соединений: карбид, нитрид титана, а также оксид алюминия. Покрытие единообразно по составу и имеет одинаковую толщину по всей наружной поверхности пластинки. Общая толщина покрытия 5-15 мкм.

10. Резец из сверхтвердого сплава на основе карбида вольфрама с покрытием для скоростного резания.

Патент Японии №4-4081.

На поверхности основы из сверхтвердого сплава на основе карбида вольфрама имеется покрытие из одного или более двух слоев, образованных нитридом титана и оксидом алюминия.

11 Режущий инструмент из твердого материала с покрытием.

Акцептованная заявка Японии №1-246003.

Основание из твердого материала содержит комбинацию из карбида вольфрама, твердого сплава и быстрорежущей стали. На поверхности основания формируют монолитное покрытие из карбида и нитрида титана. Толщина покрытия 10 мкм.

Применение покрытия по SU 959343 A для обработки алюминиевых сплавов не эффективно, так как незначительно реализуется основное свойство покрытия - снижение адгезионно-усталостного износа инструмента.

Выводы:

1. Применение покрытий по SU 959344 A, SU 959345 A, SU 1701428 A1 для обработки алюминиевых сплавов не эффективно, так как не задействуется защитный механизм окисления покрытия, для реализации которого оно создано.

2. Покрытие по SU 1764837 A1 создано для уменьшения фазового натяжения между основой и покрытием при обработке труднообрабатываемых материалов, что делает нецелесообразным его применение при обработке алюминиевых сплавов.

3. Покрытие по SU 1611584 A1 при обработке алюминиевых сплавов не эффективно, так как не используется основное свойство покрытия - высокая температурная стойкость.

4. Покрытие по SU 1655660 A1 используется для предотвращения хрупкого разрушения при прерывистом резании (фрезеровании), поэтому при обработке алюминиевых сплавов точением применение его нецелесообразно.

5. Покрытия по акцептованным заявкам JP 3 - 55245 A,JP 1 - 246003 A и патенту JP 4 - 4081 B4 Японии не эффективны при обработке алюминиевых сплавов.

На основании патентных исследований установлено, что для точения алюминиевых сплавов используется только одно покрытие TiN(C,N)+Al₂O₃+TiN САНДВИК - МКТС (табл. 3.2), которое выбрано для использования в разработанной технологии механической обработки детали «Корпус».

4. Научно-исследовательская часть. Исследования режущего инструмента с покрытиями

Направленное изменение свойств покрытий путем варьирования их составом, структурой и строением позволяет существенно изменять контактные характеристики процесса резания. Появляется возможность управления важнейшими выходными параметрами процесса резания - производительностью, стойкостью и надежностью, а также качеством и точностью обработанных деталей.

4.1 Контактные процессы при резании инструментами с покрытием

На рис. 4.1 показана исходная схема для расчета контактных характеристик.

Анализ микрофотографий контактных зон, а также оценка границ зон главных и вторичных (контактных) деформаций позволили установить основные закономерности влияния состава покрытия на пластические деформации и контактные характеристики процесса резания.

Обобщенные представления о трансформации зон деформаций металла в зоне резания при использовании инструмента с покрытием показаны на рис. 4.2.

Данные получены на основе анализа микрофотографий контактных зон применительно к условиям образования сливной стружки.

Рис.4.1 Исходная схема для расчета контактных характеристик при точении: полная длина контакта стружки и передней поверхности инструмента; длина пластического контакта по передней поверхности; угол сдвига; угол действия; радиальная и тангенциальная составляющие силы резания; нормальная и касательная силы по передней поверхности; нормальная и касательная силы по задней поверхности; передний и задний углы инструмента;износ задней поверхности.

Рис. 4.2 Обобщенные представления о трансформации зон стружкообразования при резании инструментом с покрытием: зоны главных и вторичных деформаций, длина контакта по передней поверхности, угол сдвига при резании инструментом без покрытия; зоны главных и вторичных деформаций, длина контакта по передней поверхности, угол сдвига при резании инструментом с покрытием.

При этом необходимо отметить сильное уменьшение размеров зоны контактных деформаций для инструмента с покрытием, а также заметное сужение размеров зоны главных деформаций (рис. 4.2). Линия , характеризующая начало пластических деформаций (геометрическое место точек действия максимальных напряжений, соответствующих пределу текучести материала заготовки), значительно смещается в сторону передней поверхности (положение ). Несколько смещается и конечная граница зоны главных деформаций линия (положение ).

Результаты расчета характеристик контактных процессов применительно к свободному точению Д16.Т. показаны в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Влияние состава покрытия на контактные характеристики процесса резания при точении Д16.Т. твердосплавными пластинками (; ; )

Инструментальн. материал
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
ВК6	1.3	0.88	0.67	22	36	2.5	904	1570	1392	1210	2415	690
СТ15	0.86	0.56	0.65	32	16	2.0	770	1320	1200	1020	1560	520

Характер распределения эпюр контактных напряжений и на передней поверхности твердосплавной пластинки СТ15 (с покрытием) и ВК6 (без покрытия), полученных при точении Д16.Т. с ,, показан на рис. 4.3.

Рис.4.3 Характер распределения эпюр контактных напряжений по длине контакта передней поверхности пластинки: ВК6; VCGX; ; ;

Приведенные зависимости свидетельствуют о заметном снижении контактных характеристик и на передней поверхности пластинок VCGX (с покрытием), причем характер их распределения по передней поверхности при различных скоростях резания остается аналогичным для пластинок с покрытием (VCGX) и без покрытия (ВК6).

Влияние состава покрытия на коэффициенты деформации и составляющие силы резания в широком диапазоне изменения скоростей резания при обработке Д16.Т. свидетельствует о неоднозначном влиянии состава покрытия на исследуемые параметры (табл. 4.2, 4.3, рис. 4.4).

Таблица 4.2 Влияние покрытий VCGX на коэффициент деформации в зависимости от скорости резания ()

Скорость резания,	для инструментального материала
	ВК6	СТ15
1	2	3
Обрабатываемый материал - Д16.Т. (твердость НВ120)
5	2.2	2.9
10	2.2	2.6
15	2.0	2.1
20	1.6	2.3
25	1.7	2.4
30	1.8	2.9
40	2.0	2.6
50	3.5	2.2
60	2.7	2.0
70	2.5	1.8
80	2.0	1.7

Таблица 4.3 Влияние покрытий VCGX на силы резания и в зависимости от скорости резания при продольном точении ()

	Обрабатываемый материал	Силы резания,для инструментального материала
		ВК6	Сандвик МКТС(VCGX)

1	2	3	4	5	6
10	Д16.Т. (НВ120)	2400	4500	2100	4350
20		1800	4000	1650	4100
30		2000	4200	1900	4050
50		4200	5500	3200	4500
70		3800	5200	2800	4300
90		3500	5000	2750	4100
110		3200	4800	2620	4000
150		3000	4400	2380	3700
200		2800	4000	2200	3400

Рис.4.4 Влияние покрытия на силы резания (а) и (б) при разных скоростях резания ( 1 - ВК6; 2 - VCGX.

Во - первых в диапазоне скоростей активного наростообразования зависимость параметров от состава покрытия сильно искажается формируемым наростом. Характер и параметры нароста будут сильно зависеть от контактных характеристик процесса резания. Однако в результате нанесения покрытия несколько уменьшается склонность инструментального материала к наростообразованию и сдвигаются характерные скорости процесса, но оно не может полностью устранить нарост. Таким образом, в диапазоне скоростей активного наростообразования влияние состава покрытия на коэффициент деформации и силы резания будет определяться геометрией и формой сформированного нароста, которые в значительной степени будут зависеть от состава покрытия.

Во - вторых, в диапазоне скоростей резания, при которых нарост вырождается в узкую прирезцовую зону, влияние состава покрытия на коэффициенты деформации и силы резания будет проявляться в результате изменения склонности инструментального материала к физико-химическому воздействию с обрабатываемым материалом. Указанный процесс определяет условие протекания граничного адгезионного взаимодействия и диффузии между обрабатываемым и инструментальным материалами. В свою очередь, граничная адгезия и диффузия оказывают очень сильное влияние на формирование контактной зоны и ее поведение.

Установлено, что пластические деформации в зонах стружкообразования сильно зависят от сопротивления сдвигу на участке пластического контакта. Именно на этом участке наиболее активно реализуются диффузионные процессы между инструментальным и обрабатываемым материалами, которые сильно влияют на сопротивляемость срезаемого слоя пластическому сдвигу. В частности, при активном насыщении локальных объемов обрабатываемого материала в зоне пластического контакта легирующими элементами из инструментального материала сопротивление сдвигу будет возрастать, что обязательно приведет к росту коэффициента деформации и сил резания.

Если покрытие снижает физико-химическую активность инструментального материала по отношению к обрабатываемому, то оно выполняет роль активного барьера, сдерживающего диффузию атомов инструментального материала в обрабатываемый. В этом случае сопротивление пластическому сдвигу на участке пластического контакта будет снижаться. Это приведет к уменьшению коэффициентов деформации и сил резания.

Покрытие TiN само насыщает срезаемый слой упрочняющими легирующими элементами - титаном и азотом, что увеличивает сопротивляемость сдвигу и приводит к росту коэффициента и сил и в большей степени, чем при точении Д16.Т. твердосплавными пластинками ВК6 без покрытия. Таким образом, выбор состава покрытия в зависимости от свойств обрабатываемого материала является важнейшей задачей при создании инструментов с покрытием.

Анализ результатов исследований контактных процессов при резании инструментами с различными покрытиями позволяет отметить следующее.

1.Сильное изменение условий внешнего трения приводит к формированию зон пластического и упругого контактов, геометрия которых определяется составом, структурой и свойствами покрытия. В частности, значительно уменьшается длина пластического и полного контактов, сужается область главных пластических деформаций.

2.После завершения процесса формирования зон стружкообразования роль покрытия заключается в торможении диффузионных процессов на участке пластического контакта, причем состав, структура и свойства покрытия должны эффективно увеличивать сопротивляемость инструментального материала диффузионному растворению в обрабатываемом. В этом случае существенно снижается сопротивляемость пластическому сдвигу, что приводит к росту угла сдвига, уменьшению коэффициентов деформации, значительному снижению работы пластической деформации и, следовательно, снижению уровня энергии, затрачиваемой на процесс формирования стружки.

3.Покрытие неоднозначно изменяет напряженность режущей части инструмента. Снижаются максимальные значения касательных напряжений на контактной площадке передней поверхности (на 20-40%), нормальные напряжения изменяются в зависимости от отношения нормальной силы к площадке контакта. Если покрытие уменьшает площадь контакта стружки с передней поверхностью более интенсивно, чем соответствующее значение нормального усилия, то максимальное значение нормального контактного напряжения может оказаться даже больше для инструмента с покрытием.

4.Покрытие несколько увеличивает длину контакта по задней поверхности особенно с ростом толщины, что связано с увеличением радиуса скругления режущей кромки и величин упругого последействия.

4.2 Влияние покрытия на процесс наростообразования

При образовании устойчивого нароста роль внешнего трения значительно нивелируется, так как контактное взаимодействие будет определяться формой и геометрией нароста, а контактные характеристики зависят от сил трения между поверхностью сформированного нароста и частицами срезанного материала. Покрытие, изменяя контактные характеристики процесса резания, определяет геометрию формируемого нароста. В конечном итоге влияние покрытия на процесс резания будет проявляться через фактическую геометрию режущей части инструмента, которая зависит от параметров формируемого нароста.

Анализ микрофотографий застойных зон, полученный в широком диапазоне изменения условий резания, позволяет сделать некоторые обобщения.

1.Нитридотитановое покрытие уменьшает параметры нароста (высоту и длину подошвы ), значительно сужает диапазон скоростей устойчивого наростообразования (рис. 4.5). Скорость, при которой образуется нарост максимальной высоты, смещается в область более высоких значений.

2.С ростом толщины среза влияние покрытия на параметры нароста значительно возрастает (рис. 4.5); для тонких срезов это влияние незначительно.

Рис. 4.5 Влияние скорости резания () на высоту нароста при свободном продольном точении сплава Д16.Т. (НВ120): ВК6; VCGX; 1-; 2-; 3-; -диапазон скоростей резания с образованием нароста; -смещение.

С целью установления влияния высоты нароста на фактическое значение переднего угла был проведен анализ микрофотографий контактной зоны, полученных при различных значениях толщины среза. Данные исследований представлены в табл.4.4.

Таблица 4.4 Среднее значение отношения в зависимости от скорости резания при разных значениях толщины среза . Свободное точение Д16.Т. (НВ120) при

	Среднее значение отношения при ,
	0.215	0.105	0.035	0.215	0.105	0.035
1	2	3	4	5	6	7
	Пластинка ВК6	Пластинка VCGX
10	0.40	0.58	0.45	0.18	0.50	0.22
15	0.50	0.60	0.50	0.20	0.50	0.38
20	0.58	0.62	0.50	0.28	0.58	0.50
30	0.13	0.70	0.45	0.30	0.60	0.42
40	0.18	0.76	0.42	0.18	0.62	0.38
50	0.17	0.62	0.40	0.10	0.50	0.38
60	0.16	0.39	0.40	0.10	0.37	0.37
80	0.16	0.26	0.38	0.10	0.17	0.30
100	0.13	0.20	0.38	0.10	0.17	0.30

Известно, что отношение к определяет значение фактического переднего угла, от которого зависят многие процессы в зоне стружкообразования. С ростом отношения фактический передний угол увеличивается. Покрытие TiN значительно снижает отношение , особенно для больших значений толщин среза, что свидетельствует о снижении влияния геометрии нароста на характеристики процесса резания для инструментов с покрытием.

Установлено, что микротвердость нароста для твердосплавных инструментов с покрытием такая же, как и для инструментов без покрытия. Однако форма нароста для инструмента с покрытием свидетельствует о его худшей сопротивляемости разрушению в условиях больших касательных напряжений, которые возникают у инструмента с покрытием из-за меньших значений его фактического переднего угла. Низкая адгезия материалов нароста и покрытия хорошо объясняет тенденцию к снижению устойчивости наростообразования для инструментов с покрытием.

Проведены также исследования по установлению взаимного влияния покрытия и величины переднего угла на наростообразование. Результаты этих исследований представлены в табл.4.5.

Таблица 4.5 Среднее значение отношения в зависимости от переднего угла при точении Д16.Т. (НВ120) при ()

Инструментальный материал	Среднее значение при переднем угле
	0	12	28	36	44	50
1	2	3	4	5	6	7
ВК6	0.7	0.56	0.44	0.22	0	0
VCGX	0.4	0.34	0.22	0^*	0	0

Для экспериментов была изготовлена партия пластинок ВК6, имеющих различную заточку передней поверхности. При механическом закреплении в специальной державке указанные пластинки обеспечивали следующее значение переднего угла:0, 12, 28, 36, 44, 50°. Пластины были разделены на партии, одна часть из которых представляла контрольную группу, на которую были нанесены нитридотитановые покрытия толщиной около 5 .

Образцы контактной зоны получены при постоянных толщине среза и скорости резания ,т.е. в условиях, обеспечивающих при значениях угла устойчивый нарост постоянной высоты. В результате проведенных исследований установлено, что покрытие значительно уменьшает предельное значение положительного переднего угла, при котором возможно образование нароста. В частности, высота нароста значительно уменьшается с увеличением переднего угла от 0 до , причем для инструмента с покрытием при нарост уже практически не образуется, в то же время как для пластинок ВК6 без покрытия . Покрытие особенно снижает параметры нароста и по мере уменьшения переднего угла. Указанное свидетельствует о возможности установления такого сочетания свойств покрытия и значения переднего угла инструмента, при которых контактные процессы для твердосплавных инструментов с покрытием и без покрытия будут протекать в аналогичных условиях и приведут к образованию наростов, имеющих одинаковую геометрию. Это особенно важно для работы инструмента с покрытием в условиях, при которых нарост играет положительную роль, в частности при черновой обработке с большими толщинами среза. В этих условиях устойчивый нарост повышает работоспособность инструмента в результате роста фактического переднего угла и защиты контактных площадок инструмента от изнашивания.

Однако возможно и такое сочетание свойств покрытия и величины переднего угла, при которых появление нароста будет исключено при любых условиях процесса резания. Это обстоятельство чрезвычайно важно, когда инструмент используют для чистовых операций.

Снижение прочности сцепления материалов нароста и покрытия должно снизить устойчивость процесса наростообразования. Для подтверждения этого проводили анализ значительного количества микрошлифов образцов с зафиксированными застойными зонами. Результаты исследований полностью подтвердили предположение о неустойчивом наростообразовании для инструментов с покрытием, особенно при резании с увеличенными толщинами среза, а также при использовании инструмента с передними углами более . Это положение было также подтверждено исследованиями параметров виброакустического сигнала при резании Д16.Т. пластинками ВК6 с покрытием и без покрытий. В диапазоне скоростей активного наростообразования () частота и амплитуда виброакустического сигнала для пластинок с покрытием значительно возрастает (до 30%), в то время как при резании на скоростях свыше (зафиксировано полное отсутствие нароста) пластинки с покрытием имели уровень виброакустического сигнала на 20-40% ниже (по амплитуде и частоте).

Очевидно, что неустойчивость процесса наростообразования для твердосплавных инструментов с покрытием неблагоприятно влияет на их работоспособность ввиду плохой сопротивляемости разрушению хрупких монослойных покрытий.

Для выяснения характера разрушения покрытий различной толщины в этих условиях непосредственно в зоне подошвы нароста были проведены исследования с использованием электронно-сканирующего микроскопа. Из пластинки ВК6, имеющей определенное время наработки (), приготовляли образцы с полностью сохраненным покрытием на контактных площадках, с которых удаляли остатки нароста. Режимы резания при этом были: . Через этот короткий промежуток времени относительно толстый слой TiN (порядка ) практически полностью покрыт сеткой хрупких трещин непосредственно под наростом. Такое покрытие в дальнейшем не способно выполнять свои «функции», и его влияние на работоспособность твердосплавного инструмента будет незначительным. Кроме того, стохастический характер хрупкого разрушения покрытия за счет развития магистральной трещины и ее ветвления может привести к сильному увеличению разбросов стойкости и, таким образом, снизить надежность инструмента.

Указанный процесс трещинообразования наблюдается и для покрытий TiN меньшей толщины, однако интенсивность этого процесса заметно снижается. Для покрытий толщиной порядка процесс трещинообразования проявляется незначительно. Однако тонкие покрытия плохо сопротивляются элементарным актам абразивного изнашивания. В указанных условиях наиболее удовлетворительно работают покрытия толщиной порядка , при которых обеспечивается максимальное повышение стойкости.

На основе анализа фрактограмм хрупкого разрушения монослойных покрытий и рентгеноструктурных исследований можно объяснить причины роста склонности монослойных нитридотитановых покрытий к хрупкому разрушению при развитии магистральной трещины и ее ветвления по мере роста толщины.

В условиях неустойчивого наростообразования контактные площадки инструмента с покрытием подвергаются воздействию знакопеременных напряжений имеющих большую амплитуду и частоту колебаний. В этом случае большое значение имеет способность покрытия сопротивляться усталости и развитию хрупких трещин. С увеличением толщины покрытия наряду с ростом его хрупкости, возрастает также количество различных дефектов покрытия. Эти дефекты действуют в большем объеме, что приводит к увеличению вероятности появления опасного дефекта, приводящего к разрушению. Немаловажную роль играет сильное отличие свойств покрытия и твердого сплава, особенно модулей упругости и сдвига , коэффициента Пуассона. С увеличением толщины покрытия () возрастают сжимающие остаточные напряжения, которые могут достигать . Если учесть, что на границе раздела покрытие - твердосплавная матрица эти напряжения возрастают, то становится очевидной большая вероятность возникновения на границе раздела первичной хрупкой трещины, ее распространения по объему покрытия и выхода на свободную поверхность. При высоком уровне напряжений сжатия, действующих в объеме покрытия, выход трещины на поверхность приводит к «краевым эффектам» и изгибу локального объема покрытия. Для повышения работоспособности твердосплавного инструмента с покрытием в условиях наростообразования необходимо:

1) создание покрытий гетерогенного типа, значительно лучше сопротивляющихся хрупкому разрушению в условиях магистральных трещин;

2) создание условий, стабилизирующих наростообразование или исключающих этот процесс;

3) создание промежуточного слоя между покрытием и твердосплавной матрицей, сглаживающего резкое отличие их свойств, а также повышающего сопротивляемость твердосплавной матрицы термопластическому деформированию;

4) создание многослойных композиционных покрытий, отвечающих требованиям «третьей» среды, т.е. имеющих в своем составе слои, соответствующие свойствам твердосплавной матрицы, и слои обеспечивающие высокую сопротивляемость износу в условиях знакопеременных напряжений и адгезионно-усталостных процессов.

Покрытие Ti(C,N)+Al₂O₃+TiN, нанесенное на пластину из твердого сплава VCGX фирмы САНДВИК-МКТС полностью отвечает этим требованиям.

Резюмируя данные по исследованию влияния покрытия на процесс наростообразования, можно сделать важные практические выводы.

1. Роль покрытия как фактора, снижающего внешнее трение, в условиях наростообразования существенно нивелируется и проявляется главным образом в формировании фактической геометрии инструмента, которая и оказывает влияние на контактные характеристики процесса резания.

2. Покрытие существенно снижает параметры нароста-его высоту и длину подошвы во всем диапазоне исследованных условий процесса резания, уменьшает величину фактического переднего угла, причем эта тенденция возрастает по мере увеличения толщины покрытия и снижения значения переднего угла.

3. Покрытие уменьшает диапазон скоростей резания, при которых формируется нарост. Во всем диапазоне исследованных условий процесса резания твердосплавными пластинками с нитридотитановым покрытием происходит неустойчивое наростообразование. Оно сопровождается повышенным уровнем вибраций, действием знакопеременных напряжений на локальные объемы покрытия, непосредственно прилегающие к подошве нароста.

4.3 Формирование поверхностного слоя деталей инструментом с покрытием

Формирование поверхностного слоя деталей в процессе обработки резанием зависит от многих факторов и является сложным процессом, определяемым параллельно действующими механизмами упрочнения и разупрочнения в результате происходящих в поверхностном слое пластических деформаций и воздействия теплового потока. При использовании режущих инструментов с покрытием уменьшается термомеханическая напряженность процесса резания. Уменьшается также интенсивность теплового потока в направлении обработанной поверхности детали. Это приводит к снижению уровня остаточных напряжений, степени наклепа, а также к уменьшению вероятности структурно-фазовых превращений обрабатываемой поверхности детали.

Важнейшими показателями качества поверхностного слоя детали является степень и глубина наклепа поверхностного слоя.

В табл.4.6 представлены результаты статической оценки глубины упрочненного слоя поверхности детали, изготовленной из Д16.Т.

Таблица 4.6 Статистический анализ параметров, характеризующих глубину упрочненного слоя детали из Д16.Т. после обработки твердосплавными резцами

Инструментальный материал		Количество измерений	Глубина упрочненного слоя,
			Диапазон измерения	Среднее значение
1	2	3	4	5	6
ВК6	4700	24	1.25-2.66	2.21	7.23
VCGX	4400	15	1.97-2.33	2.19	5.48

Полученные данные свидетельствуют о значительном влиянии покрытия на формирование поверхностного слоя. Хотя глубина упрочненного слоя изменяется слабо, однако значительно стабилизируются его параметры. Это происходит вследствие снижения термомеханической напряженности поверхностного слоя. При этом уменьшаются силы резания и снижается температура, процесс пластической деформации протекает в более стабильных условиях.

На рис. 4.6 и 4.7 представлены результаты исследований качества поверхностного слоя деталей при точении Д16.Т. (НВ120).

Рис. 4.6 Зависимость шероховатости , глубины наклепанного слоя от скорости (): 1-ВК6; 2- VCGX.

Рис.4.7 Распределение остаточных напряжений при точении сплава Д16.Т. (НВ120) твердосплавной пластиной(): 1-ВК6; 2- VCGX.

Из анализа данных, приведенных на рис. 4.6 и 4.7, следует, что значительное повышение качества поверхностного слоя происходит как в результате снижения шероховатости обработанной поверхности, так и снижения глубины упрочненного слоя. При этом наблюдается более благоприятное распределение остаточных напряжений.

Выводы:

1. Значительное изменение условий внешнего трения приводит к формированию зон пластического и упругого контактов, геометрия которых определяется составом, структурой и свойствами покрытия. В частности, значительно уменьшается длина пластического и полного контактов, сужается область главных пластических деформаций.

5. Роль покрытия как фактора, снижающего внешнее трение, в условиях наростообразования существенно нивелируется и проявляется главным образом в формировании фактической геометрии инструмента, которая и оказывает влияние на контактные характеристики процесса резания.

6. Покрытие существенно снижает параметры нароста-его высоту и длину подошвы во всем диапазоне исследованных условий процесса резания, уменьшает величину фактического переднего угла, причем эта тенденция возрастает по мере увеличения толщины покрытия и снижения значения переднего угла.

7. Покрытие уменьшает диапазон скоростей резания, при которых формируется нарост. Во всем диапазоне исследованных условий процесса резания твердосплавными пластинками с нитридотитановым покрытием происходит неустойчивое наростообразование. Оно сопровождается повышенным уровнем вибраций, действием знакопеременных напряжений на локальные объемы покрытия, непосредственно прилегающие к подошве нароста.

8. Значительное повышение качества поверхностного слоя происходит в результате снижения шероховатости обработанной поверхности и снижения глубины упрочненного слоя.

5. Разработка управляющей программы обработки детали

деталь корпус заготовка резание

Все большее число отечественных машиностроительных предприятий перевооружает свой парк оборудования. О причинах, вызвавших к жизни этот процесс, сказано немало, так что, не повторяясь отметим лишь одно: в результате модернизации производства на наших предприятиях растет число современных многофункциональных станков с ЧПУ.

Ко всем преимуществам станков с ЧПУ остается добавить, что сами по себе станки даже с ЧПУ, - это набор механизмов, которыми нужно правильно управлять. Речь, прежде всего, идет об управляющих программах (УП) для станков с ЧПУ.

Методы получения этих программ могут быть разными - от написания вручную до использования CAM систем. В нашем случае для разработки управляющей программы не используется CAM система, т. к. не существует сложных обрабатываемых поверхностей. Для проверки программы используется программа 3D-Viawe, которая поставляется с программным (ПО) обеспечением станка.

3D-Viawe - программный комплекс для визуализации процесса обработки на станках с ЧПУ, проверки и оптимизации управляющих программ в любых форматах. Самая важная и главная задача этого ПО - выявить и исключить, до начала реальной обработки, возможность столкновения рабочих органов станка. Таких ситуаций может быть немало и, чтобы их исключить, необходимо использование программных комплексов для визуализации всего процесса обработки, одной из таких программ и является 3D-Viawe.

5.1 Характеристика детали с позиции подготовки УП

Деталь корпус представляет собой тонкостенное тело вращения сложной геометрической формы с элементами резьб, и сложным криволинейным пазом. Для моделирования корпуса было использовано программное обеспечение Компас-3D.

5.2 Использование программного обеспечения SINUMERIK 810/840D

Описание программного обеспечения SINUMERIK 810/840D заключается в описании функционала. Функциональный спектр системы управления организован в 6^ти операционных зонах:

1. Machine (станок);

2. Parameter (параметр);

3. Program (программа);

4. Services (сервис);

5. Diagnosis (диагностика);

6. Start-Up (пуско-наладка).

Данные 6 операционных зон отображены в главном меню в горизонтальном ряду экранных клавиш и предназначены для выполнения той или иной функции, обзор операционных зон представлен в таблице 5.2.1.

Таблица 5.2.1. Обзор операционных зон.

Операционная зона	Выполняемые функции
Machine (станок);	Отработка управляющей программы обработки детали, ручной режим управления станком.
Parameter (параметр);	Редактирование данных для программ: смещение нулевой точки, данные инструментов и их коррекция.
Program (программа);	Создание и адаптация УП обработки детали.
Services (сервис);	Считывание/вывод программ и данных.
Diagnosis (диагностика);	Дисплей тревог и сервисной информации.
Start-Up (пуско-наладка).	Настройка данных ЧПУ для станка, системные установки.

5.3 Подбор режущих инструментов и его кодирование

Учитывая технологию обработки детали, о которой говорилось ранее необходимо использовать следующие инструменты для обработки детали:

1. Проходной упорный резец;

2. Расточной резец;

3. Наружный резьбовой резец;

4. Внутренний резьбовой резец;

5. Фреза;

6. Отрезной резец.

Измерение данных резца

Система ЧПУ должна использовать для позиционирования вершину резца, а не базовую точку резцедержателя. Каждый инструмент, используемый для обработки, должен быть измерен. Необходимо измерить расстояния в направлениях обеих осей X и Z между вершиной резца и базовой точкой N резцедержателя (рис. 5.3.1, а). В регистре инструментов сохраняются измеренные коррекции на радиус (рис. 5.3.1, б) и позиция резца (рис. 5.3.1, в). Номер коррекции может быть любым номером регистра, но должен определяться вызовом инструмента в программе.

а) б) в)

Рис. 5.3.1. Измерение координат вершины резца (а), режущая часть с закруглением по радиусу R (б) и позиции вершины резца (в).

Пример.

Коррекция на длину инструмента в позиции 4 револьверной головки сохранена как коррекция номер 4. Вызов инструмента в программе осуществляем функцией Т4 D1. Адрес Т означает функцию инструмента, он образован от первой буквы английского слова Тool, которое переводится на русский язык как инструмент. Цифра после адреса Т определяет позицию инструмента в револьверной головке, цифра после D определяет номер коррекции, относящийся к этой позиции. Коррекции на длину инструмента может осуществляться автоматически, а радиус резца и позицию резца устанавливают вручную. Ввод радиуса и позиции резца требуется только при использовании коррекции на радиус. Позиция режущего инструмента должна быть введена обязательно.

Измеряют следующие размеры инструмента: L1 в направлении оси X в абсолютных значениях от точки N, в радиусе (рис. 5.3.1, а), L2 в направлении оси Z в абсолютных значениях от точки N, и R - радиус вершины резца (рис. 5.3.1, б). Должна быть известна позиция резца в револьверной головке.

В поле «offset wear» устанавливается коррекция на износ инструмента после нескольких рабочих циклов. Введенные коррекции на длину добавляются или вычитаются из геометрических данных инструмента с приращением.

Х+/-...приращение в диаметре к геометрическому значению,

Z+/-...приращение к геометрическому значению по оси Z

R+/-... приращение к геометрическому значению радиуса.

Для определения позиции вершины резца следует посмотреть на инструмент с точки его закрепления на станке (рис. 5.3.1, в). Для станков, в которых инструмент находится под (перед) вращающейся заготовкой (например, станок TURN 50/55) необходимо использовать значения в скобках, так как для указанного станка положительное направление оси Х направлено в противоположную сторону.

Описание рабочего окна коррекции инструмента

На рис. 5.3.2 изображено окно операционной зоны «Параметры - коррекция инструмента», которое содержит следующие данные:

· Номер Т - при помощи данного номера выполняется вызов инструмента (номер гнезда в револьверной головке).

· Номер D - номер коррекции на инструмент. Инструмент может иметь несколько номеров коррекции (например, левый и правый угол резца).

· Число кромок - количество номеров D для инструмента.

· Тип инструмента - данный номер определяет тип инструмента.

· Положение резца - позиция вершины резца по рис. 5.3.1, в.

· Геометрия - размеры инструмента.

· Износ - отклонение от геометрического значения.

· База - размеры инструментальной оправки, в которой зажат инструмент.

Рис. 5.3.2. Операционная зона «Параметры - коррекция инструмента».

Назначение экранных клавиш, изображенных в окне «Параметры - коррекция инструмента» (см. рис.2):

· Т+, Т- - переход к следующему или предыдущему номеру инструмента;

· D+, D- - переключение на следующий или предшествующий номер коррекции на инструмент;

· Удалить - удаление инструмента из списка или удаление коррекции для текущего инструмента, для выполнения команды нажать клавишу «Удалить».

· Переход к - прямой выбор инструмента.

· Обзор - отображение списка инструментов. Расположить курсор на требуемом инструменте и подтвердить выбором клавишей OK.

· Создать - установка нового инструмента или новой коррекции (режущей кромки).

· Определение коррекции - введенные данные коррекции будут добавлены к имеющемуся инструменту.

Вертикальный ряд экранных клавиш окна (рис.3) означает:

Удалить кромку - удаление текущего инструмента и его режущих кромок (коррекций D);

· Удалить инструмент - всегда удаляется режущая кромка с высшим номером D.

Номера D должны быть последовательными, без пропусков, например, инструмент с четырьмя режущими кромками должен иметь коррекции D1, D2, D3, D4 и при нажатии клавиши «Удалить инструмент» только D4 может быть удален. D1 не может быть удален, поскольку для этого следует удалить весь инструмент (инструмент имеет как минимум одну режущую кромку).

· Отмена - выход без удаления.

5.4 Программирование обработки

Управляющая программа (УП) - совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка для обработки конкретной заготовки. УП состоит из кадров, которые в зарубежных системах ЧПУ называются блоками. Кадр (блок) состоит из нескольких слов. Каждое слово (рис. 5.4.1) представляет собой команду и состоит из адреса в виде заглавной буквы латинского алфавита и арифметического числа или последовательности чисел. Число может иметь знак плюс или минус, знак плюс опускается. Адресами являются, например, оси X,Y,Z, скорость шпинделя S, скорость подачи F, радиус круга CR и т.д.

Рис. 5.4.1. Слова и кадр управляющей программы

Адреса бывают модальные и немодальные. Модальные адреса действуют в интервале нескольких блоков, пока не будет введено новое значение под тем же адресом или другой адрес из одной и той же группы адресов. Немодальные адреса действуют только в одном блоке, в котором они запрограммированы. Как только системой ЧПУ блок отработан, действие немодального адреса прекращается.

Каждый блок начинается номером N и заканчивается буквами LF или ПС. В современных станках с ЧПУ буквы LF и ПС не пишут, они воспроизводятся автоматически, если мы меняем строку в управляющей программе.

Чтобы структура блока была по возможности четче, слова в блоке располагают в последовательности: N10 G...X...Y...Z...F...S...T...D...M...H..., где N10 - кадр с номером 10; G - подготовительная функция; X,Y,Z - оси координат; F,S - скорость подачи; T - адрес инструмента; D - адрес коррекции инструмента; М - вспомогательная функция. Точки после каждого адреса отражают место для написания чисел, от значений которых зависит, например, величина перемещения инструмента.

Запись кадров (блоков), содержащих определенные команды исполнительным органам станка, может осуществляться с постоянной или переменной длиной кадра. В первом случае используется максимальная длина кадра, что удлиняет управляющую программу.

В настоящее время наиболее применима в системах ЧПУ запись с переменной длиной кадра как более удобная и краткая. Эта запись возможна при использовании алфавитно-цифровых кодов, в частности, кода ISO-7bit. Этот код является основным для всех отечественных станков с ЧПУ. В этом коде (или его разновидности) работает и большинство зарубежных станков.. Управляющая программа записывается в последовательности ее блоков (кадров), при этом записывается только та геометрическая, технологическая и вспомогательная информация, которая изменяется по отношению к предыдущему блоку.

Для модальных команд применяется правило, согласно которому записанная в данном кадре команда не повторяется в последующих кадрах программы и отменяется лишь другой командой из этой же группы адресов (кодов) или специальной командой, отменяющей все команды данной группы кодов. Немодальные команды, как было отмечено ранее, действуют в пределах лишь одного блока, в котором немодальная команда записана. Поэтому действие немодальной команды прекращается сразу же после окончании отработки системой ЧПУ текущего блока программы.

Требования к написанию кадра управляющей программы.

К написанию кадра УП предъявляют следующие требования:

1. Каждый кадр должен содержать слово «номер кадра». Лишь некоторые устройства ЧПУ позволяют это слово не использовать. Далее в кадре приводятся определенные команды (слова). Завершается кадр символом ПС или LF («конец кадра»). Использование этого символа, как правило, обязательно. При необходимости в кадре указывают символы табуляции. Их проставляют перед любым словом в кадре, кроме слова «номер кадра».

2.Слова в кадре рекомендуется записывать в определенной последовательности: слово (или слова), содержащие код или несколько кодов, относящихся к «подготовительной функции»; слова «размерные перемещения», которые рекомендуется записывать в последовательности символов: X, Y, Z, U, V, W, Р, Q, R, А, В, С; слова «параметр интерполяции или шаг резьбы»: I, J, К; слово (или слова) «функция подачи», которое относится только к определенной оси и должно следовать непосредственно за словом «размерное перемещение» по этой оси. Слово «функция подачи», относящееся к двум и более осям, должно следовать за последним словом «размерное перемещение», к которому оно относится; слово «функция главного движения»; слово (или слова) «вспомогательная функция».

Порядок записи слов с адресами U, V, W, Р, Q, R, слов с адресами D, R, Н должен быть указан в формате конкретного УЧПУ. Значения этих слов и кратность использования их в кадре должны быть указаны в технических условиях на УЧПУ конкретного типа.

В пределах одного кадра не должны повторяться слова «размерные перемещения» и «параметр интерполяции или шаг резьбы» с одной кодовой буквой.

В пределах одного кадра не должны использоваться слова «подготовительная функция», входящие в одну группу кодов.

После символа : - «главный кадр» в кадре должна быть записана вся информация, необходимая для начала или возобновления обработки. В этом случае символ «главный кадру должен записываться вместо символа N в качестве адреса в слове «номер кадра». Символ «главный кадр» может быть использован для останова отработки программы в нужном месте.

При реализации режима «пропуск кадра» (например, для осуществления наладочных переходов при наладке станка и исключения этих переходов после окончания наладки) перед словом «номер кадра» и символом «главный кадр» должен записываться символ LF - «пропуск кадра».

Каждое слово в кадре УП должно содержать: символ адреса (латинская прописная буква); математический знак «плюс» или «минус» (при необходимости); последовательность цифр.

Слова в УП могут быть записаны одним из двух способов:

- без использования десятичного знака (подразумеваемое положение десятичной запятой);

- с использованием десятичного знака (явное положение десятичной запятой).

При записи слов с использованием десятичного знака те из них, в которых десятичный знак отсутствует, должны отрабатываться УЧПУ как целые числа. Незначащие нули, стоящие до и (или) после знака, могут быть опущены, например: запись Х.08 означает размер 0,08 мм по оси X; Х950 - размер 950,0 мм по оси X. Размер, представленный одними нулями, должен быть выражен, по крайней мере, одним нулем. Подразумеваемое положение десятичной запятой должно быть определено в характеристиках формата конкретного УЧПУ.

При записи слов с подразумеваемой десятичной запятой в некоторых УЧПУ в целях сокращения количества информации допускается опускать нули, стоящие перед первой значащей цифрой (ведущие нули). Если форматом УЧПУ допускается опускать последние нули, то ведущие нули в этом случае опускать нельзя. Например, размер оси X, равный 258,300 мм, может быть записан (в зависимости от конкретного УЧПУ) по-разному:

Х00258300 - полная запись, без использования десятичного знака;

Х258300 - опущены ведущие нули; здесь определение размеров ведется от младших разрядов:

Х002583 - опущены последние нули; здесь определение разрядности ведется от ведущих разрядов;

Х258.3 - запись с явной запятой.

Размерные перемещения в кадрах УП указываются или в абсолютных значениях, или в приращениях. Это и определяет использование в кадрах УП подготовительных функций G90 (абсолютный размер) или G91 - (размер в приращениях).

В УП для современных УЧПУ все линейные перемещения обычно указывают в миллиметрах и их десятичных долях. Для УЧПУ ранних моделей линейные перемещения указывались в импульсах. Если линейные перемещения выражены в дюймах, то в УП должна быть записана соответствующая подготовительная функция, указывающая единицу величины. Выражение линейных перемещений в дюймах возможно обычно лишь для станков, снабженных УЧПУ моделей зарубежных фирм.

Угловые размеры в УП для современных УЧПУ выражают в радианах или градусах. Для некоторых элементов станков, например для поворотных столов, угловые размеры выражают в десятичных долях оборота.

Если УЧПУ допускает задание размеров в абсолютных значениях (положительных или отрицательных в зависимости от начала системы координат), то математический знак («плюс» или «минус») является составной частью слова «размерное перемещение» и должен предшествовать первой цифре каждого размера.

Математический знак должен также предшествовать первой цифре каждого размера, указывая направление перемещения, если УЧПУ допускает задание размеров в приращениях. При задании размеров как в абсолютных значениях, так и в приращениях математический знак «плюс» в слове «размерные перемещения» в некоторых УЧПУ допускается опускать. Это определяется форматом кадра.

Безразмерные слова в кадре УП записывают по-разному. Слово «номер кадра» должно состоять из цифр, количество которых должно быть указано в формате конкретного УЧПУ.

Слово (или слова) «подготовительная функция» должно быть выражено кодовым числом.

Основные функции в управляющей программе

Функция подачи определяет скорость подачи (далее - подача). Подачу кодируют числом, количество разрядов которого указано в формате конкретного УЧПУ. Тип подачи, если это допускает УЧПУ, выбирают одной из подготовительных функций: G93 - «подача в функции, обратной времени»; G94 - «подача в минуту»; G95 - «подача на оборот». В современных УЧПУ основным методом кодирования подачи является метод прямого обозначения, при котором применяют следующие единицы величины:

· миллиметры в минуту - подача не зависит от скорости главного движения;

· миллиметры на оборот - подача зависит от скорости главного движения;

· радианы в секунду (градусы в минуту) - подача относится только к круговому перемещению.

Для указания быстрого перемещения в большинстве УЧПУ используется подготовительная функция G00. Если в УЧПУ подача задается кодовым числом, то большей подаче обычно должно соответствовать большее кодовое число.

В случае, если речь идет о скорости векторного перемещения, не зависящей от скорости главного движения, подача может быть выражена величиной, обратно пропорциональной времени в минутах, необходимому для обработки соответствующего кадра. Тогда подачу принимают равной отношению векторной скорости (выраженной в миллиметрах в минуту) к вектору перемещения по траектории обработки (выраженному в миллиметрах). Однако в современных УЧПУ этот способ представления подачи используют сравнительно редко.

Функция главного движения определяет скорость главного движения. Она также кодируется числом, количество разрядов которого должно быть указано в формате конкретного УЧПУ. Вид функции главного движения (там, где это необходимо и возможно) осуществляется одной из следующих подготовительных функций: G96 - «постоянная скорость резания»; G97 - «обороты в минуту».В современных УЧПУ основным методом кодирования скорости главного движения является метод прямого обозначения, при котором число обозначает частоту вращения шпинделя в радианах в секунду или оборотах в минуту. В некоторых УЧПУ возможно указание скорости резания в м/мин. Обычно это согласуется с функцией G96. Скорость главного движения у некоторых УЧПУ задается кодовым числом, причем обычно большей скорости главного движения соответствует большее кодовое число.

Функция инструмента (Т) используется для выбора инструмента. В ряде УЧПУ слово «функция инструмента» используют и для коррекции (или компенсации) инструмента. В этом случае оно состоит из двух групп цифр: первая используется для выбора инструмента, вторая - для его коррекции. Если для записи коррекции (компенсации) инструмента используется другой адрес, рекомендуется использовать символ D или Н. Количество цифр, следующих за адресами Т, D и Н, должно быть указано в формате конкретного УЧПУ.

Слово (или слова) «вспомогательная функция» (М) во всех УЧПУ выражено кодовым числом. Значение и характер записи зависят от модели УЧПУ.

Классификация подготовительных функций на группы.

Подготовительные функции можно разделить на несколько групп:

G00... G09 - команды общего порядка: позиционирование, линейная или круговая интерполяция, ускорение, замедление, пауза (выдержка);

G10... G39 - особенности обработки, выбор осей, плоскостей, видов интерполяции;

G40... G59 - коррекция размеров инструмента без отсчета, смещение осей;

G60 … G79 - вид и характер работы: точно, быстро;

G80... G89 - постоянные (фиксированные) автоматические циклы;

G90... G99 - особенности задания размеров, режимов обработки.

В каждой из рассмотренных групп имеются резервные команды. Уточненные значения команд с адресом G приводятся в конкретных руководствах по программированию для соответствующих моделей УЧПУ.

При использовании подготовительных функций в различных УЧПУ встречаются разночтения, однако существует общий подход к их применению согласно кодовым значениям. Функция G00 программируется, если необходимо обеспечить линейное перемещение по одной из координат на ускоренной подаче; величина перемещения со знаком указывается в кадре в соответствии с правилом записи.

Смысловое содержание подготовительных функций.

Таблица 5.4.1. Значение G-функции по ГОСТ 20999-83

Код функции	Наименование	Значение подготовительной функции
1	2	3
G00	Быстрое позиционирование	Перемещение в запрограммированную точку с максимальной скоростью (например, с наибольшей скоростью подачи). Предварительно запрограммированная скорость перемещения игнорируется, но не отменяется. Перемещения по осям координат могут быть не скоординированными.
G01	Линейная интерполяция	Вид управления, при котором обеспечивается постоянное отношение между скоростями по осям координат, пропорциональное отношению между расстояниями, на которые должен переместиться исполнительный орган станка по двум или более осям координат одновременно. В прямоугольной системе координат перемещение происходит по прямой линии
G02; G03	Круговая интерполяция	Вид контурного управления для получения дуги окружности, при котором векторные скорости по осям координат, используемые для образования дуги, изменяются устройством управления
G02	Круговая интерполяция. Движение по часовой стрелке	Круговая интерполяция, при которой движение исполнительного органа направлено по часовой стрелке, если смотреть со стороны положительного направления оси, перпендикулярной к обрабатываемой поверхности
G03	Круговая интерполяция. Движение против часовой стрелки	Круговая интерполяция, при которой движение исполнительного органа направлено против часовой стрелки, если смотреть со стороны положительного направления оси, перпендикулярной к обрабатываемой поверхности
G04	Пауза	Указание о временной задержке, конкретное значение которой задается в УП или другим способом. Применяется для выполнения тех или иных операций, протекающих известное время и не требующих ответа о выполнении
G06	Параболическая интерполяция	Вид контурного управления для получения дуги параболы, при котором векторные скорости по осям координат, используемые для образований этой дуги, изменяются устройством управления
G08	Разгон	Автоматическое увеличение скорости перемещения в начале движения до запрограммированного значения
G09	Торможение	Автоматическое уменьшение скорости перемещения относительно запрограммированной при приближении к запрограммированной точке
От G17 до G19	Выбор плоскости	Задание плоскости таких функций, как круговая интерполяция, коррекция на фрезу и др.
G41	Коррекция на фрезу - левая	Коррекция на фрезу при контурном управлении. Используется, когда фреза находится слева от обрабатываемой поверхности, если смотреть от фрезы в направлении ее движения относительно заготовки
G42	Коррекция на фрезу - правая	Коррекция на фрезу при контурном управлении. Используется, когда фреза находится справа от обрабатываемой поверхности, если смотреть от фрезы в направлении ее движения относительно заготовки
G43	Коррекция на положение инструмента - положительная	Указание, что значение коррекции на положение инструмента необходимо сложить с координатой, заданной в соответствующем кадре или кадрах
G44	Коррекция на положение инструмента - отрицательная	Указание, что значение коррекции на положение инструмента необходимо вычесть из координаты, заданной в соответствующем кадре или кадрах
G53	Отмена заданного смещения	Отмена любой из функций G54,..., G59. Действует только в том кадре, в котором она записана
Oт G54 до G59	Заданное смещение	Смещение нулевой точки детали относительно исходной точки станка
G80	Отмена постоянного цикла	Функция, которая отменяет любой постоянный цикл
От G81 до G89	Постоянные циклы	Программирование постоянных циклов
G90	Абсолютный размер	Отсчет перемещения производится относительно выбранной нулевой точки
G9I	Размер инкремент.	Отсчет перемещения производится относительно предыдущей запрограммированной точки
G92	Установка абсолютных накопителей положения	Изменение состояния абсолютных накопителей положения. При этом движения исполнительных органов не происходит
G93	Скорость подачи в функции, обратной времени	Указание, что число, следующее за адресом F, равно обратному значению времени в минутах, необходимому для обработки
G96	Постоянная скорость резания	Указание, что число, следующее за адресом S, равно скорости резания в метрах в минуту. При этом скорость шпинделя регулируется автоматически в целях поддержания запрограммированной скорости резания
G97	Обороты в минуту	Указание, что число, следующее за адресом S, равно скорости шпинделя в оборотах в минуту

Функциональное назначение команд содержащих адрес М.

Функции с адресом М, называемые вспомогательными, определяют режим и условия работы станка и УЧПУ. Они кодируются от G00 до G99. За каждой из функций закреплено стандартом определенное значение (табл. 5.4.2). В конкретных УЧПУ значение тех или иных функций может отличаться от рекомендуемых стандартом, это оговаривается конкретной методикой программирования.

Таблица 5.4.2. Значение М-слова по ГОСТ 20999-83

Код функции	Наименование	Значение вспомогательной функции
1	2	3
М00	Программируемый останов	Останов без потери информации по окончании отработки соответствующего кадра. После выполнения команд происходит останов шпинделя, охлаждения, подачи. Работа по программе возобновляется нажатием кнопки
М01	Останов с подтверждением	Функция аналогична М00, но выполняется только при предварительном подтверждении с пульта управления
М02	Конец программы	Указывает на завершение отработки УП и приводит к останову шпинделя, подачи и выключению охлаждения после выполнения всех команд в кадре. Используется для приведения в исходное состояние УЧПУ и (или) исполнительных органов станка
М03	Вращение шпинделя по часовой стрелке	Включает шпиндель в направлении, при котором винт с правой нарезкой, закрепленный в шпинделе, входит в заготовку
М04	Вращение шпинделя против часовой стрелки	Включает шпиндель в направлении, при котором винт с правой нарезкой, закрепленный в шпинделе, выходит из заготовки
М05	Останов шпинделя	Останов шпинделя наиболее эффективным способом. Выключение охлаждения.
М06	Смена инструмента	Команда на смену инструмента вручную или автоматически (без поиска инструмента). Может автоматически отключить шпиндель охлаждения
М07	Включение охлаждения №2	Включение охлаждения №2 (например, масляным туманом)
М08	Включение охлаждения №1	Включение охлаждения №1 (например, жидкостью)
М09	Отключение охлаждения	Отменяет М07 и М08
М10	Зажим	Относится к работе с зажимным приспособлением подвижных органов станка
М11	Разжим	То же
М19	Останов шпинделя в заданной позиции	Вызывает останов шпинделя при достижении им определенного углового положения
М30	Конец информации	Приводит к останову шпинделя, подачи и выключению охлаждения после выполнения всех команд в данном кадре. Используется для установки в исходное состояние УЧПУ и (или) исполнительных органов станка. Установка в исходное положение УЧПУ включает в себя возврат в себя возврат к символу «начало программы»
М49	Отмена ручной коррекции	Функция, указывающая на отмену ручной коррекции скорости подачи и (или) скорости главного движения и о возвращении этих параметров к запрограммированным значениям.
М59	Постоянная скорость шпинделя	Поддержание постоянным текущего значения скорости шпинделя независимо от перемещения исполнительных органов станка и задействованной функции G96

Примечание: остальные значения вспомогательных функций стандартом не определены.

Создание управляющей программы

Принцип работы SINUMERIK 810D/840D.

Работа SINUMERIK 810D/840D организована в 6 меню, так называемых операционных зон:

1) Machine(станок)

2) Parameter(параметр)

3) Program(программа)

4) Services(сервис)

5) Diagnosis(диагностика)

6) Start-UP(пуско-наладка)

Для создания управляющей программы, для изготовления детали “Корпус” воспользуемся операционной зоной- Program(программа). Для этого в главном меню, выберем пункт ПРОГРАММА (вызвать его можно используя клавишу F3), откроется подменю, которое предлагает следующие пункты:

1)Детали (F1)

2)Программы обработки детали(F2)

3)Подпрограммы(F3)

4)Стандартные циклы(F4)

5)Циклы пользователя(F5)

6)Буфер(F6)

Выбираем пункт 1-Детали, в этом пункте находится список раннее созданных и сохранённых программ, а так же есть возможность создать новую программу.

Для этого воспользуемся пунктом «создать» который находится в крайнем правом вертикальном ряду команд. В этом пункте предлагается ввести название детали:

Нажимаем ОК и убеждаемся в появлении нашей детали в списке созданных ранее деталей.

Далее делаем двойной щелчок левой кнопкой мыши по созданному нами названию детали т.е. “ Откроется окно в котором нужно создать непосредственно программу и под программу. KORPUS”.

Для этого нажимаем пункт создать в правой колонке, после чего вводим название программы и выбираем тип MPF

Так как обработка этой детали будет происходить и по контурам то необходимо их создать и затем их вставить в управляющую программу, делается это с помощью цикла в нашем случае воспользуемся циклом 95 т.е. обработка по контуру.

Создаем контур для наружной обточки. Для этого нажимаем пункт создать в правой колонке, после чего вводим название контура и выбираем тип MPF

Нажимаем ОК, и убеждаемся в наличии созданного контура. Делаем двойной щелчок левой кнопкой мыши по созданному названию, откроется редактор в котором осуществляется буквенно-числовой ввод последовательности команд.

Мы же будем создавать контур с помощью свободного программирования контура, задается он путём геометрического построения в специальном редакторе, для этого выбираем меню “поддержка” в строке команд, затем в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “новый контур”.

Программирование контура начинается с определения начальной точки, вводим координата по Z=0 по X=18 и нажимаем ввод элемента.

Затем в соответствии с чертежом детали создается весь контур.

Первая линия нашего контура это линия под углом 45° ”фаска” для её создания в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “произвольная прямая”, и вводим координаты конечной точки нашей прямой(X=19, Z=-0,5), координатами начала является начальная точка, и нажимаем ввод элемента.

Следующей частью нашего контура является горизонтальная прямая, для её создания в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “горизонт. прямая”, и вводим координаты конечной точки нашей прямой только по Z, (Z=-8), координатами начала является конечная точка предыдущего элемента точка, и нажимаем ввод элемента.

Следующей частью контура является вертикальная прямая, для её создания в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “вертикал. прямая”, и вводим координаты конечной точки нашей прямой только по X обращая внимание на предельные отклонения этого размера, (X=20,97), координатами начала является конечная точка предыдущего элемента точка, и нажимаем ввод элемента.

Следующей частью контура является горизонтальная прямая, для её создания в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “горизонт. прямая”, и вводим координаты конечной точки нашей прямой только по Z, (Z=-63.5), канавки Ш20,5 в контуре выполнять не будем, они будут выполнены отдельно и другим инструментом, координатами начала является конечная точка предыдущего элемента точка, и нажимаем ввод элемента.

Следующей частью контура является вертикальная прямая, для её создания в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “вертикал. прямая”, и вводим координаты конечной точки нашей прямой только по X, (X=24,8), координатами начала является конечная точка предыдущего элемента точка, и нажимаем ввод элемента.

Следующей частью контура является горизонтальная прямая, для её создания в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “горизонт. прямая”, и вводим координаты конечной точки нашей прямой только по Z, (Z=-71), координатами начала является конечная точка предыдущего элемента точка, и нажимаем ввод элемента.

Завершает контур всегда вертикальная прямая, необходимая для обозначения диаметра заготовки, в нашем случае диаметр заготовки 30мм, для её создания в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “вертикал. прямая”, и вводим координаты конечной точки нашей прямой только по X, (X=30), координатами начала является конечная точка предыдущего элемента точка, и нажимаем ввод элемента.

Завершаем программирование контура нажатием кнопки “Ввод”

Таким же образом создаем второй контур для внутренней расточки.

Нажимаем ввод. Данные контуры при необходимости можно просмотреть в буквенно-числовом выражении, а так же последовательность выполнения каждого кадра.

Далее создаем программу обработки.

Выбираем ПРОГРАММА>СОЗДАТЬ>ТИП(MPF)

Делаем двойной щелчок левой кнопкой мыши по созданному названию, откроется редактор в котором осуществляется буквенно-числовой ввод последовательности команд!

Окно ввода команд выглядит так:

Для создания цикла обработки по контуру (цикл 95) выбираем меню “поддержка” в строке команд, затем в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “обтачив.”

Затем в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “обраб. резанием”

Заносим все необходимые данные в таблицу и нажимаем “ОК”

Для нарезания резьбы используют цикл 97, выбираем меню “поддержка” в строке команд, затем в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “Резьба”

Затем в правом вертикальном ряду команд выбираем пункт “Нарезание резьбы ”

Заносим все необходимые данные в таблицу и нажимаем “ОК”

Далее заносим необходимые команды:

G90 G54

G0 X50 Z100

T11 D1

M4 S2000

G0 X50 Z150

G0 X32 Z0

G1 X12 F0.05

G0 X50 Z150

T8 D1

G0 X50 Z50

M3 S1200

G0 X12 Z2

CYCLE95('KONT2_1',0.5,0.07,0.07,0,0.1,0.1,0.05,11,0,0,0)

G0 X50 Z50

T1 D1

G0 X50 Z50

G0 X12 Z2

CYCLE95('KONT2',0.5,0.05,0.05,0,0.1,0.05,0.05,7,0,0,0)

G0 X50 Z50

T11 D1

G0 X50 Z150

M4 S2000

G0 X32 Z3

CYCLE95('KONT1',1.3,0,0,0.05,0.1,0.05,0.05,9,0,0,0)

G0 X50 Z150

T10 D1

G0 X50 Z150

M3 S1200

G0 X22 Z-24

G1 X21 F0.05

G1 X20.5 F0.025

G1 Z-43.1

G1 X20.8 F0.05

G1 X22 F0.1

G0 X22 Z-55.5

G1 X21 F0.1

G1 X20.5 F0.025

G1 Z-61.6

G1 X22 F0.1

G0 X27

G0 X30

G0 X50 Z150

T3 D1

G0 X50 Z100

M3 S700

G0 X19 Z2

CYCLE97(0.5,,1,-7,18.92,18.92,0,0,0.306,0.05,0,0,6,4,1,1,0)

G0 X50 Z150

T6 D1

G0 X17 Z100

M3 S700

G0 X17 Z2

CYCLE97(0.5,,1,-5,16.48,16.48,0,0,0.306,0,0,0,6,3,4,1,0)

G0 X50 Z100

SPOS=0

G0 C0

G0 X50 Z100

T5 D1

SETMS(2)

G0 X50

G0 X27 Z-38.5

M3 S1500

G1 X21 F0.2

G1 X20.5 F0.005

G1 X20.5 Z-40.5

G1 X19.5 Z-38.5

G1 X18.5 Z-40.5

G1 X17.5 Z-38.5

G1 X16.5 Z-40.5

G1 X15.5 Z-38.5

G1 X14 F0.005

G1 Z-40.5 F0.025

G1 C-12 F0.15

G1 C-123 Z-35.5 F0.1

G1 C-135 F0.15

G1 Z-35.6 F0.025

G1 C-123 F0.3

G1 C-12 Z-40.6 F0.3

G1 C0.1 F0.3

G1 Z-38.5 F0.05

G1 X27 F0.3

G0 X50 Z100

SETMS(1)

G90 G54

G0 X50 Z100

T10 D1

M3 S1200

G0 X27 Z150

G0 X27 Z-65

G1 X18 F0.02

G0 X25.5

G0 Z-66

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-67

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-68

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-69

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-70

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-71

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-72

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-73

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-74

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-75

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-76

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-77

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-78

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-79

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-80

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-81

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-82

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G0 Z-83

G1 X18 F0.05

G0 X25.5

G1 X17.82 F0.05

G1 Z-65

G1 X24.6

G2 X24.8 Z-64.9 CR0.1

G1 X25

G0 X30 Z-65

G0 X50 Z150

T3 D1

M3 S700

G0 X50 Z150

G0 X35 Z-66

G0 X19

CYCLE97(0.75,,-66,-72,17.9,17.9,0,0,0.46,0.02,0,0,4,3,1,1,0)

G0 X30

G0 X50 Z150

T10 D1

G0 X50 Z150

M3 S1200

G0 X27 Z-71

G0 X18.5

G1 X16.5 F0.02

G1 X18 Z-70.25 F0.02

G1 Z-71 F0.1

G1 X13.5 F0.05

G0 X30

G0 X50 Z150

M30

В дальнейшем программы можно выбирать из списка ранее созданных программ и контур.

После завершения создания программы, есть возможность смоделировать движение инструмента, и определить траекторию его движения, а также определить время на изготовление детали.

Для этого в списке программ выбираем двойным щелчком мыши программу обработки, откроется окно ввода команд, в нижней строке команд выбираем “Моделирование”

Откроется окно моделирования. В нижней строке есть команды старта и сброса моделирования, так же есть функция “Отдельный кадр” позволяющая моделировать траекторию инструмента пошагово. В правом столбце находятся команды с помощью которых можно изменять масштаб, что позволяет более детально рассмотреть необходимые участки траектории движения инструмента.

Для возврата в меню ввода команд необходимо нажать кнопку “Редактор”

Также есть возможность смоделировать наглядную обработку, для этого в программу встроен 3D-симулятор, попасть в него можно нажав, кнопку “3D-просмотр”, в нижней строке команд, находясь в окне ввода команд программы.

Открыто окно 3D-симуляции.

В правом столбце команд выбираем “заготовка”, для того чтобы настроить параметры 3D заготовки.

Вводим все необходимые размерные значения заготовки и нажимаем “ОК”

В правом столбце команд выбираем “инструменты”.

Из предоставленного списка типа инструментов выбираем необходимые инструменты, выделяем нужный тип инструмента и выделяем гнездо в которое хотим его вставить, в правом столбце нажимаем кнопку “ячейку инс-та” для инструмент встает в гнездо. Таким образом вставляем все инструменты необходимые для обработки.

Окно 3D-симуляции с заготовкой.

Запускаем обработку кнопкой “старт”.

Переход 1:Растачивание согласно контуру.

Обработанные поверхности окрашиваются в цвет инструмента.

Переход 2:Наружное точение согласно контуру.

Переход 3:Нарезание внутренней резьбы М17х0,5 резьбовым резцом.

Переход 4:Нарезание наружной резьбы М19х0,5 резьбовым резцом.

Переход 5: обработка криволинейного паза, концевой фрезой.

Переход 6: Обработка детали за буртом отрезным резцом.

Переход 7: Нарезание резьбы М18х0,75 резьбовым резцом.

Переход 8: Отрезка готовой детали.

Для возврата в меню ввода команд необходимо нажать кнопку “Редактор” в нижней строке команд.

Далее выбираем созданную программу к использованию в станке, и нажимаем пуск.

6. Организационная часть

6.1 Исходные данные на проектирование механического участка

Таблица 6.1.1. Номенклатура изделий, выпускаемых на участке.

Участок №1
Наименования и номер детали	Масса детали, кг.	Масса заготовки, кг.	Трудоемкость, ч.
Корпус (01.11.11.00.001)	0,04	0,089	0,24
Подшипниковый щит (01.11.20.00.006)	0,016	0,024	0,105
Корпус (01.12.00.00.021)	0,024	0,036	0,18
Гайка (01.12.00.00.002)	0,007	0,017	0,034
Гайка (01.11.20.00.005)	0,009	0,022	0,038
Колпачок (01.11.20.00.004)	0,012	0,021	0,21
Итого:	0,108	0,209	0,81

Таблица 6.1.2.

Обозначение и наименование	Величина
Трудоемкость на 1 комплект по участку №1 С_р1, ст. час	0,81
Годовая программа N, шт.	5450
Действительный фонд времени работы станка при 1 сменной работе F_ДО, час.	2007
Планируемый коэффициент выполнения норм	1
Средний коэффициент загрузки оборудования К_и.ср.	0,8
Расход материалов на 1 комплект, кг.:
- Отливки дюралевые	0,174
- прокат	0,035
Суммарная масса готовых деталей в комплекте, кг.:
- Отливки дюралевые	0,092
- прокат	0,016

6.2 Расчет количества единиц оборудования и площади, занимаемые участком токарных станков с ЧПУ

Расчётное количество станков

где - суммарная станкоемкость по участку; N - годовая программа запуска детали или комплекта; F_д - эффективный фонд времени оборудования (F_д=2016 часов).

Подставив соответствующие значения, получим:

Таблица 6.2.1

Номер участка:	Количество станков:
Участок 1 С_р1	1,86

Таблица 6.2.2 Состав оборудования на основном производственном участке

Группа станков	% к общему количеству	Количество станков в группе
Токарные с ЧПУ	100	2
Итого:231	100	2

6.3 Расчет площади участка

Расчет производственной площади:

где - удельная площадь на единицу оборудования, м²; - удельная вспомогательная площадь (проходы и проезды) на единицу оборудования, м².

Таблица 6.3.1

Обозначение и наименование	Величина
F_пр1 - площадь участка №1, м²	72

6.4 Определение состава и численности работающих на участке многофункциональных токарных станков с ЧПУ

В работе участка многофункциональных токарных станков с ЧПУ задействованы:

- производственные рабочие;

- вспомогательный персонал;

- инженерно-технические работники;

- младший обслуживающий персонал.

Расчет количества производственных рабочих проводим по формуле:

где Ф_Д - действительный годовой фонд времени работы станка; Ф_ДР - действительный годовой фонд времени рабочих, ч.

где Ф_ДР - номинальный годовой фонд времени рабочего (Ф_Р= 250 дней в году); К_Р - величина коэффициента, учитывающего время отпусков, невыходов рабочего (К_Р = 0,85 при отпуске 24 дня);

С_ПР - количество станков, шт.; К_З - коэффициент загрузки станков; К_М - коэффициент многостаночного обслуживания;

Количество производственных рабочих в цехе составляет 4 человека.

Для выполнения вспомогательных работ требуются вспомогательные рабочие. Они составляют 25-35% от основных производственных рабочих:

Инженерно-технические работники (ИТР) составляют 10-12% от общего числа работающих:

Младший обслуживающий персонал (МОП) составляет 2-3% от общего числа работающих:

Численность работающих на участке многофункциональных токарных станков с ЧПУ представлена в табл. 6.4.1.

Таблица 6.4.1. Структура численности работающих на участке

Категории работающих	Численность работающих на участке	Процент к общему числу работающих
Основные производственные рабочие	2	40
Вспомогательные рабочие	1	20
Рабочие ИТР	1	20
Рабочие МОП	1	20
ВСЕГО	5	100

6.5 Планировка участка

Участок по производству деталей входящих в состав бормашины представляет собой быстропереналаживаемую линию. В нее входят многофункциональные станки с ЧПУ токарной группы в количестве 5 шт.

Участок длиной 12000 мм, шириной 6000 мм, общей площадью 72 м². станки на участке расположены в один ряд, между станками предусмотрены проходы для их наладки и ремонта.

На проектируемом участке цеха нет необходимости в использовании мостовых кранов, так как на нем не обрабатываются крупные изделия, кроме того, бескрановые здания дешевле, чем крановые.

7. Безопасность и экологичность

7.1 Общее положение

Деятельность человека является предметом научной дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» (БЖД). Безопасность жизнедеятельности человека представляет собой объект (цель) этой дисциплины. Деятельность человека осуществляется в условиях техносферы (производственной зоны) или окружающей природной среды, т.е. в среде обитания. В научной теории БЖД, таким образом, важнейшими понятиями являются: среда обитания, деятельность, опасность, риск и безопасность.

Среда обитания окружающая человека среда; обусловленная в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство. Производственная среда (зона) состоит из составляющих ее элементов: предметы труда, средства труда, продукты труда и др.

Деятельность активное (сознательное) взаимодействие человека со средой обитания, результатом которого должна быть ее полезность для существования человека в этой среде. Влияние деятельности включает в себя цель, средство, результат и сам процесс деятельности. Формы деятельности разнообразны.

Жизненный опыт человека показывает, что любой создаваемый вид деятельности должен быть полезен для его существования, но одновременно деятельность может быть источником негативных воздействий или вреда, приводит к травматизму, заболеваниям, а порой заканчивается и полной потерей трудоспособности или смертью. Вред человеку может наносить любая деятельность: работа на производстве (трудовая деятельность), различные виды отдыха, развлечения и даже деятельность, связанная с получением знаний. Человеческая практика, таким образом, дает основание утверждать, что любая деятельность потенциально опасна. Аксиома о потенциальной опасности любой деятельности положена в основу научной проблемы обеспечения безопасности человека. Эта аксиома имеет по меньшей мере два важных вывода, необходимых для формирования систем безопасности невозможность разработать (найти), абсолютно безопасный вид деятельности человека (например, рассматривая производственную деятельность человека, невозможно создать абсолютно безопасную технику или технологический процесс); ни один вид деятельности не может обеспечить абсолютную безопасность для человека (нулевых рисков не бывает).

Опасность это процессы, явления, предметы, оказывающие негативное влияние на жизнь и здоровье человека. Все виды опасностей (негативных воздействий), формируемых в процессе трудовой деятельности, разделяют в соответствии с ГОСТ 12.0.003 74 на следующие группы: физические, химические, биологические и психофизиологические (социальные).

Опасные и вредные физические факторы: движущиеся машины и механизмы; различные транспортно-подъемные устройства и перемещаемые грузы; незащищенные подвижные элементы производственного оборудования (приводные и передаточные механизмы, режущие инструменты, вращающиеся и перемещающиеся приспособления и др.); отлетающие частицы обрабатываемого материала и инструмента; электрический ток; повышенная температура поверхностей оборудования и обрабатываемых материалов и т. д.

Вредными для здоровья физическими факторами являются: повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; высокие влажность и скорость движения воздуха; повышенные уровни шума, вибраций, ультразвука и различных излучений тепловых, ионизирующих, инфракрасных и др.; запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, недостаточная освещенность рабочих мест, проходов и проездов; повышенная яркость света и пульсация светового потока.

Химические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия на организм человека подразделяются на следующие группы: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие (вызывающие аллергические заболевания), канцерогенные (вызывающие развитие опухолей), мутагенные (действующие на половые клетки организма). В эту группу входят многочисленные пары и газы: пары бензола и толуола, оксид углерода, сернистый ангидрид, оксиды азота, аэрозоли свинца и др., токсичные пыли, образующиеся, например, при обработке резанием бериллия, свинцовистых бронз, латуней и некоторых пластмасс. Сюда относятся также агрессивные жидкости (кислоты, щелочи), которые могут причинить химические ожоги кожного покрова при соприкосновении с ним.

Биологические опасные и вредные производственные факторы: микроорганизмы (бактерии, вирусы и т. д.) и макроорганизмы (растения и животные), воздействие которых на работающих вызывает травмы или заболевания.

Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы: физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное напряжение, перенапряжение анализаторов слуха и др.).

7.2 Методы и средства защиты

Для снижения уровней шума до допустимых на рабочих местах отдельных производственных цехов и участков можно рекомендовать следующие основные мероприятия:

а) применение оборудования с пониженной шумностью (или ограничение шума оборудования и замена шумных технологических процессов на менее шумные);

б) виброизоляция оборудования с динамическими нагрузками;

в) снижение шума систем отопления, технологической и общеобменной вентиляции;

г) применение комплекса строительно-акустических мероприятий по снижению шума, изложенных ниже.

При разработках проектов производственных цехов и участков или при их реконструкции в первую очередь необходимо предусматривать там, где это возможно, мероприятия, направленные на снижение шума в источнике его образования, или путем применения звукоизолирующих кожухов для наиболее шумного оборудования и его отдельных узлов. Выполнение этих мероприятий позволит в некоторых случаях обойтись без специальных строительно-акустических мероприятий по снижению шума в цехах.

При составлении технологических планировок производственных участков и цехов необходимо выделять наиболее шумное оборудование в отдельные звукоизолированные помещения (типа боксов на одну или две-три единицы оборудования, либо в помещения типа общих залов).

Для помещений, защищаемых от шума, следует применять ограждающие конструкции (перекрытия, стены, двери, ворота, окна) с требуемой звукоизоляцией. Вспомогательное оборудование, а также машинные залы, насосные, вентиляционные камеры следует размещать в изолированных от основных цехов помещениях. При установке оборудования с динамическими нагрузками должны быть предусмотрены мероприятия по его виброизоляции. Это необходимо для устранения передачи в соседние помещения вибраций и звука по строительным конструкциям здания (структурного шума). Передачу структурного шума в другие помещения можно снизить также путем ослабления жесткости связей между источниками вибраций и строительными конструкциями здания за счет устройства разрывов в конструкциях здания и применения самостоятельных фундаментов с устройством акустических швов под оборудование с динамическими нагрузками.

Во всех, особенно шумных цехах и на участках, где на рабочих местах шумных технологических процессов невозможно снизить шум строительно-акустическими методами, не повлияв на сам технологический процесс, рекомендуется применять средства индивидуальной защиты от шума по ГОСТ 12.4.051 87. Выбор тех или иных строительно-акустических мероприятий по защите от шума, определение необходимости и целесообразности их применения производятся на основе анализа шумовых характеристик оборудования, предусмотренного проектом, а также размеров, конструктивных особенностей (наличия фонарей, ферм и т. п.). И акустических характеристик помещений, в которых оно размещено. В проектах промышленных зданий должны быть отражены все мероприятия по снижению шума.

Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний, как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума механические, аэродинамические и электрические явления, определяемые конструктивными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэродинамического и электрического происхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей.

Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10...15 дБ), зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей деталями из пластмасс:

Снижение аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.

Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин и др. Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается, от специально выполненных массивных ограждений из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение. Уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено переходов колебательной энергии в тепловую благодаря внутреннему трению в звукопоглощающих материалах. Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т.п.).

Средствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы притяжения, правильности ношения. Ушные вкладыши вставляют в слуховой канал уха. Их изготовляют из легкого каучука, эластичные пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10... 15 дБ. В условиях повышенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИ0Т снижают уровень звукового давления на 7...38 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30...40 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц.

Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением, например, замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т.п. Для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты. Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т.п. широко применяют методы виброизоляции. Для этого на пути распространения вибрации вводят упругую дополнительную связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин. В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки вкладыши и прокладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов.

Важным для снижения опасного воздействия вибрации на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья лечебно-профилактические мероприятия, такие как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др. Для защиты рук от воздействия ультразвука при контактной передаче, а также при контактных смазках и т.д. операторы должны работать в рукавицах или перчатках, нарукавниках, не пропускающих влагу или контактную смазку.

Во время ремонта, испытания, отработки режима и налаживания установки, когда возможен кратковременный контакт с жидкостью или ультразвуковым инструментом, в котором возбуждены колебания, для защиты рук необходимо применять две пары перчаток: наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные или перчатки резиновые технические по ГОСТ 12.4.010 - 74. В качестве средств индивидуальной защиты работающих от воздействия шума и воздушного ультразвука следует применять противошумы, отвечающие требованием ГОСТ 12.4.051 87. При разработке нового и модернизации существующего оборудования и приборов должны предусматриваться меры по максимальному ограничению ультразвука, передающегося контактным путем, как в источнике его образования (конструктивными и технологическими мерами), так и по пути распространения (средствами виброизоляции и вибропоглощения). При этом рекомендуется применять:

· дистанционное управление для исключения воздействия на работающих при контактной передаче;

· блокировку, т.е. автоматическое отключение оборудования, приборов при выполнении вспомогательных операций загрузка и выгрузка продукции, нанесение контактных смазок и т.д.;

· приспособления для удержания источника ультразвука или обрабатываемой детали.

Требования безопасности при проведении технологического процесса должны быть предусмотрены в технологической документации.

Мероприятия по обеспечению пожаробезопасности производственных процессов определены ГОСТ 12.1.004-91, взрывобезопасности ГОСТ 12.1.010-76. Производственные здания и сооружения в зависимости от выбранного архитектурно-строительного и объемно-планировочного решения могут влиять на формирование условий труда в части освещения, шума, микроклимата, загазованности и запыленности воздушной среды, производственных излучений. Кроме того, неправильное цветовое или архитектурное решение интерьера приводит к неблагоприятному психологическому воздействию на работающих.

В производственном помещении условия труда зависят от таких факторов, как размещение технологического оборудования, организация рабочего места, используемое сырье и заготовки, готовая продукция. В каждом конкретном случае требования безопасности к производственным помещениям и площадкам формируются исходя из требований действующих строительных норм и правил, утвержденных Госстроем России, а для площадок, кроме того, правил органов государственного надзора.

Уровни опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах должны соответствовать требованиям стандартов безопасности по видам опасных и вредных факторов. Рабочие места должны иметь уровни и показатели освещенности, установленные действующими строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95, утвержденными Госстроем России. В проектируемом РТК уровень освещенности на рабочем месте оператора должен соответствовать 6 разряду зрительных работ (200 лк).

Правильная организация рабочих мест предполагает учет эргономических требований (экономию движений, исключение неудобных поз при обслуживании оборудования и пультов управления, правильную компоновку последних), предусмотренных ГОСТ 12.2.049-80 “Оборудование производственное. Общие эргономические требования”. Одним из перспективных направлений комплексной автоматизации производственных процессов является использование промышленных роботов. При этом между человеком и машиной (технологическим оборудованием) появляется промежуточное звено - промышленный робот, и система приобретает следующую структуру: человек - ПР - машина. В этом случае человек выводится из сферы постоянного (в течение смены) непосредственного контакта с технологическим оборудованием.

Основными руководящими материалами по безопасности РТК являются: “Методические рекомендации по обеспечению безопасности при внедрении ПР...”, утвержденные Минстанкопромом; ГОСТ 12.2.072-82 “Роботы промышленные, роботизированные технологические комплексы и участки. Общие требования безопасности”. В этих документах приводятся требования безопасности к конструкции промышленных роботов, требования безопасности к организации роботизированных технологических комплексов и участков, а также требования по обеспечению безопасности труда в процессе эксплуатации роботизированных систем.

Необходимость проведения мероприятий по снижению шума на действующих предприятиях определяется на основании измерений уровней звукового давления на рабочих местах и сравнении этих уровней с допустимыми по нормам L_доп, а на проектируемых предприятиях - на основании проведенного акустического расчета.

Расчет требуемого снижения шума в помещении промышленного предприятия.

Определение требуемого снижения шума производится на основании акустического расчета. Расчет включает:

1) выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;

2) выбор расчетных точек в помещении, для которых производится акустический расчет, и определение допустимых уровней звукового давления L_доп.для точек;

3) определение ожидаемых уровней звукового давления L в расчетных точках до осуществления мероприятий по снижению шума с учетом снижения уровней звуковой мощности L_pпо распространению шума;

4) определение снижения уровня звукового давления в расчетных точках;

5) выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения уровней звукового давления в расчетных точках;

6) расчет и проектирование шумоглушащих, звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций (глушителей, экранов, звукопоглощающих облицовок, звукоизолирующих кожухов).

Проведем проверочный расчет уровня шума для рабочего места.

В начале расчета необходимо выявить все источники шума в производственных помещениях, обратив особое внимание на самые мощные источники, поскольку именно они создают повышенный шум в помещениях. В нашем случае источниками шума являются 3 токарных станка с ЧПУ. Примем уровень звуковой мощности L_p= 69 дБ.

Расчетные точки при акустических расчетах следует выбирать внутри помещений на рабочих местах или в зоне постоянного пребывания людей на высоте 1,5 м от уровня пола или рабочей площадки. В помещение с источниками шума следует выбирать не менее двух расчетных точек. Первую расчетную точку выбирают на рабочем месте, а вторую в зоне постоянного пребывания людей, не связанных с работой оборудования (мастеров, наладчиков и др.).

Допустимый уровень звукового давления L_доп. в расчетной точке определяем по СНиП 2.2.4/2.1.8.56296.

На среднегеометрической частоте 1000 Гц, L_доп.= 75 дБ.

Ожидаемый октавный уровень звукового давления определяют по формуле:

L=L_p+10 lg ( Ф/S+4/В),

где L_p_-октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ; Ф фактор направленности источника шума (ориентировочно принимаем значение Ф =1); S площадь полусферы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку, м².

Габариты станка 1,17м*1,62м=1,89 м²;

Так как расстояние расчетной точки (r, м) от акустического центра источника шума равно удвоенному габаритному максимальному размеру источника (521,89), то принимаем

S = 2 r ²,

S = 23,14 3,57²= 22,4 м²;

эмпирический поправочный коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля и принимаемый в зависимости от отношения расстояния r к габаритному максимальному размеру источника. По графику находим, что при l_max r, =1;

В постоянная помещения, м², определяемая по формуле:

B = В₁₀₀₀ = V/20,

где V объем помещения, м³, частотный множитель (определяется по таблице).

B =1171/20 = 8,55 м².

Тогда подставляя полученные значения в формулу (1) получим:

L = 69 +10 lg (11/22,4+4/8,55) = 58 дБ.

Требуемое снижение уровней звукового давления L_тр определяется по формуле:

L_тр=LL_доп.дБ,

Подставляя выше полученные данные в формулу (4) получим:

L_тр= 5875 = 17 дБ.

Так как L не превышает L_доп., принятия мер для снижения уровня звукового давления не требуется.

8. Экономическая часть

В данном дипломном проекте проектируется участок обработки деталей бормашин, а в частности, «Корпус». Необходимо выбрать оборудование для реализации этого проекта. Так как деталь цилиндрическая, следовательно, необходимо использовать токарный станок, но у нее также присутствует криволинейный паз, встает необходимость в использовании фрезерного станка.

В данном разделе предлагается рассмотреть экономическое обоснование выбора оборудования.

Исходные данные.

Таблица 8.1. Тарифы на энергетические услуги.

Наименование	Величина
Цена 1 м² производственной площади, т. р.	18,0
Цена 1 кВт•ч электроэнергии, р.	2,43
Цена сжатого воздуха за 1000 м³, р.	224,83
Вода горячая за 1 Гкал, р.	822,66
Вода холодная за 1 м³, р.	17,47
Вода холодная за 1 м³, р. (технологическая)	4,0
Пар за 1 Гкал, р.	822,66

Таблица 8.2. Тарифная сетка заработной платы основных рабочих.

Разряд	1	2	3	4	5	6
Часовая тарифная ставка руб./час	30	36,0	42,0	48,0	54,0	60,0
Тарифный коэффициент КTi	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0

Таблица 8.3. Номенклатура изделий, выпускаемых на участке.

Участок №1
Наименования и номер детали	Масса детали, кг.	Масса заготовки, кг.	Трудоемкость, ч.
1	2	3	4
Корпус (01.11.11.00.001)	0,04	0,089	0,24
Подшипниковый щит (01.11.20.00.006)	0,016	0,024	0,105
Корпус (01.12.00.00.021)	0,024	0,036	0,18
Гайка (01.12.00.00.002)	0,007	0,017	0,034
Гайка (01.11.20.00.005)	0,009	0,022	0,038
Колпачок (01.11.20.00.004)	0,012	0,021	0,21
Итого:	0,108	0,209	0,81

8.1 Определение величины инвестиций в основные фонды

Таблица 8.4. Ведомость затрат на технологическое оборудование, тыс.руб.

№	Оборудование	Кол-во оборудования, C_прiшт.	Оптовая цена, Ц_опт, тыс. р.	Стоимость оборудования, C_пр*Ц_опт, тыс. р.	Мощность двигателя, N_дв, кВт	Суммарная мощность, N_дв*C_прi, кВт
В основном производстве.
1.	Токарные с ПУ	2	1200	2400	5	10
	Итого:	2	-	2400	-	10
В вспомогательном производстве.
1.	Верстак	1	15	15	-	-
	Итого:	1	-	15	-	-
	Всего:	3	-	2415	-	10

Таблица 8.5. Капитальные вложения в основные производственные фонды

	Виды основных фондов	Стоимость, тыс. руб.	Норма амортизации, %	Годовая амортизация тыс. руб.
1	Здания и сооружения	1296	3,3	42,77
2	Станочное оборудование	2400	22	528
3	Энергетическое оборудование	40	13	5,2
4	Подъёмно-транспортное оборудование (3% от стоимости станков)	72	10	7,2
5	Инструмент и приспособления (10% от стоимости станков)	240	14	33,6
6	Производственный и хозяйственный инвентарь(5% от стоимости станков и зданий)	184,8	18	33,26
	Итого:	4232,80		650,03

8.2 Определение численности рабочих по категориям

Определение фонда рабочего времени дано в табл. 8.6.

Таблица 8.6. Годовой действительный фонд времени одного среднесписочного рабочего.

№ п/п	Состав фонда рабочего времени	Обозначение	Дни	Часы
1	2	3	4	5
1	Календарный фонд	t1	365
2	Нерабочие дни	t2	101
3	Номинальный фонд времени	t3	264
4	Целодневные невыходы:	Н	38,5
	- отпуска	О	24,0
	- по болезни	Б	10,5
	- в связи с выполнением государственных и общественных обязанностей	Г	4,0
5	Явочный фонд времени	Я	225,5	1804
6	Продолжительность рабочего дня в часах	N		8
7	Внутрисистемные потери	В		4
8	Эффективный фонд рабочего времени одного рабочего за год	Фд		1800
9	Средняя продолжительность рабочего дня	Фд:Я		7,98

Количество основных рабочих в проектируемом участке составляет 2 человека.

В соответствии с этим по табл. 7.7 и 7. 8 выбираем количество вспомогательных рабочих и сводим все в таблицу.

Таблица 8.7. Состав и численность вспомогательных рабочих.

№ п/п	Профессия	Разряд рабочего	Численность по норме	Списочная численность
1	Контролёры	4	1	1
	Всего:		1	1

Таблица 8.8. Состав и численность ИТР, служащих и МОП

№ п/п	Должность	Кол-во ИТР, служащих, МОП, чел.	Оклад, руб.	Сумма за месяц, Руб.
	ИТР
1	Мастера	1	7000	11200
	МОП
1	Уборщица производственных помещений	1	4900	6200
	Итого:	1		6200
	Всего:	2		23400

8.3 Расчет фонда заработной платы

Таблица 8.9. Тарифный фонд заработной платы основных рабочих

Наименование	Трудоемкость, ст./ч.	Разряд работ	Часовая тарифная ставка, р.	Тарифный фонд заработной платы, т. р.
Участок станков с ЧПУ	0,81	4	48	211,8
Итого:	0,81			211,8

Расчёт дополнительной заработной платы.

Дополнительная заработная плата состоит из доплат до часового, дневного и месячного (годового) фонда заработной платы.

В доплаты до часового фонда входят:

· доплаты не освобожденным бригадирам за руководство бригадой;

· доплаты за работу в ночное время и праздничные дни;

· доплаты за обучение учеников.

Величина доплат может быть принята на уровне 12% к основной заработной плате.

Часовой фонд заработной платы равен сумме основной заработной платы сдельщиков и повременщиков и доплат до часового фонда.

Дневной фонд заработной платы образуется из часового фонда и доплат до дневного фонда (доплаты подросткам, обусловленные сокращением рабочего дня, оплаты перерывов в работе кормящим матерям). Данные доплаты по отношению к часовому фонду составляют 3%.

Годовой (месячный) фонд заработной платы включает дневной фонд и доплаты до годового (месячного) фонда заработной платы, в которые входят: оплата очередного и дополнительного отпусков, невыходов по причине выполнения государственных и общественных обязанностей; выходные пособия уходящих на службу в армию, военные училища и т.п. Эти доплаты по отношению к дневному фонду в среднем составляют 6%.

Результаты расчета фонда заработной платы основных производственных рабочих сведены в табл. 8.10.

Таблица 8.10. Расчет фонда заработной платы основных рабочих.

№ п/п	Элемента фонда заработной платы	Сумма, тыс. р.
1	Тарифный фонд заработной платы	211,8
2	Премии (60% от п.1)	127,8
3	Основная заработная плата (п.1+п.2)	338,8
4	Доплаты до часового фонда з/п (12% от п.1)	25,4
5	Часовой фонд заработной платы (п.3+п.4)	364,2
6	Доплаты до дневного фонда з/п (3% от п.5)	18,21
7	Дневной фонд заработной платы (п.5+п.6)	382,4
8	Доплаты до годового фонда з/п (6% от п.7)	22,9
9	Годовой фонд заработной платы (п.7+п.8)	405,3
10	Дополнительный фонд заработной платы (п.9?п.3)	66,5
11	Процент дополнительной заработной платы (п.10/п.3)•100%	19,6%

Расчёт заработной платы вспомогательных рабочих.

Основной фонд заработной платы вспомогательных рабочих определяется так же, как и фонд заработной платы основных рабочих.

Дополнительная заработная плата З_доп определяется по формуле

Процент дополнительной заработной платы можно принять на уровне доплат, рассчитанных для основных рабочих (см. табл. 8.9).

Годовой фонд заработной платы вспомогательных рабочих определяется по формуле

Чтобы упростить составление сметы цеховых расходов. расчет сводим в табл. 8.11.

Таблица 8.11. Годовой фонд заработной платы вспомогательных рабочих.

№ п/п	Профессия	Разряд	Часовая тарифная ставка, р./час	Списочное число рабочих	Тарифный фонд зарплаты, тыс. р.	Основной фонд зарплаты, тыс. р.	Дополнительный фонд зарплаты, тыс. р.	Годовой фонд зарплаты, тыс. р.
12	Контролёры	4	48	1	96,3	129,1	35,9	165
	Всего:			1	96,3	129,1	35,9	165

Расчёт фонда заработной платы ИТР, служащих и МОП.

Фонд заработной платы ИТР, служащих и МОП рассчитывается на основе штатного расписания умножением месячного оклада на число месяцев в году. К фонду заработной платы, начисленной по окладам, прибавляется премия из фонда материального поощрения, процент премий устанавливается в размере 60%.

Таблица 8.12. Структура фонда заработной платы работающих.

№ п/п	Категории работающих	Фонд заработной платы, тыс. р.	Удельный вес отдельных категорий в общем фонде зарплаты, %	Средняя месячная заработная плата, тыс. р.
1	2	3	4	5
1	Основные рабочие	405,3	50,3%	16,8
2	Вспомогательные рабочие	165,2	20,5%	13,7
3	ИТР, служащие	140	17,3%	11,6
4	МОП	95	11,7%	7,9
	Всего:	805,5	100,00%	13,4

8.4 Расчет себестоимости продукции

Себестоимость всей готовой продукции, производимой на участке, состоит из прямых и косвенных затрат. В состав прямых затрат на производство входят: материальные затраты; покупные комплектующие элементы; топливо и энергия на технологические цели; заработная плата производственных рабочих; отчисления на социальные нужды. К косвенным расходам относятся: затраты на содержание и эксплуатацию оборудования; цеховые расходы; общезаводские расходы; внепроизводственные расходы.

Расчет материальных затрат. К материальным затратам относятся: основные материалы.

Затраты на основные материалы рассчитываются по каждому виду, марке и размерности материала по формуле

См = (У*Цм*Кт-з - Уо*Цо)*N,

где У - норма расхода основного материала на одну деталь, принимается по технологическому процессу либо по действующим нормам базового завода с учетом ужесточения;

- отпускная цена весовой единицы материала;

- коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы при приобретении материалов, принимается равным 1,02 - 1,10;

Уо - количество реализуемых отходов на одну деталь;

- цена весовой единицы отходов;

N - годовой выпуск деталей.

Цены на материалы и отходы следует взяты из расчета отпускных цен базового предприятия. Расчеты потребности и затрат на основные материалы сведены в табл. 8.13

Таблица 8.13. Расчёт затрат на основные материалы.

№	Вид заготовки	Материал	Масса заготовки, кг	Цена, р./кг	Масса детали, кг	Стоимость материала с учётом транспортных расходов, р./кг.	Масса отходов на комплект, кг	Цена реализуемых отходов за 1 кг, р.	Стоимость реализуемых отходов на комплект, р.	Стоимость материала за вычетом отходов, р.
0	1	2	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Отливка	Алюминий	0,11	300	0,064	330	0,057	7	0,39	191,3
2	Прокат	Алюминий	0,035	198	0,025	217,8	0,011	7	0,07	34,3
3	Прокат	Латунь	0,008	250	0,017	275	0,027	12	0,32	24
	Итого:								0,8	251,4

Расчет энергетических затрат.

Затраты на силовую электроэнергию составляют за год:

Зэн = Цэ*Wг,

где Ц - стоимость 1 кВт·ч силовой электроэнергии, (по данным базового предприятия).

W - годовая потребность в силовой электроэнергии, кВт·ч.

Годовая потребность в электроэнергии по производству определяется по формуле:

W=N_двК_NF_дС,

где N_дв - установленная мощность электродвигателя;

К_N - коэффициент учитывающий использование двигателей по мощности, в среднем К_N=0,8;

F_д - эффективный фонд времени работы оборудования;

С - количество оборудования;

Затраты электроэнергии на освещение:

З_осв=1,05 W_осв t_осв S_пл Ц_осв;

где 1,05 - коэффициент, учитывающий дежурное освещение;

W_осв - удельный расход электроэнергии на освещение, принимается равным 0,015 кВт•ч на 1 м² площади (с выключением бытовых и конторских помещений);

t_осв - продолжительность освещения в часах за год (при двухсменной работе 2500 ч.);

S_пл - освещаемая площадь;

Ц_осв - стоимость 1 кВт•ч осветительной энергии.

Затраты на сжатый воздух З, составляют:

Зсж = Цсж*Qг,

где Ц - стоимость 1 м³ сжатого воздуха, руб. (по данным предприятия);

Q - готовая потребность в сжатом воздухе, 1 м³.

Потребность на обдувку станков: количество станков подлежащих обдувке принимается 10-15% от общего количества станков, расход сжатого воздуха 1,5-2 м³/ч на каждый станок. Потребность на пневматические зажимы: количество станков, на которых применяются пневматические зажимы принимается 15-30% от общего количества станков, расход воздуха - 4 м³/ч.

Затраты на воду З составляют:

На бытовые нужды

Холодная:

З_быт=q*P*Ц_вх,

где Ц_вх - стоимость 1 м³ холодной воды;

q - расход воды на одного работающего, рассчитывается исходя из:

- для хозяйственно-санитарных нужд - 25л на одного работающего в смену;

- для душевых - 40л на работающего;

- для умывальников 3л на процедуру.

P - численность работающих.

Горячая:

З_быт=q*P*Ц_вг;

где Ц_вг - стоимость 1 Гкал горячей воды для бытовых нужд;

q - расход горячей воды на одного работающего в смену, q=0,0035 Гкал;

На производственные нужды:

Зв = Цв*Qв,

где Ц - стоимость 1 м³ воды, руб.;

Q - годовая потребность в воде, м³(0,5 л/ч на 1 станок).

Затраты на пар для отопления.

Зп = Цп*Qп,

где Ц - стоимость 1 Гкал пара, руб. (по данным предприятия);

Q - годовая потребность в паре, т.

где - расход тепла на 1 м³здания, принимается равным 25 - 30 ккал/ч;

- количество часов в отопительном сезоне, можно принять 4320 ч для средней полосы России;

- объем здания V=F_ц•h, м³;

Таблица 8.14. Расчёт затрат на энергию и воду.

№ п/п	Наименование затрат	Сумма, тыс. р.
1	Электроэнергия:
	- силовая	39,191
	- осветительная	4,960
2	Сжатый воздух	0,69
3	Пар	49,755
4	Вода:
	- горячая на бытовые нужды	16,395
	- холодная на бытовые нужды	7,128
	- на производственные нужды	4,032
	Всего:	122,151

Таблица 8.15. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

№ п/п	Статьи	Сумма, тыс. р.
1	2	3
1	Амортизация оборудования и транспортных средств	574
2	Эксплуатация оборудования:
	- годовой ФЗП вспомогательных рабочих	165,2
	- отчисления в единый социальный налог - 26%	42,9
	- вспомогательные материалы (0,2тыс.руб. на 1 станок)	0,4
	- затраты на силовую электроэнергию	39,191
	- затраты на сжатый воздух	0,69
	- затраты на воду на технические цели	4,032
	- прочие затраты (вспомогательные материалы)	252
5	Износ малоценных и быстро изнашиваемых инструментов и приспособлений	23,75
	Итого	1102,1
6	Прочие расходы	27,5
	Всего (Е_об)	1129,6

Таблица 8.16. Смета цеховых расходов

№ п/п	Статьи	Сумма, тыс. р.
1	2	3
1	Содержание цехового персонала
	- заработная плата ИТР, служащих	140
	- отчисления в единый социальный налог - 26%	36,4
2	Амортизация зданий, сооружений и инвентаря	76,03
3	Содержание зданий, сооружений и инвентаря
	- затраты на освещение	4,96
	- затраты на пар для отопления	49,755
	- затраты на воду для бытовых нужд	23,523
	- затраты на материалы	38,88
	- заработная плата МОП	95
	- отчисления в единый социальный налог - 26%	24,7
4	Текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря	25,92
5	Охрана труда	6,5
6	Износ малоценных и быстроизнашивающихся инструментов	23,75
	Итого	519,29
6	Прочие расходы	12,9
	Всего (Е_ц)	532,2

После составления сметы расходов на содержание и эксплуатацию оборудования и цеховых расходов определяют процент косвенных расходов, а именно:

на содержание и эксплуатацию оборудования

333,4%;

цеховые расходы

163,2%,

где Е_об - расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

Е_ц - цеховые расходы;

З_о - основная заработная плата основных рабочих.

8.5 Составление сметы затрат на производство

Все затраты на производство продукции отражаются в общей смете производства. Она охватывает все затраты по производству валовой и товарной продукции.

В смете все расходы группируются по элементам, т.е. по основным первичным видам затрат, к которым можно свести любые затраты (заработная плата, затраты на материалы, топливо и т.д.). Каждый элемент затрат включает в себя все расходы данного вида независимо от их производственного назначения. Так, заработная плата в смете затрат объединяет всю заработную плату работников цеха независимо от того, будет ли она выплачиваться основным или вспомогательным рабочим или ИТР и служащим.

Таблица 8.17. Смета затрат на производство.

№ п/п	Элементы затрат	Сумма, т.р.
1	Основные материалы за вычетом отходов	251,4
2	Вспомогательные материалы	317,2
3	Топливо со стороны	49,755
4	Энергия со стороны	72,396
5	Амортизация основных производственных фондов	650,03
6	Заработная плата работающих (основная и дополнит.)	805,5
7	Отчисления на единый социальный налог - 26% от основной и дополнительной зарплаты	204,9
8 9	Общезаводские расходы Прочие расходы	542,08 108,46
10	Внепроизводственные расходы	15,03
	Итого затраты на производство продукции (полная себестоимость продукции)	3021,24

8.6 Расчет полной себестоимости и цены на деталь и комплект

Калькуляция себестоимости представляет собой расчёт всего комплекса затрат участка, приходящихся на единицу продукции.

Таблица 8.18. Калькуляционные расчеты себестоимости единицы продукции.

№ п/п	Наименование статьи	Комплект Сумма, р.	Деталь Сумма, р.
1	2	3	4
1	Основные материалы за вычетом возвратных отходов	46,14	8,65
2	Покупные комплектующие изделия	-	-
3	Основная заработная плата основных рабочих	62,2	13,8
4	Дополнительная заработная плата основных рабочих	14,4	3,2
5	Отчисления на единый социальный налог (26% от основной и дополнительной зарплаты)	19,9	4,42
6	Расходы на подготовку и освоение производства	-	-
7	Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	207	46
8	Цеховые расходы	101,5	22,5
9	Итого цеховая себестоимость:	451,1	98,5
10	Общезаводские расходы(160)	99,52	22,08
11	Прочие производственные расходы	-	-
12	Производственная стоимость:	550,6	121,5
13	Внепроизводственные расходы	2,75	0,6
14	Полная себестоимость:	553,3	122,1
	Норматив рентабельности	40%	40x%
15	Нормативная прибыль	221,3	48,8
16	Проект оптовой цены:	774,6	170,9
617	НДС	139,4	30,7
118	Отпускная цена предприятия	848,7	187,2

Полная себестоимость выпущенной за год продукции:

С_{п год}=С_п•N=553,3*5450=3015,485 т. руб.

Выручка за год (в оптовых ценах):

В_год=Ц_опт•N=774,6*5450=4221,5 т. руб.

Прибыль за год:

П_год=П_н•N=226,4*5450=1206,08 т. руб.

8.7 Расчёт нормируемых оборотных средств

Норматив оборотных средств W_ср определяется умножением среднесуточного расхода на норму запаса в днях по формуле

где С_з - величина согласно смете затрат на производство по данному виду оборотных средств, тыс.руб.;

D_о - норма запаса оборотных средств в днях;

Т- длительность планового периода в днях, 260 дней.

Таблица 8.19. Нормируемые оборотные средства.

№ п/п	Элементы оборотных средств	Величина по смете на пр-во, тыс. р.	Среднесуточный расход средств тыс. р.	Норма запаса оборотных средств, дни	Норматив оборотных средств, тыс. р.
1	Основные материалы и покупные комплектующие, полуфабрикаты	251,1	0,69	30	20,9
2	Вспомогательные материалы	317,2	0,88	30	26,4
3	Незавершённое производство	151,06	0,41	20	8,39
4	Готовые изделия	3021,24	8,39	10	83,9
5	Прочие материальные ценности	374,06	1,03	30	31,1
	Итого:				170,76

8.8 Технико-экономические показатели проектируемого цеха

Основные результаты производственно-хозяйственной деятельности проектируемого цеха сводим в табл. 8.20

Таблица 8.20. Технико-экономические показатели фирмы (работы участка).

Наименование показателей	Значения показателей
1	2
1. Годовой выпуск продукции в натуральном измерении, компл.	5450
2.Товарная, реализация продукции, в оптовых ценах, тыс. руб. 3. Общая мощность оборудования, кВт	4221,5 10
4. Количество установленных станков, ед.	2
5. Площадь участка
- общая, м²	72
- производственная, м²	50
6. Общее количество работающих, чел.	5
- основные производственные рабочие	2
- вспомогательные рабочие	1
- ИТР, служащие	1
- МОП	1
7. Годовой фонд заработной платы работающих, тыс. руб.	805,5
8. Производственные фонды, тыс. руб.
- основные фонды	4232,80
- нормируемые оборотные средства	170,76
9. Полная себестоимость выпущенной продукции за год, тыс.р.	3015,4
10. Прибыль от реализации, тыс. руб.	1206,08
11. Производительность труда на одного работающего, тыс.руб.	844,3
12. Фондоотдача, руб.	0,99
13. Объем продукции, тыс. руб./год
- с одного м² общей площади	58,6
- с одного м² производственной площади	84,43
14. Загрузка оборудования, %	93
15. Средняя зарплата на одного работающего, тыс.руб./мес.	13,4
16. Норматив заработной платы на 1 руб. продукции, руб.	0,2
17. Расчетная рентабельность производства, %	20,8
18. Срок окупаемости всех капитальных вложений, лет.	4,8

Расчётная рентабельность определяется по формуле

где П - прибыль;

К_ос - стоимость основных фондов;

К_об - стоимость нормируемых оборотных средств.

Вывод:

Рассчитываемый участок является рентабельным, о чём свидетельствует наличие прибыли в сумме 1206,08 тыс.руб. Рентабельность производства составляет 20,8%. Срок окупаемости капитальных вложений 4,8 года, что ниже нормативного значения (5 лет).

Заключение

В данной работе рассматривалась технологическая разработка детали - «Корпус». Данная деталь входит в сборочный узел бормашины, учитывая назначение и технические требования целесообразно изготовить вал из алюминиевого сплава Д16Т.

При разработке, в первую очередь необходимо определить тип производства. При заданной программе выпуска N = 5450 в год и массе детали q = 0,024 кг, из расчетов получаем, что тип производства - среднесерийный.

Выполненные технологические расчеты припусков, режимов резания, нормирования позволили разработать более совершенный техпроцесс и обоснованно назначить норму времени на выполнение операций механической обработки.

Проведенный патентный поиск позволил выбрать наиболее эффективное покрытие твёрдосплавной пластины режущего инструмента. Свойства данного покрытия приведены в научно-исследовательской части.

В части программирование была разработана управляющая программа для изготовления детали «КОРПУС», а также построены циклы обработки с координатами привязки режущего инструмента и заготовки, в дополнение к этому была произведена проверка управляющей программы на наличие правильности выполнения всех переходов и возможности столкновения инструментов, с заготовкой и приспособлением. Проверка не выявила ошибок разработки УП, выполненная обработка полностью соответствует всем техническим требованиям рабочего чертежа.

Спроектирован механический участок по производству деталей изделия бор машина «РЕЛМА», выполнены расчеты необходимого оборудования, производственной площади, численности работающих на участке, разработана компоновка и планировка участка.

Решены вопросы безопасности и экологичности на участке.

Разработанный в данном проекте технологический процесс и выбранные методы организации производства в проектируемом участке экономически эффективны, что подтверждается технико-экономическими показателями участка.

Список использованной литературы

1. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога машиностроителя в 2т. - М.:Машиностроение,1985г.

2. Бабук В.В. Дипломное проектирование по технологии машиностроения - Минск: Высшая школа. 1979г.

3. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов - М. :Машиностроение, 1972г.

4. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения - Минск: Высшая школа, 1983г.

5. Балакшин В.С. Основы технологии машиностроения -М.: Машиностроение, 1966г.

6. Маталин А.А. Технология машиностроения М.: Машиностроение, 1985. - 520 с.

7. Технология машиностроения т.1 /Под ред. А. М. Дальского. -т.2 /Под ред. Г. Н. Мельникова. - М.: МГТУ им.Баумана, 1999.

8. Гусев Г.В., Жарков В.Н., Морозов В.В. Технология машиностроения Учебное пособие к выполнению дипломного проекта - Владимир; ВлГУ, 2005г.

9. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету технология машиностроения - М.: Машиностроение, 1985г.

10. Белкин И.Г. Допуски и посадки -М. :Машиностроение, 1992г.

11. Панов А.А., Аникин В.В., Бойм Н.Г. Обработка металлов резанием : Справочник технолога - М.: Машиностроение, 1988г.

12. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. - М.: Машиностроение, 1974. Ч.1 - 416 с., Ч.2.

13. Гузеев В.И., Батуев В.А., Сурков И.В. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением. - М.: Машиностроение, 2005. 365 с.

14. Гусев В.Г. Программирование обработки деталей на многофункциональных токарных станках с ЧПУ: Методические указания к выполнению лабораторных работ.- Владимир: Владим. Гос. Ун-т, 2009.- 229 с.

15. Расчет припусков и межоперационных размеров в машиностроении. /Под ред. В. А. Тимирязева - М.: Высшая школа, 2004. - 271 с.

16. Марочник сталей и сплавов под ред. В.Г. Сорокина -М.: Машиностроение, 1989г.

17. Корсаков В. С. Станочные приспособления. - М.: Машиностроение, 1978. - 223с.

18. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков - М.: Машиностроение, 1975. 656с.

19. Технология машиностроения в 2-х т. /Под ред. С. Л. Мурашкина. - М.: Высшая школа, 2003.

20. Металлорежущие станки 2005г номенклатурный каталог. /Составитель В. Н. Ярмушевская. - М.: Каталог, 2005.

21. Морозов В.В., Гусев В.Г. Программирование обработки деталей на современных многофункциональных токарных станках с ЧПУ: Учеб. пособие для студентов вузов. - Владимир: Владимир. Гос. Ун-т, 2009. - 236с.

Приложение

Области применения инструмента с покрытиями

Тип покрытия

Обрабатываемые материалы

Инструмент

Нитрид хрома (CrN) 10-30%, нитрид титана (TiN) - остальное.

Нитрид алюминия (AlN) 3-8%, нитрид молибдена (MoN) 2-8%, нитрид хрома (CrN) 2-10%, нитрид кремния (SiN) 0.5-5%, нитрид титана (TiN) - остальное.

1. Нитрид металла IV группы (TiN),

2. Нитрид металла VI группы (CrN).

Хром (Cr) 31-45%, алюминий (Al) 9-13%, соединение металла IVа группы (TiN) - остальное.

Нитрид алюминия (AlN) 0.1-7%; нитрид ванадия, либо нитрид марганца, либо нитрид олова 0.1-8%; нитрид титана (TiN) - остальное.

1. Оксинитрид титана (TiN0,6O0,4)

2. Хром (Cr) 5-30%, нитрид хрома (CrN) - остальное.

1. Комплексный нитрид титана, циркония, гафния (Ti, Zr, Hf)N

2. Твердый раствор нитридов титана и хрома (TixCry)N, где

x + y = 1, y = 0.3-0.5.

САНДВИКМКТС

1. Карбид и нитрид титана (Ti(C,N)),

2. Оксид алюминия (Al2O3),

3. Нитрид титана(TiN).

JP 3-55245 A

1. Оксид алюминия (Al2O3),

2. Карбид титана (TiC) и нитрид титана (TiN).

JP 4-4081 B4

1. Оксид алюминия (Al2O3),

2. Нитрид титана (TiN).

JP 1-246003 A

Карбид титана (TiC) и

нитрид титана (TiN).

Примечание: - применение неэффективно; + применение эффективно; ++ применение наиболее эффективно; 1 - алюминиевые сплавы; 2 - низколегированные стали; 3 - высокоуглеродистые стали; 4 - литейные стали; 5 - коррозионно-стойкие стали; 6 - никельсодержащие сплавы; 7 - жаропрочные сплавы; 8 - титановые сплавы; 9 - чугуны; 10 - высокопрочные чугуны; a - резцы; b - сверла; c - фрезы; d - метчики; e - протяжки.