Разработка ИСУКАП для детали «Вал»

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

ВлГУ.220700.68.05.1.00. ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

ВлГУ.220700.68.02.1.00 ПЗ

 Разраб.

Савченков И.В.

 Провер.

Коростелев В.Ф

 Реценз.

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

 

Разработка ИСУКАП для детали «Вал»

Лит.

Листов

 

Ами-211

Содержание

Содержание 2

Введение 3

1. Патентно - информационный обзор………………………………………………4

2. Разработка датчика контроля процесса металлообработки 7

3. Разработка ИСУКАП для детали «Вал» 17

4. Программное обеспечение………………………………………………………..20

Заключение…………………………………………………………………………..34

Список использованной литературы………………………………………………35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Рост  конкурентоспособности промышленных предприятий на рынке происходит на основе организации и развития менеджмента, способствующего постоянному  и динамичному внутрифирменному контролю качества продукции и возможности  повышения степени удовлетворенности  потребителей.

Теоретические и методические аспекты проблемы качества широко представлены в исследованиях  зарубежных и отечественных экономистов  и нашли свое применение в практике хозяйствования. Примером практического  внедрения идей менеджмента качества может служить формирование с  конца 1980-х гг. системы менеджмента  организации на основе политики в  области качества (MPS). Одной из наиболее продуктивных тенденций совершенствования  менеджмента и бизнеса организаций (в первую очередь, организаций с  неустановившимся менеджментом) стало  применение международных стандартов. Разработанная в соответствии с  требованиями этих стандартов система  менеджмента качества становится концептуальной основой развития и совершенствования  менеджмента предприятий и организаций.

Наблюдаемая тенденция перехода от менеджмента  качества к качеству менеджмента  требует уточнения понятия «качество  менеджмента» и разработки методик  оценки среды качества функционирования предприятия. В современных условиях хозяйствования предприятиям необходима комплексная информационная система  для обеспечения качества управления, приемов и способов его контроля, а также экономической оценки эффективности проводимых мероприятий. Недостаточность научной проработки этих проблем определяет актуальность и значимость исследований, в том числе в данной курсовой работе.[1]

 

1. Патентно-информационный обзор

По теме курсовой работе был проведен патентно - информационный обзор.

1. СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании тел вращения. Способ включает этапы чернового и чистовогошлифования. Деталь устанавливают в центра, выполненные с возможностью свободного перемещения в направлении поперечной подачи, вращают и шлифуют кругами одновременно с двух сторон. Перед обработкой деталь устанавливают относительно линии центров кругов на расстоянии с выполнением условия: B=2  /N₁, где N₁ - номер доминирующей гармонической составляющей погрешности формы, В - угол между продольной осью детали и продольными осями шлифовальных кругов. В процессе чернового шлифования после исправления доминирующей погрешности деталь перемещают в вертикальном направлении с выполнением условия для оставшейся гармонической составляющей погрешности: B=2  /N₂, где N₃ - номер оставшейся гармонической погрешности. Используют круги с участками разной зернистости, которые образуют на рабочей поверхности кругов геометрический рисунок. Шлифование ведут с обеспечением непрерывного контакта с деталью крупнозернистых участков обоих кругов или с обеспечением контакта с разрывом крупнозернистых участков одного круга с деталью и непрерывного контакта с деталью крупнозернистых участков другого круга или с обеспечением контакта с разрывом крупнозернистых участков обоих кругов с деталью. В результате повышается качество и производительность обработки, увеличивается стойкость кругов и улучшаются динамические характеристики процесса. [4]

 

 

2. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА КАСАНИЯ ИНСТРУМЕНТА С ДЕТАЛЬЮ

Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при  обработке деталей, восстановленных  газотермическим напылением. Определяют момент касания шлифовального круга с деталью путем фиксирования механических колебаний в момент их касания. Осуществляют контроль величины нагрузки шлифовального круга в процессе обработки. Для выполнения упомянутых действий используют акселерометр с пьезоэлектрическим датчиком механических колебаний и усилительное устройство. Акселерометр имеет равномерность частотной характеристики в диапазоне от 50 Гц до 20 кГц и чувствительность 8 мВ/g. Порог срабатывания усилительного устройства в момент касания шлифовального круга с деталью составляет 30-35 мВ/g. В результате повышается точность определения указанных параметров, а также качество поверхностей газотермических покрытий при их шлифовании. [5]

 

 

2. Разработка датчика контроля процесса металлообработки

В современных  токарно-фрезерных станках имеется  проблема контроля качества процесса металлообработки. В курсовой работе рассматривается контроль силы резания  при токарной обработке детали (рис.2.1.).

 
Рис.2.1. Чертёж детали.

 

  Режимы резания

При установлении режимов резания учитывается  характер обработки, тип и материал инструмента, его геометрические параметры, материал и состояние заготовки, тип оборудования и другие факторы.

 Расчёт режимов чаще всего ведётся  по следующей схеме t    S    V - Р, т.е. устанавливается глубина резания (t) подача (S), определяется скорость резания (V) и сила резания (Р), по которой рассчитывается потребная мощность станка.

Глубина резания при черновой обработке  назначается по возможности максимальной (чаще всего равную всему припуску на обработку), а при чистовой –  в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача  при черновой обработке выбирается максимально возможной, исходя из жёсткости  и прочности системы: станок-приспособление-инструмент-деталь; мощности станка, прочности режущей  части инструмента и других ограничивающих факторов. При чистовой обработке  принимается во внимание требуемая  степень точности и шероховатости  обработанной поверхности.

Скорость  и силы резания рассчитываются по эмпирическим формулам, устанавливаемым  для каждого вида обработки. Значения коэффициентов и показателей степени, содержащихся в этих формулах даны в справочной литературе и в приложении данного пособия.

Точение

Точение (токарная обработка) - наиболее распространённый метод обработки поверхностей деталей типа тел вращения на токарных станках. Основные виды токарных работ: обработка наружных цилиндрических и конических поверхностей, обработка пазов и уступов, вытачивание пазов и канавок, отрезка заготовок, сверление, зенкерование, развёртывание, нарезание резьб, обработка фасонных поверхностей, накатывание рифлений и др. На рис.2.2. приведена технологическая схема точения.

Рис.2.2. Технологическая схема точения

Вращательное  движение заготовки называется главным  движением резания, а поступательное движение режущего инструмента - движением  подачи.

Подачей (мм/об) называется (рис.4.1) путь, пройденный режущей кромкой инструмента относительно вращающейся заготовки. Подача может быть продольной, если инструмент перемещается параллельно оси вращения заготовки, и поперечной, если инструмент перемещается перпендикулярно этой оси.

Выбранную подачу необходимо скорректировать  по паспорту станка, приняв ближайшую  меньшую ступень и выдержав условие  S_ст ≤ S .

Глубина резания t(мм) определяется (рис.4.1) толщиной снимаемого слоя за один рабочий ход резца, измеренной по перпендикуляру к обрабатываемой поверхности детали.

При черновом точении и отсутствии ограничений  по мощности станка величина t принимается равной припуску на обработку (h); при чистовом точении припуск снимается за два и более проходов на каждом последующем проходе глубина резания устанавливается меньше, чем при предшествующем. При параметрах шероховатости обработанной поверхности R_a=3,2 мкм включительно t=0,5-2,0 мм; при R_a 0,8 мкм, t=0,1-0,4 мм.

При отрезке  и прорезке глубиной резания является ширина главной режущей кромки, которую  можно определить из выражения: b=0,6 D0,5 мм, где D – диаметр отрезаемой детали.

Скорость резания V_p (м/мин) зависит от конкретных условий обработки. На её величину оказывает существенное влияние следующие факторы: стойкость инструмента, физико-механические свойства обрабатываемого материала, подача и глубина резания, геометрические параметры режущего инструмента, наличие смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), температура в зоне контакта инструмента и детали, допустимый износ инструмента и др.

При наружном продольном и поперечном точении а также при растачивании расчётная скорость резания определяется по эмпирической формуле

 

а при отрезании, прорезании и фасонном точении - по формуле

 

где C_v - коэффициент, учитывающий условия резания; Т - период стойкости

инструмента, мин; S - подача, мм/об; K_v - корректирующий коэффициент; m, x, y - показатели степени.

Средние значения периода стойкости Т можно принимать в пределах 60 - 90 мин для резцов из быстрорежущей стали и 90-120 мин для твердосплавного инструмента.

Корректирующий коэффициент определяется по следующей формуле:

,

где К_mv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

К_пv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К_иv - коэффициент, учитывающий материал режущей части резца;

К_ϕ - коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца;

К_r - коэффициент, учитывающий величину радиуса при вершине резца(принимается во внимание только для резцов из быстрорежущей стали).  Коэффициент К_mv рассчитывается:

;

при обработке  сталей

;

при обработке  серого чугуна

;

при обработке  ковкого чугуна

где - предел прочности материала заготовки, Мпа;

НВ - твёрдость  материала заготовки, Мпа.

При обработке  медных сплавов с содержанием  свинца 10% K_mv=4, а с

содержанием свинца 15% K_mv=12,0.

При обработке  силумина с Мпа, НВ60 и дюралюминия =400-500 Мпа, HB100 принимать K_mv=0,8. Если дюралюминий имеет Мпа, НВ<100, а силумин Мпа, НВ65, то K_mv=1,0.

Для проверки возможности реализации V_P на выбранном станке определяется расчётная частота вращения шпинделя n_p 1/мин:

,

где D_o - диаметр заготовки до обработки.

Полученная n_p сравнивается с имеющимися на станке значениями. Если расчётная частота не совпадает с одной из ступеней, то для дальнейших расчётов принимается та ступень (n_ст), которая является ближайшей меньшей к n_p, т.е. должно выдерживаться условие n_ст n_p.

По принятому  значению n_ст определяется фактическая скорость резания V_ф, м/мин:

.

В дальнейших расчётах используются только n_ст и V_ф.

Сила резания Р, Н раскладывается на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Р_z, радиальную P_y и осевую Р_x). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении эти составляющие рассчитываются по формуле:

 

При отрезании, прорезании и фасонном точении t - длина режущей кромки резца.

Поправочный коэффициент К_р представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих условия резания:

 

Главной составляющей силы резания является Р_z, по которой рассчитывается мощность, необходимая для снятия стружки. Поэтому расчётным путём достаточно определить только Р_z, а остальные составляющие можно установить по формулам:

;

 

Осевая  сила Px (сила подачи) сравнивается по паспорту станка с наибольшей допускаемой механизмом подачи и в случае превышения последней, требует повторного расчёта режимов резания.

Мощность резания. Вначале рассчитывается эффективная мощность

резания:

,

Затем определяется потребная мощность на шпинделе станка:

,

 где η_ст - К.П.Д. станка.

Для выводов  об эффективности рассчитанных режимов  для принятого станка устанавливается коэффициент его использования по мощности: