CC BY
20
METHODOLOGY FOR ASSIGNING THE OPTIMAL COMBINATION OF PARAMETERS OF THE MODE OF METHODS FOR PROCESSING ELEMENTARY SURFACES WITH MODERN CUTTING TOOLS BASED ON T-Q CHARACTERISTICS OF CUTTING PROCESSES
V.I. Svirschev, A.N. Savlov, S. V. Tarasov
The calculation of the combination of controlled parameters of the cutting mode for various processing methods for the adopted tool life T, providing the optimal material removal rate Q0, has been made. The methodology and maps of the optimal combination of controlled cutting parameters of various processing methods for the adopted tool life have been developed. Maps of the optimal combination of parameters for the processing of elementary surfaces are normative guidelines for technologists in the development of technological processes for the manufacture ofparts and programmers in the development of control programs for multi-operation CNC machines.
Key words: material removal rate, cutting tool, tool life, T-Q characteristic of the cutting process, optimal combination ofprocessing mode parameters.
Svirshchev Valentin Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, svirshev valentinamail.ru, Russia, Perm, Perm National Research Polytechnic University,
Savlov Alexey Nikolaevich, candidate of technical sciences, chief technologist, sav-lova novomet.ru, Russia, Perm, JSC «Novomet-Perm»,
Tarasov Stepan Viktorovich, candidate of technical sciences, docent, tarasovsv100@mail. ru, Russia, Perm, Perm National Research Polytechnic University
УДК 621.9.06
ПРИМЕНЕНИЕ ФРЕЗЕРНОГО ОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ЦЕНТРА С ЧПУ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТОНКОСТЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ
Е.А. Даниленко
Рассматривается сравнительный анализ технологических процессов обработки тонкостенных деталей с использованием универсального оборудования и фрезерного станка с ЧПУ. Разработаны маршрутные технологические процессы. Представлена визуализация процесса обработки для фрезерного станка с ЧПУ. Произведен сравнительный анализ трудоемкости.
Ключевые слова: переход, операция, технологический процесс, тонкостенная деталь, фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ.
При проектировании гражданского и боевого оружия широко применяются тонкостенные детали типа «Снижатель». Применение данной детали в узле огнестрельного оружия обеспечивает герметичность, жесткость и точность расположения деталей и сборочных единиц. Для полного представления конструкции детали на рис. 1 показана её ЭБ-модель.
Модель Анализ Динамическое моделирование Аннотации Инструменты Вид Гибкое моделирование Приложения А Р © * 0
Рис. 1. ЗБ-модель детали «Снижатель»
Материал детали «Снижатель» - лист 1,5 ГОСТ 19904-90 / Сталь 30ХГСА ГОСТ 11268-76. Данная марка представляет собой холоднокатаный листовой прокат из легированной высококачественной стали [1]. Группа стали - хромокремне - марганцовая. Легирующие элементы: углерод (0,28...0,34%), кремний (0,9...1,2%), марганец (0,8... 1,1%), хром (0,8.1,1%) [2].
При изготовлении детали «Снижатель» в филиале АО «КБП» - «ЦКИБ СОО» на универсальном оборудовании возникали следующие трудности: нестабильность получения размеров, большая трудоемкость, необходимость в использовании рабочих высокого профиля. Технологический процесс изготовления детали «Снижатель» на универсальном оборудовании, включал операции, последовательность которых приведена в табл. 1.
Таблица 1
Маршрут изготовления детали «Снижатель» по универсальному _технологическому процессу__
Номер операции Наименование операции Содержание Оборудование
05 Заготовительная 1. Получить заготовку после гибки
10 Контроль входной 1. Контролировать плоскостность 0,2 мм 2. Контролировать угол 90°±30' 3. Контролировать шероховатость
15 Подготовительная 1. Изготовить вкладыш цеховой
20 Фрезерная 1. Фрезеровать базовые поверхности заготовки Вертикально -фрезерный станок УФ-250
25 Слесарная 1. Править заготовку, с выполнением плоскостности 0,2 мм
30 Координатно-расточная 1. Центровать 4 отв. с 2-х сторон 2. Сверлить 4 отв. с 2-х сторон 3. Развернуть 4 отв. с 2-х сторон Координатно-расточный станок 2А430
35 Слесарная 1. Опилить места обработки
40 Фрезерная 1. Фрезеровать 2 радиуса с одной стороны Вертикально-фрезерный станок УФ-250
45 Фрезерная 1. Фрезеровать 2 радиуса с другой стороны Вертикально-фрезерный станок УФ-250
50 Фрезерная 1. Фрезеровать 2 полки с 2-х сторон Вертикально-фрезерный станок УФ-250
Окончание таблицы 1
Номер операции Наименование операции Содержание Оборудование
55 Фрезерная 1. Фрезеровать 2 паза предварительно с припуском 0,2 мм 2. Фрезеровать 2 паза окончательно Вертикально-фрезерный станок УФ-250
60 Разметка 1. Разметить контур с 2-х сторон
65 Фрезерная 1. Фрезеровать по разметки с одной стороны Вертикально-фрезерный станок УФ-250
70 Фрезерная 1. Фрезеровать по разметки с другой стороны Вертикально-фрезерный станок УФ-250
75 Фрезерная 1. Фрезеровать 2 угла Вертикально-фрезерный станок УФ-250
80 Слесарная 1. Опилить места обработки
85 Контроль 1. Контролировать геометрические параметры детали
Анализ данного технологического процесса на технологичность позволил выявить наиболее трудоемкие операции, которые целесообразно перевести на высокопроизводительные обрабатывающие центры с ЧПУ, тем самым сократив штучное время изготовления детали. Наиболее подходящим станком для этих целей является вертикальный фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ ОЦ1И22 с поворотным устройством. При использовании данного станка и специального приспособления можно произвести обработку нескольких универсальных операций за один установ, тем самым снизив общую трудоемкость изготовления детали и увеличить стабильность получения размеров. Трудоемкость снизится за счет увеличения скорости резания, уменьшения транспортных операций, сокращения вспомогательного времени.
При разработке технологического процесса необходимо учитывать множество факторов: специфичность конструкции детали, геометрическая форма, размеры, трудоемкость, экономичность производства. Разработка технологического процесса начинается с выбора заготовки. В данном технологическом процессе, в качестве заготовки используется лист 1,5 мм.
Технологический процесс изготовления детали «Снижатель», с применением фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ ОЦ1И22, представлен в табл. 2.
Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ в филиале АО «КБП» -«ЦКИБ СОО» производится в среде Creo Parametric. Для создания управляющей программы на станок с ЧПУ необходима 3D модель детали, которую разрабатывают конструктора предприятия. На основании конструкторской модели технолог-программист создает технологическую модель, перестроенную в середине допусков на размеры. Затем в среде Creo Parametric создаются переходы движения инструмента, согласно разработанному ранее технологическому процессу. На основании данных переходов технолог выводит управляющую программу детали «Снижатель» для необходимого станка с ЧПУ. В данной среде Creo Parametric имеется возможность просматривать в динамики съем металла и формирование геометрической формы детали с использованием режущего инструмента. Также при помощи встроенной программы можно просматривать зарезы или превышение металла. На рис. 2 продемонстрирована визуализация движения обработки детали «Снижатель» для станка с ЧПУ.
В табл. 3 представлен сравнительный анализ норм времени по универсальному технологическому процессу и с применением фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ - ОЦ1И22.
Проанализировав табл. 3 можно вычислить годовой экономический эффект для предприятия по сл. формуле:
Эг = (С2 - С1) х П,
где П - годовой выпуск изделий; С2 - себестоимость детали по универсальной технологии; С1 - себестоимость детали по технологии с ЧПУ.
352
Для расчета себестоимости возьмем стоимость 1 н\ч=250 руб. Годовой выпуск изделий примем П - 1000 шт.
Эг = (2,191x250-1,467x250) х 1000 = 181000 руб.
Таблица 2
Маршрутный технологический процесс изготовления
детали «Снижатель» с применением станка ОЦ1И22_
Номер Наименование Содержание Оборудование
операции операции
05 Заготовительная 1. Получить заготовку после гибки
10 Контроль входной 1. Контролировать плоскостность 0,2 мм 2. Контролировать угол 90°±30' 3. Контролировать шероховатость
15 Подготовительная 1. Изготовить вкладыш цеховой
20 Фрезерная 1. Фрезеровать базовые поверхности заготовки Вертикально-фрезерный станок УФ-250
25 Слесарная 1. Править заготовку, с выполнением плоскостности 0,2 мм
30 Фрезерная с ЧПУ 1. Фрезеровать контур детали предварительно с припуском 0,2 мм с одной стороны 2. Фрезеровать контур детали окончательно с одной стороны 3. Центровать 2 отверстия с одной стороны 4. Сверлить отверстие 1 с одной стороны 5. Сверлить отверстие 2 с одной стороны 6. Развернуть отверстие 1 с одной стороны 7. Развернуть отверстие 2 с одной стороны 8. Перезакрепить заготовку 9. Фрезеровать контур детали предварительно с припуском 0,2 мм с другой стороны 10. Фрезеровать контур детали окончательно с другой стороны 11. Центровать 2 отверстия 12. Сверлить отверстие 1 с другой стороны 13. Сверлить отверстие 2 с другой стороны 14. Развернуть отверстие 1 с другой стороны 15. Развернуть отверстие 2 с другой стороны Фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ ОЦ1И22
35 Фрезерная 1. Фрезеровать 2 паза предварительно с припуском 0,2 мм 2. Фрезеровать 2 паза окончательно Вертикально-фрезерный станок УФ-250
40 Слесарная 1. Опилить места обработки
45 Контроль 1. Контролировать геометрические параметры детали
Таблица 3
Сравнительный анализ норм времени_
Универсальный технологический процесс Технологический процесс с применением станка с ЧПУ
Наименование операции Тшт. Наименование операции Тшт.
05.Заготовительная 0 05. Заготовтельная 0
10. Контроль входной 0 10. Контроль входной 0
15. Подготовительная 0 15. Подготовительная 0
20. Фрезерная 0,25 20. Фрезерная 0,25
25. Слесарная 0,05 25. Слесарная 0,05
30. Координатно-расточная 0,15 30. Фрезерная с ЧПУ 0,95
35. Слесарная 0,033 35. Фрезерная 0,15
40. Фрезерная 0,25 40. Слесарная 0,067
45. Фрезерная 0,25 45. Контроль 0
50. Фрезерная 0,133
55. Фрезерная 0,15
60. Разметка 0,008
65. Фрезерная 0,35
70. Фрезерная 0,35
75. Фрезерная 0,15
80. Слесарная 0,067
85. Контроль 0
Топер. 2,191 Топер. 1,467
Рис. 2. Отображение движения траектории инструмента
В результате проведенного сравнительного анализа норм времени, тонкостенной корпусной детали «Снижатель», можно сделать вывод о том, что суммарная трудоемкость изготовления детали с применением фрезерного обрабатывающего центра ОЦ1И22 на 43,44 минуты меньше по сравнению с вариантом универсальной обработки [3]. Это позволит экономить предприятию 181000 руб. (при выпуске 1000 деталей) в год.
Список литературы
1. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия (с изменениями N 1, 2, 3, 4, 5). [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-4543-71 (дата обращения: 14.09.2020).
2. ГОСТ 11268-76 Прокат тонколистовой специального назначения из конструкционной легированной высококачественной стали. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3). [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200004034 (дата обращения: 14.04.2020).
3. Морозов И.М., Гузеев И.И., Фадюшин С. А. Техническое нормирование операций механической обработки деталей: учебное пособие. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2005. 65 с.
Даниленко Евгений Анатольевич, заместитель начальника отдела, [email protected], Россия, Тула, Филиал АО «КБП» - «ЦКИБ СОО»
APPLICATION OF VERTICAL OPERATING CENTER FOR TREATMENT OF CASING THIN-WALL PARTS
E.A. Danilenko
A comparative analysis of technological processes of processing thin-walled parts using universal equipment and a CNC milling machine is considered. Route technological processes have been developed. The visualization of the processing process for a CNC milling machine is presented. A comparative analysis of labor intensity has been carried out.
Key words: transition, operation, technological process, thin-walled part, CNC milling center.
Danilenko Evgeny Anatolevich, deputy head of departament, [email protected], Russia, Tula, Branch of JSC «KBP» - «TsKIB SOO»
354
