CC BY
23
МАШИНОВЕДЕНИЕ СИСТЕМЫ ПРИВОДОВ И ДЕТАЛИ МАШИН
УДК 621.9.06
ПРИМЕНЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО ОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ЦЕНТРА
ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОРПУСНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ
Е.А. Даниленко, А. С. Ямников
Рассматривается технологический процесс обработки корпусной тонкостенной детали с использованием универсального оборудование, а также с применением вертикального обрабатывающего центра с ЧПУ. Произведен сравнительный анализ трудоемкости, а также представлена визуализация процесса обработки.
Ключевые слова: корпусная тонкостенная деталь, вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ, переход, операция, технологический процесс.
Деталь «Крышка» относится к группе тонкостенных корпусных деталей, которые широко применяются при проектировании огнестрельного оружия. Применение данной детали в узле гранатомета обеспечивает герметичность, жесткость и точность расположения деталей и сборочных единиц.
Для полного представления конструкции детали на рис. 1 показана ЭБ-модель.
Рис. 1. ЗБ-модель детали «Крышка»
Материал детали «Крышка» - 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].
Действующий ранее технологический процесс изготовления детали «Крышка» в филиале АО «КБП» - «ЦКИБ СОО» имеет ряд недостатков: подавляющее число операций с использованием универсальных станков, малопроизводительных, требующих рабочих высокого профиля. Большинство данных операций целесообразно перевести на высокопроизводительные обрабатывающие центры с ЧПУ.
Технологический процесс изготовления детали «Крышка» на универсальном оборудовании включал операции, последовательность которых приведена в табл. 1. Но данная конструкция детали позволяет применить высокопроизводительные обрабатывающие центры с ЧПУ, тем самым сократить штучное время изготовления детали. Снижение трудоемкости произойдет за счет уменьшения транспортных операций, сокращения вспомогательного времени, увеличения скорости резания и т. д. Большинство универсальных операций целесообразно перевести на станки с ЧПУ. Наиболее подходящий станок для этих целей вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ УМС-4020А, с поворотным устройством. Данный станок, с использованием специального приспособления, обладает всеми требованиями и характеристикам для того чтобы произвести выполнение нескольких универсальных переходов за один установ.
Таблица 1
Последовательность операций изготовления детали «Крышка»
_по универсальному технологическому процессу_
Номер операции Наименование операции Содержание Оборудование
05 Заготовтельная 1. Получить заготовку после гибки -
10 Контроль входной 1. Контролировать плоскостность 0,2 мм 2. Контролировать шероховатость -
15 Подготовительная 1. Изготовить вкладыш цеховой -
20 Фрезерная 1. Фрезеровать 2 полки заготовки предварительно с припуском 0,5 мм Вертикально-фрезерный станок УФ-250
25 Слесарная 1. Править заготовку, с выполнением плоскостности 0,2 мм -
30 Фрезерная 1. Фрезеровать две плоскости 2. Фрезеровать полку Вертикально-фрезерный станок УФ-250
35 Слесарная 1. Опилить места обработки -
40 Сверлильная 1. Сверлить отверстие 1 с двух сторон 2. Сверлить отверстие 2 с двух сторон 3. Сверлить отверстие 3 двух сторон 4. Сверлить отверстие 4 с двух сторон 5. Развернуть отверстие 1 с двух сторон 6. Развернуть отверстие 2 с двух сторон 7. Развернуть отверстие 3 с двух сторон 8. Развернуть отверстие 4 с двух сторон 9. Зенковать отверстие 4 Координатно-расточной станок 2Е440А
45 Фрезерная 1. Фрезеровать радиус с одной стороны Вертикально-фрезерный станок УФ-250
50 Фрезерная 1. Фрезеровать радиус с другой стороны Вертикально-фрезерный станок УФ-250
55 Фрезерная 1. Фрезеровать паз предварительно с припуском 0,2 мм 2. Фрезеровать паз окончательно Вертикально-фрезерный станок УФ-250
60 Разметка 1. Разметить окно
65 Сверлильная 1. Сверлить технологическое отверстие для ввода фрезы в окно 1 Координатно-расточной станок 2Е440А
70 Сверлильная 1. Сверлить два технологических отверстия для ввода фрезы в двух окнах 2 и 3 2. Сверлить технологическое отверстие для ввода фрезы в окно 4 Координатно-расточной станок 2Е440А
75 Фрезерная 1. Фрезеровать окно 1 2. Фрезеровать два окна 2 и 3 3. Фрезеровать окно 4 Вертикально-фрезерный станок УФ-250
80 Слесарная 1. Опилить две фаски -
90 Контроль 1. Контролировать геометрические параметры детали -
Разработка технологического процесса начинается с выбора заготовки, которая определяется конструкцией детали. При выборе заготовки нужно учитывать множество факторов: трудоемкость, геометрическая форма, размеры, экономичность производства. В виду специфичности конструкции детали, в данном технологическом процессе, в качестве заготовки используется лист 1,5 мм.
Технологический процесс изготовления детали «Крышка», с применением вертикального обрабатывающий центр с ЧПУ УМС-4020Л, представлен в табл. 2.
Таблица 2
Последовательность операций изготовления детали «Крышка» с применением
станка VMC-4020A
Номер опера- Наименование Содержание Оборудование
ции операции
05 Заготовительная 1. Получить заготовку после гибки -
10 Контроль входной 1. Контролировать плоскостность 0,2 мм 2. Контролировать шероховатость -
15 Подготовительная 1. Изготовить вкладыш цеховой -
20 Фрезерная 1. Фрезеровать полку заготовки предварительно с припуском 0,5 мм Вертикально-фрезерный станок УФ-250
25 Слесарная 1. Править заготовку, с выполнением плоскостности 0,2 мм -
30 Фрезерная с ЧПУ 1. Фрезеровать две плоскости предварительно с припуском 0,2 мм 2. Фрезеровать две плоскости окончательно 3. Центровать 6 отверстий 4. Сверлить отверстие 1 с двух сторон 5. Сверлить отверстие 2 с двух сторон 6. Сверлить отверстие Э двух сторон 7. Развернуть отверстие 1 с двух сторон 8. Развернуть отверстие 2 с двух сторон 9. Развернуть отверстие Э с двух сторон 10. Снять верхний прижим, закрепить лапками по бокам. 11. Центровать отверстие 12. Сверлить отверстие 4 13. Развернуть отверстие 4 14. Зенковать отверстие 4 15. Фрезеровать три окна 1,2 и Э 16. Фрезеровать окно 4 вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ УМС-4020Л
45 Фрезерная 1. Фрезеровать паз Вертикально-фрезерный станок УФ-250
50 Слесарная 1. Опилить две фаски -
55 Контроль 1. Контролировать геометрические параметры детали -
В филиале АО «КБП» - «ЦКИБ СОО» разработка управляющих программ для станков с ЧПУ производится в среде Creo Parametric. На основании нарисованной 3D модели детали «Крышка» составляется управляющая программа для станка с ЧПУ. При помощи встроенной программы визуализации можно просматривать в динамики съем металла и формирование геометрической формы детали с использованием режущего инструмента. Также в данной программе можно просматривать зарезы или превышение металла. На рис. 2 и 3 продемонстрирована визуализация обработки детали «Крышка» на станке с ЧПУ.
В табл. 3 представлен сравнительный анализ норм времени по универсальному технологическому процессу и с применением вертикального обрабатывающего центра VMC-4020A.
Проанализировав таблицу 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.
Для расчета себестоимости возьмем стоимость 1 н\ч=220 руб. Годовой выпуск изделий примем П - 1000 шт.
Эг = (1,7967x220-1,242x220) х 1000 = 122034 руб.
Производство Модель Анализ Аннотации Инструменты Вид Приложения Фрезерование Удаление материала
Рис. 2. Визуализация обработки со снятием металла
Производство Модель Анализ Аннотации Инструменты Вид Приложения Фрезерование
% 3-а. о ■ Ш Й ж % 1гг л |> т ®,1Й1 ^ |Е* а в J ВМ 51ШИ
сгенерировать ^ _ с~ Заг°™вга це6Гр" инс^Ген™ В°трТесторГи-Ие файла-
Выполнить» Править — ...........» - Компоненты ж Настройка станка ' Пррцкс- .............. ...... Проверить -
¡■■И""" ЕЙ№ »]©» II | И 1 ОМ я -1
Рис. 3. Отображение траектории инструмента Сравнительный анализ норм времени
Таблица 3
Универсальный технологический процесс Технологический процесс с применением станка с
ЧПУ
Наименование операции Тшт. Наименование операции Тшт.
1. Заготовительная 0 1. Заготовительная 0
2. Контроль входной 0 2. Контроль входной 0
3. Подготовительная 0 3. Подготовительная 0
4. Фрезерная 0,25 4. Фрезерная 0,15
5. Слесарная 0,05 5. Слесарная 0,05
6. Фрезерная 0,183 6. Фрезерная с ЧПУ 0,917
7. Слесарная 0,033 7. Фрезерная 0,07
8. Сверлильная 0,55 8. Слесарная 0,055
9. Фрезерная 0,133 9. Контроль 0
10. Фрезерная 0,07
11. Фрезерная 0,07
12. Разметка 0,008
13. Сверлильная 0,0167
14. Сверлильная 0,033
15. Фрезерная 0,333
16. Слесарная 0,067
17. Контроль 0
Топер. 1,7967 Топер. 1,242
В результате проведенного сравнительного анализа норм времени, тонкостенной корпусной детали «Крышка», можно сделать вывод о том, что суммарная трудоемкость изготовления детали с применением вертикального обрабатывающего центра VMC-4020A на 33 минуты меньше по сравнению с вариантом универсальной обработки [3], что позволит экономить предприятию 122034 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: 14.03.2019).
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: 14.03.2019).
3. Учебник для учащихся сред. спец. учеб. заведений по курсу Техническое нормирование труда в машиностроении - 2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 256 с.
4. Справочник технолога машиностроителя: в 2 т. под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1986. Т. 1. 656 с.
5. Справочник технолога машиностроителя: в 2 т. под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1986. Т. 2. 496 с.
Даниленко Евгений Анатольевич, ведущий инженер-технолог, danilen-koevgarambler.ru, Россия, Тула, филиал АО "КБП" - "ЦКИБ СОО",
Ямников Александр Сергеевич, д-р техн. наук, профессор, yamnikovasamail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
APPLICA TION OF VERTICAL OPERA TING CENTER FOR TREA TMENT OF CASING
THIN-WALL PARTS
E.A. Danilenko, A.S. Yamnikov
The technological process ofprocessing a thin-walled part with the use of universal equipment is considered, as well as with the use of a vertical CNC machining center. A comparative analysis of labor intensity, as well as a visualization of the processing process.
Key words: body thin-walled part, vertical CNC machining center, transition, operation, technological process.
Danilenko Evgeniy Anatolevich, leading process engineer, danilen-koevgarambler.ru, Russia, Tula, branch of AO "KBP" - "TsKIB SOO",
Yamnikov Alexander Sergeevich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
