Организация хранилища данных для дистанционного практикума по программированию с целью анализа языковых предпочтений
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет
(КубГТУ)
Кафедра машиностроения и автомобильного транспорта
Факультет машиностроения и автосервиса
Курсовая работа по дисциплине: «САПР технологических процессов»
На тему: «Разработка информационной базы САПР технологических процессов для внутришлифовальной операции»
Реферат
Объектом исследования является внутришлифовальная операция.
Цель работы - разработка информационной базы для внутришлифовальной операции.
В курсовой работе приведена характеристика внутришлифовальной операции, ее структура как совокупность различных технологических переходов. Определены возможные множества и условия применимости технологического оборудования, оснастки, переходов, режущих и мерительных инструментов в зависимости от элементной структуры обрабатываемой детали и технических требований к качеству обработки детали и ее отдельных поверхностей. Алгоритмизированы операции выбора элементов структуры информационной базы САПР внутришлифовальной операции.
Содержание
Реферат
Введение
. Нормативные ссылки
. Разработка структуры информационной базы по проектированию технологической операции
.1 Характеристика технологической операции
.2 Определение множества применимого технологического оборудования
.3 Определение множества применимой технологической оснастки
.4 Определение множества применимых технологических переходов
.5 Определение множества применимых по переходам режущих инструментов
.6 Определение множества применимых по переходам средств измерения и контроля
. Разработка условий применимости типовых технологических решений
.1 Разработка условий применимости технологического оборудования
.2 Разработка условий применимости технологической оснастки
.3 Разработка условий применимости технологических переходов
.4 Разработка условий применимости режущих инструментов
.5 Разработка условий применимости средств измерения и контроля по технологическим переходам
Заключение
Список использованных источников
Приложение
Введение
Под автоматизацией проектирования понимают систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.
Цель автоматизации проектирования - повысить качество проектирования, снизить материальные затраты на него, сократить сроки проектирования и ликвидировать рост числа инженерно-технических работников, занятых проектированием и конструированием.
Научно обоснованное распределение функций между человеком и ЭВМ подразумевает, что человек должен решать задачи, носящие творческий характер, а ЭВМ - задачи, решение которых поддается алгоритмизации.
В соответствии с ГОСТ 23501.101-87, САПР - это организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП).
САПР - система, объединяющая технические средства, математическое и программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования. В САПР обеспечивается удобство использования программ за счет применения средств оперативной связи инженера с ЭВМ, специальных проблемно-ориентированных языков и наличия информационно-справочной базы.
Структурными составными и составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные по некоторым признакам части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.
В соответствии с ГОСТ 23501.108-85 САПР классифицируют по:
-тип/разновидность и сложность объекта проектирования;
-уровень и комплексность автоматизации проектирования;
-характер и количество выпускаемых документов;
-количество уровней в структуре технического обеспечения.
Основная цель создания САПР - повышение эффективности труда инженеров, включая:
-сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;
-сокращения сроков проектирования;
-сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение
-затрат на эксплуатацию;
-повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;
-сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.
1. Нормативные ссылки
В настоящем курсовом проекте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ Р 1.5-2004 Стандарты национальные Российской Федерации. Правила построения, изложения, оформления и обозначения
ГОСТ Р 7.0.5-2008 СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления
ГОСТ Р 211.101-97 СПДС. Основные требования к рабочей документации
ГОСТ 2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов
ГОСТ 2.104-2006 ЕСКД. Основные надписи
ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам
ГОСТ 2.106-96 ЕСКД. Текстовые документы
ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам
ГОСТ 2.119-73 ЕСКД. Эскизный проект
ГОСТ 2.120-73 ЕСКД. Технический проект
ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы
ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы
ГОСТ 2.305-68 ЕСКД. Изображения - виды, разрезы, сечения
ГОСТ 2.316-2008 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц
ГОСТ 2.701-2008 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению
ГОСТ 2447-82 ЕСКД. Головки шлифовальные.
2. Разработка структуры информационной базы по проектированию технологической операции
2.1 Характеристика технологической операции
Достоинством процесса внутреннего шлифования являются возможность исправления увода оси отверстия, образовавшегося на предшествующих операциях, а также обеспечение перпендикулярности торцовой поверхности к оси отверстия, достигаемая при шлифовании отверстия и торца с одного установа.
Внутреннее шлифование может применяться для обработки цилиндрических и конических сквозных и глухих отверстий в деталях, изготовленных из незакаленной и закаленной стали, чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов.
Внутреннее шлифование широко применяется во всех отраслях машиностроения. На внутришлифовальных станках обрабатываются отверстия зубчатых колес (гладкие и шлицевые), внутренних колец шарикоподшипников и роликоподшипников; роликовые дорожки наружных колец роликовых подшипников; отверстия кондукторных втулок, переходных втулок с конусом Морзе, различных режущих инструментов, например фрез, шеверов, насадных разверток и др.
При внутреннем шлифовании применяется как шлифование с продольной подачей, так и методом врезания. Наибольшее распространение получил первый способ. Шлифование методом врезания применяют при шлифовании коротких отверстий, а также отверстий, ограниченных буртами или уступами.
2.2 Определение множества применимого технологического оборудования
На основе анализа современного оборудования установлено, что данную обработку можно производить на следующих моделях станков:
Станок внутришлифовальный 3К228предназначен для шлифования цилиндрических и конических, глухих и сквозных отверстий.
Таблица 1-Технические характеристики шлифовального станка 3К228
Характеристика3К228Диаметр шлифуемого отверстия, мм100-400Наибольшая длина шлифования при наибольшем диаметре шлифуемого отверстия, мм320Наибольшая рекомендуемая длина шлифования при наименьшем диаметре отверстия, мм125Наибольший наружный диаметр устанавливаемого изделиябез кожуха, мм560в кожухе400Наибольший угол шлифуемого конуса, град.60Расстояние от оси шпинделя изделия до зеркала стола, мм340Наибольшее расстояние от торца нового круга торцешлифовального приспособления до опорного торца шпинделя изделия, мм400Мощность привода главного движения, кВт7.5Суммарная мощность электродвигателей, кВт14.63Габариты станка: длина*ширина*высота, мм3535*1460*1870Общая площадь пола станка с выносным оборудованием, м29Масса 3К228А , кг5600Показатель точности обработки образца изделия:постоянство диаметра в продольном сечении, мкм3круглость, мкм1.6Шероховатость поверхности образца-изделия:цилиндрической внутренней Ra, мкм0.08плоской торцевой0.32
Внутришлифовальный станок JAGURA JAG-3JAW-AAL1. Станки предназначены для высокоточного внутреннего шлифования заготовок с малыми габаритными размерами перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях задается электродвигателем.
Таблица 2-Технические характеристики станка JAGURA JAG-3JAW-AAL1
МодификацииJAG-3JAW-AAL1Диаметр внутреннего шлифования1.5-80 ммДиаметр зажимаемой заготовки2.5-200 ммМаксимальная длина зажимаемой заготовки240 ммГрадуировка поперечной подачи0.001 ммЧастота вращения шпинделя передней бабки0-550 об/минМетод подачи вперед-назадавтоматическаяМетод подачи влево-вправоавтоматическаяЧастота вращения шлифовального шпинделя0-55000 об/минМощность шлифовального шпинделя750 ВтГабаритные размеры1700х1100х1700 ммМасса станка1400 кг
Таблица 3- Технические характеристики станка с ПЛК RIG-150NC
ХАРАКТЕРИСТИКИRIG-150NCДиапазон диаметров шлифуемых отверстий (мм.)6~150Максимальная глубина шлифования (мм.)150Диаметр обработки над станиной (мм.)520Диаметр обработки при установленной защите патрона (мм.)320Максимальное перемещение стола (мм.)540Скорость перемещения стола (м./мин.) (Гидравлика)7.2Скорость вращения шпинделя (об./мин.)0~800Скорость рабочей подачи шпиндельной бабки (мм./мин.)50Дискретность подачи по оси Х (мм.)0.001Угол поворота шпиндельной бабки (гр.)Вправо: 13° Влево: 5°Расстояние от центра шпинделя до пола (мм.)1060ПодачаАвтоматическая, серводвигательМощность двигателя шпиндельной бабки (кВт.)0.75Мощность серводвигателя шлифовальной бабки (Вт.)400Мощность двигателя шлифовальной бабки (кВт.)1.5Мощность насоса гидравлики (кВт.)1.5Мощность насоса подачи СОЖ (кВт.)0.09375Емкость бака гидравлики (л.)90Емкость бака СОЖ (л.)80Занимаемая площадь (мм.)2600 x 1430Высота станка (мм.)1400Масса станка (кг.)2000
Внутришлифовальный станок JAGURA JAG-IG06-CNC с ЧПУ
Станок предназначен для высокоточного шлифования отверстий. Применение двух шпинделей (шпиндель для внутреннего шлифования и шпиндель для шлифования торца) позволяет резко повысить производительность обработки за счет сокращения времени на полную обработку изделия, исключая применение дополнительного оборудования.
Таблица 4-Технические характеристики JAGURAJAG-IG06-CNC
МодификацииJAG-IG06-CNC (EASY)Диаметр внутреннего шлифования0.5-6 ммМаксимальный диаметр зажимаемой заготовки140 ммМаксимальная длина зажимаемой заготовки90 ммПеремещение по оси X150 ммПеремещение по оси Z320 ммТочность подачи по оси X0.001 ммТочность подачи по оси Z0.001 ммСкорость перемещения стола по оси X0-10 м/минСкорость перемещения стола по оси Z0-10 м/минЧастота вращения шпинделя передней бабки100-500 об/минЧастота вращения шлифовального шпинделя0-120000 об/минУгол поворота передней бабки-Мощность двигателя передней бабки0.12 ВтМощность шлифовального шпинделя0.23 кВтМощность сервомотора оси X0.75 кВтМощность сервомотора оси Z0.75 кВтМасса станка800 кгГабаритные размеры1550x1350x1700 мм
На основе анализа оборудования установлены основные параметры применимости:
D - диаметр шлифуемого отверстия, мм;
d - диаметр зажимаемой заготовки, мм;
L - длина зажимаемой заготовки, мм;
B-длина шлифования, мм;
Запишем все найденные модели станков как комплекс множества типовых решений (МТР):
,
Запишем основные параметры применимости как комплекс параметров применимости (КПП):
,
.3 Определение множества применимой технологической оснастки
На основе анализа наличия современной технологической оснастки установлено, что на данной технологической операции можно применить следующие типы приспособлений: мембранные и четырехкулачковые патроны.
Мембранные патроны
В условиях массового производства большее распространение получили мембранные патроны. Они позволяют повысить точность обработки благодаря более точному центрированию заготовки и малой, по сравнению с трехкулачковыми патронами, деформацией заготовки при зажиме. Основным достоинством мембранных патронов является простота их изготовления.
Рисунок 1 - Мембранные патроны
По конструкции зажимных элементов мембранные патроны разделяют на винтовые и кулачковые. Винтовые патроны применяют для крепления заготовок диаметром 10 - 300 мм, кулачковые - для заготовок диаметром 300-400 мм. Каждый патрон предназначен для заготовки определенного диаметра и допускает изменение диаметра заготовки на 1-2 мм в результате регулирования винтов или кулачков.
Четырехкулачковые патроны
При шлифовании отдельных деталей часто применяют четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков. Каждый кулачок этого патрона передвигается своим червячком. Такие патроны используют при наружном или внутреннем шлифовании деталей с неконцентричными базовыми поверхностями. Позволяет закреплять заготовки диаметром 160-1000мм.
На основе анализа приспособлений установлены основные параметры применимости:
T-тип заготовки(Д-Детали сложной формы, Ц- Цилиндрическая);
D-диаметр базы устанавливаемой заготовки, мм;
Запишем все найденные виды приспособлений как комплекс множества типовых решений (МТР)
Запишем основные параметры применимости как комплекс параметров применимости (КПП)
.4 Определение множества применимых технологических переходов
На основе анализа наличия технологических переходов установлено, что на данной технологической операции применимы следующие переходы(САПР Вертикаль):
Обозначим вышеперечисленные переходы следующим образом:
ТР1 - Шлифовать торец;
ТР2 -Шлифовать внутренний торец окончательно;
ТР3 -Шлифовать отверстие технологически;
ТР4 -Шлифовать отверстие предварительно;
ТР5 -Шлифовать отверстие окончательно;
ТР6 -Шлифовать коническое отверстие по калибру;
ТР7 -Шлифовать выточку окончательно;
ТР8 -Шлифовать выточку окончательно на длину;
На основе анализа переходов установлены следующие основные параметры применимости:
T - вид поверхности:
T=1- торец; 2-внутренний торец; 3-отверстие; 4-коническое отверстие ; 5-выточка.
Ra - шероховатость, мкм .
Запишем все найденные переходы как комплекс множества типовых решений (МТР):
,
Запишем основные параметры применимости как комплекс параметров применимости (КПП):
,
.5 Определение множества применимых по переходам режущих инструментов
На основе анализа наличия технологических переходов установлено, что на данной технологической операции применимы следующие режущие инструменты: Шлифовальные абразивные головки фирмы Hamer соответствующие ГОСТ 2447-82
Шлифовальные абразивные головки на керамической связке с электрокорундом (розового цвета)
Имеют различную зернистость (от 24 до 100) и различными размерами от 10 мм до100мм, ими работают по чугунам и мягким металлам.
Шлифовальные абразивные головки на бакелитовой связке (чёрного цвета)
Имеют зернистость 60-120 и предназначены для шлифования обычных и нержавеющих сталей, могут применяться для снятия усилений сварных швов, отличаются мягкостью хода.
Рисунок 2- A - цилиндр, диаметр меньше высоты
Рисунок 3- B - цилиндр, диаметр больше высоты
Рисунок 4- K - цилиндр-конус
На основе анализа режущих инструментов установлены следующие основные параметры применимости:
М- Материал (сталь , чугун и цветные материалы)
Т-тип поверхности (1=торец, 2=отверстие, 3=коническое отверстие,4=выточка)
Запишем весь найденный инструмент как комплекс множества типовых решений (МТР):
,
Запишем основные параметры применимости как комплекс параметров применимости (КПП): автоматизация шлифование программное
,
2.6 Определение множества применимых по переходам средств измерения и контроля
На основании анализа наличия средств измерения и контроля установлено, что на данной технологической операции применимы следующие средства измерения и контроля:
Штангенциркуль - универсальный мерительный инструмент, предназначенный для измерения линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а также глубины отверстий и уступов.
Размеры и выступающие элементы деталей определяются с помощью мерительных губок инструмента.
Цифровой штангенциркуль типа ШЦЦ оснащен электронным отсчетным устройством и позволяет получать выходные данные с высокой точностью. Штангенциркуль с цифровым индикатором позволяет отображать абсолютные значения измерений, осуществлять вывод показаний в различных метрических системах и запоминать результаты измерений.
Таблица 5- Характеристики цифровых штангенциркулей типа ШЦЦ 605А
МодельДиапазон измеренияШаг дискретностиМасса(кг)Штангенциркуль ШЦЦ 605-050-1000мм 0,01 мм3,517
Таблица 6 - Технические характеристики нутромера модели MultiMar 844T.
Диапазон применения, мма, мм25-110245100-260395250-610745
Таблица 7 - Технические характеристики измерителя шероховатости TIME3221
Диапазон измерения иглы датчика400мкмРадиус измерительного пера5мкмМатериал измерительного пераАлмазная иглаИзмерительное усилие4 мНУгол измерительного пера90 градусовМаксимальная длина прохода19 мм/0.748 дюймДлина оценки0.08 мм, 0.25 мм, 0.8 мм, 2.5 мм, автоСкорость перемещения0,08 мм = 0,25 мм / с 0,25 мм = 0,25 мм / с 0,8 мм = 0,5 мм / с 2,5 мм = 1 мм / с Возвращение = 1 мм / сТочность±10%Повторяемость<6%Количество длин оценкиот 1 до 5 длин (выбираемая)ДискретностьДиапазон измеренийДискретность±50мкм0.001мкм±200мкм0.008мкмЭлектропитаниеВстроенный ионно-литиевый (LI-ion) аккумуляторДиапазон рабочих температур0-40 градусов ЦельсияОтносительная влажность<90%Габариты155.4 x 75 x 53 мм (осн. блок)120.5 x 25.5 x 28.5 мм (измер. элемент)Вес580 гр. (осн. Блок)165 гр. (измер. элемент)
На основе анализа средства измерения и контроля установлены основные параметры применимости:
D, L-пределы измерения, мм;
Ra - шероховатость.
П- поверхность (внутренняя, наружная-торец)
Запишем все найденные средства измерения и контроля как комплекс множества типовых решений (МТР):
,
Запишем основные параметры применимости как комплекс параметров применимости (КПП):
,
3. Разработка условий применимости типовых технологических решений
3.1 Разработка условий применимости технологического оборудования
Для каждой модели определяем условия применимости. Полученные данные запишем в виде комплекса условий применимости (КУП):
,
На основе ранее полученных данных составляем таблицу.
Таблица 8 - Диапазон параметров применимости станков на внутришлифовальную операцию.
Модель станкаПараметры станковDdLBTP3K228100-400560470125-320TP1JAGURA JAG-3JAW-AAL11.5-802.5-20024080TP2RIG-150NC6-150320200150TP3JAGURA JAG-IGO6-CNC0.5-61409030TP4
На основе таблицы 8 составим алгоритм простого перебора, позволяющий логически проверить соответствие исходных данных и условий применимости (Приложение А).
3.2 Разработка условий применимости технологической оснастки
Для каждой модели определяем условия применимости. Полученные данные запишем в виде комплекса условий применимости(КУП)
Тип заготовки: Д-Детали сложнойформы, Ц- цилиндрическая.
На основе раннее полученных данных составляем таблицу
Таблица 9-Диапазон параметров применимости оснастки
ОснасткаТип заготовки, ТДиаметр Заготовки, D ,ммTPМембранный винтовой патронЦ10-300TP1Мембранный кулачковый патронЦ300-400TP2Четырехкулачковый патронД160-1000TP3
На основе таблицы 9 составим алгоритм простого перебора, позволяющий логически проверить исходных данных и условий применимости (приложение Б).
.3 Разработка условий применимости технологических переходов
Для каждой модели определяем условия применимости. Полученные данные запишем в виде комплекса условий применимости (КУП):
,
Тип поверхностиT: 1- торец; 2-внутренний торец; 3-отверстие; 4-коническое отверстие; 5-выточка.
Таблица 10 - Диапазон параметров применяемости технологических переходов.
Тип T ПереходКласс шероховатости поверхности KШероховатость RaTPТорецШлифовать торец7-90,4-1,6TP1 Внутренний торецШлифовать внутренний торец окончательно9-100,2-0,4 TP2ОтверстиеШлифовать отверстие технологически11-120,08-0,1TP3Шлифовать отверстие предварительно6-71,6-3,2TP4Шлифовать отверстие окончательно7-90,4-1,6TP5Коническое отверстиеШлифовать коническое отверстие по калибру9-100,2-0,4TP6ВыточкаШлифовать выточку окончательно9-100,2-0,4TP7Шлифовать выточку окончательно на длину9-100,2-0,4TP8
На основе таблицы 10 составим алгоритм простого перебора, позволяющий логически проверить соответствие исходных данных и условий применимости (Приложение В).
3.4 Разработка условий применимости режущих инструментов
Для каждой модели определяем условия применимости. Полученные данные запишем в виде комплекса условий применимости (КУП):
,
М- Материал (Ст-cталь, Ч- чугун и цветные металлы)
Т-тип поверхности (1=торец(внутренний и наружный)), 2=отверстие, 3=коническое отверстие,4=выточка).
На основе ранее полученных данных составляем Таблицу 11.
Таблица 11- Диапазон параметров применимости режущего инструмента
Тип реж.инструментаТип поверхности, ТМатериал, МTPЦилиндрические головки на бакелитовой связке 2,4СтTP1Цилиндрические головки на керамической связке с электрокорундом 2,4ЧTP2Цилиндрические торцевые головки на бакелитовой связке 1СтTP3Цилиндрические торцевые головки на керамической связке с электрокорундом 1ЧTP4Конические головки на бакелитовой связке3СтTP5Конические головки на керамический связке с электрокорундом3ЧTP6
На основе Таблицы 11 составим алгоритм простого перебора, позволяющий логически проверить соответствие исходных данный и условий применимости (Приложение Г).
3.5 Разработка условий применимости средств измерения и контроля по технологическим переходам
Для каждой модели определяем условия применимости. Полученные данные запишем в виде комплекса условий применимости (КУП):
,
Где П -поверхность ,
П=В(внутренняя), Н(наружная- измерение торца).
На основе ранее полученных данных составляем таблицу.
Таблица 12 - Диапазон параметров применяемости средств измерения и контроля.
Мерительный инструмент Поверхность, ПДиаметр отверстия, D,ммДлинна отверстия, L,ммШероховатость, RaTPНутромер MultiMar 844T В25-61025-610-TP1Штангенциркуль ШЦЦ 605-05Н0-10000-1000-TP2Измеритель шероховатости TIME3221---0.05TP3
На основе таблицы 12 составим алгоритм простого перебора, позволяющий логически проверить соответствие исходных данных и условий применимости (Приложение Д).
Результатом данной работы является разработанная и адаптированная информационная база данных современных промышленных САПР ТП для технологической внутришлифовальной операции.
Список использованных источников
1.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. 4-е изд., переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.
2.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А.Н. Малова. 3-е изд., переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1972. - 568 с.
.Автоматизация проектирования технологии в машиностроении . Б.Е. Челищев, И.В. Боброва, Гонсалес-Собатер / Под общей ред. Акад. Н.Г. Бруевича. - М.: Машиностроение, 1988. - 254 с.
.Диалоговые САПР технологических процессов. Учебник для вузов / В.Г. Митрофанов, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе и др. Под ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Машиностроение, 2000. - 232 с.
.Кузьмин В.В., Схиртладзе А.Г., Тилипанов В.В. Математическое моделирование технологических процессов сборки и механообработки изделий машиностроения. Учебное пособие для вузов. - Калининград: изд. КГТУ, 1999. - 224 с.
Приложения
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д