Miskolci Egyetem Gépészmérnöki Kar Gépgyártástechnológiai Tanszék
Tervezési feladat Komplex tervezés
Név: Tankör:
Riz László G-3BGT
Neptun: VX6SOZ
1
Tartalomjegyzék:
1.Az alkatrész geometriai modellje 2.Az alkatrész megmunkálásának ábrás műveleti sorrendterv
(1. számú melléklet )
3.Az alkatrész NC esztergagépen két befogásban történő készre munkálásához szükséges aaaagyártási dokumentációja ,mely tartalmazza: ► a felfogási tervet ► műveletelemek sorrendjét és a hozzátartozó ráhagyási alakzatot, ► műveleti utasítást és szerszámtervet EEN-400 esztergagépre ► CNC vezérlőprogramot HUNOR-721 vezérlésre 4. Az alkatrész megmunkálásának modellezése az UGS NX5 tervezőprogram segítségével 5. A forgácsolási folyamat modellezése FEM módszerrel (Advant Edge) 6. Az alkatrész ellenőrzéséhez mérési terv készítése 7. Mellékletek
2
1. Az alkatrész geometriai modellje:
3
3. Az alkatrész NC esztergagépen két befogásban történő készre munkálásához szükséges gyártási dokumentációja: Alkatrészrajz:
6,3 12,5
24 23
23
( )
22 2x45°
1x45°
M36x1 ø 38
ø 20
25
R3
1x45°
2x45° 32
12,5
1
ø 30
ø 40
ø 52
1,6
ø 24
8°
3
85
4
ø 60
ø 20
Előgyártmány:
1. művelet (esztergálás A oldalon) NC programja Felfogási terv: Ez egy koordináta terv, ami az alkatrész megmunkálás utáni állapotát mutatja be. Nullpontnak az ütköztetett felületen a középpontot választottam, ez a homlokfelület egy pontja, és ehhez viszonyítottan adom meg az alkatrész méreteit (koordinált méretmegadás). Befogás módja: Ø60 felületen ~25 mm hosszon, a véglapon ütköztetve Befogás eszköze: Ø200 tokmány
3
1x45°
ø 52
ø 30
W=M
ø 40
1x45°
1x45° 46.5 58.5 59.5 82.5
Műveletelem sorrendterv (fogásleválasztási terv): 1. Oldalazás 2. Nagyoló hosszesztergálás
5
4
3
3. Nagyoló furatesztergálás
1
5. Simító furatesztergálás
4. Simító hosszesztergálás
2 5
Műveleti utasítás: Sorszám
Műveletelem megnevezése
1. 2. 3. 4.
5.
T
V
S
F
D
[m/min]
[ford/min]
[mm/ford]
[mm]
Oldalazás T101
Nagyoló
90
0,2 1,5
hosszesztergálás Nagyoló furatesztergálás Simító hosszesztergálás
T202
70
T101
110
0,15
T202
furatesztergálás
80
Vezérlés: HUNOR PNC-721
T101 Z.1 Z86 Z82.5 Z83 D1.5 Z150 Z.1 T202 Z59.5 Z150 Z0 T101 B-1
M3
M12
H19
D1.5
M96
V90
FR65
V70 H59.5
X19 D1.5
Z83
M41
V110
X30
V80
X32
Z82.5
B-1
Z150 M42
050
0,5
090 105115
Szerszámgép: EEN-400
F.2 X1 X61 X19 X60 X38 X150 X-1 F.15 X30 X150 X0 F.1 X40 Z58.5 X52 Z46.5 X62 X150 T202
030
0700,1
Simító
G50 G60 G40 G71 G40 G72 G40 G60 G50 G70 G42 G60 G57 G1 G1 G1 G1 G1 G40 G57
Megjegyzés
015
CNC program:
N005 N010 N015 N020 N025 N030 N035 N040 N045 N050 N055 N060 N065 N070 N075 N080 N085 N090 N095 N100
N
6
Z82.5
(N065-N090)
N105 N110 N115 N120
G1 G1 G1 G42
X30 Z59.5 X19 X150
A45
Z150
P2
7
2. művelet (esztergálás B oldalon) NC programja Felfogási terv: Ez egy koordináta terv, ami az alkatrész megmunkálás utáni állapotát mutatja be. Nullpontnak az ütköztetett felületen a középpontot választottam, ez a homlokfelület egy pontja, és ehhez viszonyítottan adom meg az alkatrész méreteit (koordinált méretmegadás). Befogás módja: Ø40 felületen, a homloklapon ütköztetve Befogás eszköze: Ø200 tokmány
56 34 24 11 3
2x45°
ø 38
1
ø 24
W=M
M36x1
8°
3
R3
1x45°
2x45°
80
Műveletelem sorrendterv (fogásleválasztási terv): 1. Oldalazás 2. Nagyoló hosszesztergálás 3. Nagyoló furatesztergálás
3
5
1 46 2
7 8
4. Simító hosszesztergálás 5. Simító furatesztergálás 6. Beszúrás 7. Menetvágás
Műveleti utasítás: Műveletelem
Sorszám
megnevezése
1. 2.
V
S
F
D
[m/min]
[ford/min]
[mm/ford]
[mm]
Oldalazás T101
90
0,2 1,5
hosszesztergálás Nagyoló furatesztergálás Simító hosszesztergálás
T202
70
T404
110
0,15
Megjegyzés
furatesztergálás
T202
80
6.
Beszúrás
T303
40
7.
Menetvágás
T404
60
030
(N065-N095)
050
(N105-N125)
0700,1
Simító
5.
N 015
Nagyoló
3. 4.
T
0,5
095 110120
530
0,08
3
1
-
CNC program: Szerszámgép: EEN-400 Vezérlés: HUNOR PNC-721 N005 N010 N015 N020 N025 N030 N035 N040 N045 N050 N055 N060 N065 N070 N075 N080 N085
G50 G60 G40 G71 G40 G72 G40 G60 G50 G72 G42 G60 G57 G1 G1 G1 G1
F.2 X1 X61 X19 X60 X32 X150 X-1 F.15 X28 X150 X0 F.1 X36 Z34 X38 Z11
T101 Z.1 Z59 Z56 Z56.5 D1.5 Z150 Z.1 T202 D1.5 Z150 Z0 T101 B-2
M3
M12
H19
D1.5
A-8
B3
N095
G1
X54
A-45
M96
V90
FR65
V70 X19 FR105
Z56.5
M41
X28
Z56
N090
G1 X50
V110
9
135140 155
Q=6 fogás
N100 N105 N110 N115 N120 N125 N130 N135 N140 N145 N150 N155 N160
G40 G57 G1 G1 G1 G42 G55 G1 G1 G41 G51 G80 G40
X150 T202 X24 Z24 X19 X150 F.08 X34 X36.5 X150 F1 Z35.5 X150
Z150 M42 A45
Z150 T303 F.2 Z150 S530 Q6 Z150
V80
X28
Z56
M40
V40
X36.5
Z34
M95
X36
Z58
W.5 T404 E-1 P2
10
Szerszámterv:
Szerszám
Szerszámtartó
Betétszerszám
T101
SZIM 02.2.72
SCLCR 2020 K12
T202
SZIM 02.2.72
S16R-PTFNR11
T303
SZIM 02.2.72
ISO 7 (DIN 4981)
T404
SZIM 02.2.72
225.33.101
11
Forgácsoló lapka CCMM 120408 TTX (P10-P20) TNMG 110308 TTX (P10-P20) D5 (DIN 4950) P30 235.72.210 TTX (P10-P20)
4. Az alkatrész megmunkálásának modellezése az UGS NX5 tervezőprogram segítségével. Az 1. pontban megrajzolt 3D-s modellt használjuk alapul a megmunkálás megtervezéséhez. Az NX-ben átváltunk Manufacturing modulba, ahol beállítjuk, hogy esztergálási műveletet (turning) kívánunk elkészíteni. Ez alapján a program kialakítja a művelet elvégzéséhez szükséges ikonsort a képernyő
12
Először célszerű a szerszámokat létrehozni, amikre a művelet elvégzése során szükségünk van. Ehhez a Crete Tool ikont használjuk, aminek megnyomása után egy ablakból tudjuk kiválasztani a szerszámot, aminek nevet is itt adhatunk.
Ezután lehetőségünk van a szerszám jellemző paramétereinek beállítására. A Tool menüpont alatt a lapka tulajdonságait, a Holder menüpont alatt a szerszámtest tulajdonságait, valamint a Tracking menüpont alatt a programozott pont helyzetét határozhatjuk meg. A szerszámok kiválasztása után a következő feladat a megmunkálás geometriájának meghatározása. Ehhez a Create Gemetry ikont használjuk.
13
Első lépésben a koordinátarendszert állítjuk be a felfogási tervvel megegyezően, így a program úgy fogja a műveletelemeket szimulálni, mint ahogy az egy CNC gépen történne. Ezután megadjuk azt a munkadarabot, amin a megmunkálást végezzük, majd beállítjuk az előgyártmány méreteit. Az előgyártmányt a program a megmunkálás során kék színnel szimbolizálja. Fontos ezen kívül, hogy a különböző műveletelemeket külön-külön kell generálni, még akkor is, ha azonos szerszámmal végezzük azokat. Ennek oka, hogy a program a megmunkálás során a munkadarabként definiált alkatrész felületét veszi alapfelületnek, ami nem mindig egyezik meg az adott műveletelem végén előállított felülettel. Erre a legjobb példa, amikor egy adott átmérőig, vagy bizonyos hosszúságig akarunk a munkadarabunkon esztergáló műveletet végezni, és nem akarjuk, hogy a program az egész előgyártmányra kiterjedően végezze a megmunkálást. Ekkor a probléma kiküszöbölésére alkalmazhatjuk a Containment beállítási lehetőségeit, ami radiális és axiális síkok segítségével lehatárolja a megmunkálásra szánt felületrészt.
Ha rendelkezésre áll a megfelelő szerszám, és ki van jelölve a megmunkálandó terület, akkor nincs más dolgunk, mint a műveletelemek generálása. Ezt a Create Operation ikonnal tudjuk megtenni. A műveletelem típusát egy ablak segítségével választhatjuk ki. A lehetőségek igen sokrétűek, így egyaránt megtalálható a külső és belső felületek nagyoló és simító
14
esztergálása, beszúrás, furatesztergálás, központfurat és más furatok kialakítása, stb. Itt tudjuk kiválasztani a megmunkáláshoz használni kívánt – az előzőekben már beállított – szerszámot, a síkokkal lehatárolt megmunkálandó területet, valamint a megmunkálás jellegét, ami lehet nagyoló, simító, beszúró, központosított, stb. Végül itt adhatjuk meg a műveletelemünk nevét is.
Ha megtörtént a kiválasztás, akkor megjelenik egy ablak, ami a az adott megmunkálási műveletelemre vonatkozik, és itt tudjuk a paramétereket beállítani. Először a ráhagyás leválasztásának a formáját választjuk ki, majd egyéb technológiai paraméterek meghatározására van lehetőségünk, amik közül néhányat a következő sorokban részletezek. Megadhatjuk a fogásmélység (Depth) értékét, ha konstans fogásmélységet választunk, vagy másik lehetőségként alkalmazhatunk változó fogásmélységet is.
15
Fontos paraméterként szerepel a szerszám haladási iránya is, mert ezzel tudjuk a visszafelé esztergálást (tokmány felől halad a szerszám a szegnyereg felé) biztosítani. Beállíthatjuk azt is, hogy a gyorsmenet és az előtolás elkezdése közötti 1 mm-es útszakaszt hogy tegye meg a szerszám, azaz a ráfutási, és kifutási szakaszok jellegét (Engage/Retract). Fontos továbbá megadni az előtolás (Feed Rates) értékét is, hiszen ezzel tudjuk biztosítani, hogy a technológiához hűen zajlik majd a megmunkálás. A mennyiben az esztergálási művelet után más megmunkálást is kell végezni az alkatrész adott felületén, akkor jelentős szerepe van a ráhagyások (Stock) pontos beállításának.
A megmunkálás modellezéséhez nélkülözhetetlen paraméter a szerszám indulási (Start) és visszaérkezési (Return) pontjának megadása. Ezt az Avoidance gombbal tehetjük meg. Nemcsak a pontok helyzetének beállítását tudjuk itt elvégezni, hanem 16
azt is, hogy a szerszám milyen pályán közelítse meg a munkadarabot. Itt választhatunk a direkt, axiális radiális, radiális axiális, és ezek kombinációi közül. A szerszám visszafutása során a prgram tartalmaz még egy automatikus szerszámpálya lehetőséget is, ami az esetleges ütközések elkerülése miatt célszerű. Ha minden szükséges paramétert beállítottunk, akkor a
Generate gombbal
tudjuk a megmunkálás során befutott utat megnézni. A megmunkálás megjelenítését a
Verify gombbal tudjuk elindítani. Itt be kell
állítani, hogy a megmunkálást 2D-s, vagy 3D-s nézetben kívánjuk megtekinteni, illetve a szerszám által leírt utat mutassa e a program, vagy ne. Ezen felül még a futási sebességet is tudjuk szabályozni. Az alkatrész megmunkálását 2 felfogásban tudjuk elvégezni, ezért itt is így szemléltetjük a műveletelemeket.
17
Az első felfogás műveletelemeit a 4. fejezet 1. műveleti leírásában találjuk. A műveletelemek sorrendje megegyezik az ott leírtakkal, és az NX ezt jobb oldalról forgácsoló szerszámokkal modellezi.
A második felfogás megmunkálása az első felfogás elkészülte után hajtható végre, és az ide tartozó műveletelemeket a 4. fejezet 2. műveleti leírásában találjuk. A műveletelemek sorrendje szintén az ott leírtak alapján lett megállapítva, és az NX ezt bal oldalról (fentről) forgácsoló szerszámokkal modellezi. (Erre azért van szükség, mert így érzékeltetni lehet, hogy a munkadarabot a megmunkálás közben meg kell fordítani, és mégis egy modellben látható mindkét megmunkálás.) Az NX program a megmunkálási folyamatot egy olyan program alapján végzi, aminek a beállításait az előző pontokban tárgyalt módon mi tettük meg. Minden műveletelemnek az NX csinál egy alprogramot, amit az Operation Navigator segítségével a Program Order View nézetben láthatunk. 18
Az összes alprogramot a rendszer elmenti egy közös programba. Jelen esetben 2 programot kell létrehozni, mert minden felfogásnak kell rendelkeznie egyel. Ezt a két programot felhasználva a Post Process parancs segítségével létrehozhatjuk az alkatrész első és második felfogásban történő esztergálási műveletére vonatkozó CNC programot. Ez a CNC program tartalmazza az útinformációkat, korrekciókat, utasításokat, de a program tényleges lefutásához szükséges technológiai adatok – mint forgácsoló sebesség – nem találhatók meg benne. Ahhoz, hogy egy CNC gépen eszerint a program szerint tudjuk a megmunkálási folyamatot elvégezni, szükségünk van egy olyan vezérlésre, amelyet az NX-be építve annak a paramétereivel végzi el a CNC program generálását, ezáltal már kompatibilis lesz a megmunkáláshoz használatos gép a program eredményével, és a művelet gond nélkül elvégezhető.
19
5. A forgácsolási folyamat modellezése FEM módszerrel (Advant Edge): A modellezés elkezdése előtt a program beállításait kell elvégezni. Bemenő adatok: Munkadarab: -
anyagminőség: C45
Szerszám: -
homlokszög: 0,1°
-
hátszög: 7°
-
forgácsoló él sugara: 0,01 mm
-
anyag: keményfém M, cermet
-
bevonat: -
Technológiai adatok: Simítási művelethez választottam az adatokat: -
előtolás: 0,1 mm/ford
-
fogásmélység: 0,3 mm
-
forgácsoló sebesség: 110 m/min
-
kezdeti hőmérséklet: 20°C
Súrlódási együttható Kimenő adatok: A kimenő adatokat a program ábrák és egy hozzá tartozó skála segítségével szemlélteti:
20
forgácsoló erő (N)
21
hőmérséklet (°C)
hőáram (W/mm3)
22
képlékeny alakváltozás
képlékeny alakváltozási sebesség (1/s)
23
Mises feszültség (MPa)
nyomás (MPa)
24
maximális nyírási feszültség (MPa)
σxx feszültség (MPa)
25
σyy feszültség (MPa)
σzz feszültség (MPa)
26
maximális hőfeszültség (MPa)
minimális hőfeszültség (MPa)
27
sebesség (m/min)
28
6. Az alkatrész ellenőrzéséhez mérési terv készítése: Felület
Méret jellege
Méret (mm)
Tűrés (mm)
Mért érték (mm)
L
hosszméret
80
±0,4
80,02
L1
hosszméret
24
±0,3
24,04
L3
hosszméret
23
±0,3
23,05
L4
hosszméret
22
±0,3
22,06
L5
hosszméret
32
±0,3
32,00
L7
hosszméret
23
±0,3
23,02
ØD1
külső átmérő
Ø40
ØD2
külső átmérő
Ø52
ØD3
külső átmérő
Ø38
±0,3
Ø38,10
ØD4
külső átmérő
Ø36
±0,3
Ø35,98
ØD5
belső átmérő
Ø24
ØD7
belső átmérő
Ø30
menet külső M36
átmérő beszúrás beszúrás belső átmérő
0 -0,025 -0,05 -0,089
+0,013 0 +0,025 0
Ø40,04 Ø51,98
Ø24,01 Ø29,98
Ø36
±0,3
Ø36,00
3
±0,1
3,10
Ø32
±0,3
Ø32,10
S
menetemelkedés
1
±0,1
1
E
élletörés
1
±0,1
1
29
A mérésekhez használt eszközök: Mérőeszköz megnevezése
Mérési tartomány
Tolómérő
0-150 mm
Mélységmérő tolómérő
0-250 mm
Patkó mikrométer
25-50 mm
Patkó mikrométer
50-75 mm
3 pofás furatmérő mikrométer
20-25 mm
3 pofás furatmérő mikrométer
25-30 mm
Menetfésű
2 mm menetemelkedésű
Készítette:…………………………..
30
Mellékletek
31
