Автоматизирование проектирование конструкции и технологического процесса изготовления детали “Ролик” в среде SPRUT

Министерство  образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический  университет им. И.И. Ползунова»

 

 

Факультет ИРДПО

 

Кафедра САПР

 

 

Курсовая защищена с оценкой________________

 

Преподаватель                          В.А. Мальцев

(подпись                  И.О.Фамилия)

“____”___________2012г.

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине

««Автоматизация конструкторского и технологического проектирования»

 

тема курсового проекта

«Автоматизирование проектирование конструкции и технологического процесса изготовления детали “Ролик” в среде SPRUT»

 

 

 

 

 

Студент группы:           7САПР(с)-01   А.В. Дюжев

           группа                                И.О., Фамилия

 

Преподаватель:                                  В.А. Мальцев

                должность, ученое звание И.О., Фамилия

 

 

 

 

 

 

БАРНАУЛ 2012

 

Содержание

 

Введение 3

1 Исходные  данные 4

1.1 Чертёж  детали 4

1.2 Программа  выпуска 4

1.3 Определение  серийности производства 4

1.4 Метод получения  заготовки 5

1.5 Материал  заготовки 6

1.6 Чертеж  заготовки 9

2 Автоматизированное  проектирование детали 9

2.1 Характеристика  и возможности системы SprutCAD 9

3 Автоматизированное  проектирование технологии изготовления  детали в системе SprutTP 11

3.1 Характеристика  и возможности системы SprutTP 11

3.2 Выдача  технологической документации 13

4 Разработка  управляющей программы 16

4.1 Характеристика  и возможности системы SprutCAM 16

4.2 Разработка  управляющей программы в системе  «SprutCAM» 17

Заключение 26

Список используемых источников 27

Приложение  А 28

Приложение  Б 29

Приложение  В 33

 

 

Введение

 

     CAD/CAM–системы занимают особое положение среди других приложений, поскольку представляют индустриальные технологии, непосредственно направленные в наиболее важные области материального производства. В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложной наукоемкой продукции (кораблей, самолетов, танков, различных видов промышленного оборудования и др.) без применения CAD/CAM-систем. За последние годы CAD/CAM-системы прошли путь от сравнительно простых чертежных приложений до интегрированных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от эскизного проектирования и заканчивая технологической подготовкой производства, испытаниями и сопровождением. Современные CAD/CAM/CAE-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции (повышая, тем самым, ее конкурентоспособность). В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и экономит на стоимости изготовления физического прототипа. Даже для такого относительно несложного изделия, как телефон, стоимость прототипа может составлять несколько тысяч долларов, создание модели двигателя обойдется в полмиллиона долларов, а полномасштабный прототип самолета будет стоить уже десятки миллионов долларов.     

Целью данного курсового проекта является автоматизированное проектирование конструкции и технологического процесса изготовления ролика в среде  SprutCAD, SprutTP, SprutCAM 2007 и SolidWorks 2009.     

Для достижения цели выполняются следующие задачи:

1. создать модель ролика в среде «SprutCAD», определить необходимые параметры производства детали;
2. разработать технологию изготовления детали в среде «SprutTP», сформировать технологическую документацию;
3. разработать управляющую программу для токарной обработки ролика на станке с ЧПУ в среде «SprutCAM».

1 Исходные данные

1.1 Чертёж детали

Исходными данными проекта является чертёж проектируемого ролика (Приложение А).

1.2 Программа  выпуска

Программа выпуска изделия 1000 штук в год. 

1.3 Определение  серийности производства

 

     Тип производства деталей – серийный. Характеризуется одновременным  изготовлением на предприятии сравнительно широкой номенклатуры однородной продукции, выпуск которой повторяется в  течение продолжительного времени. Наибольшее распространение имеет  в машиностроении и металлообработке.     

Серийное  производство является основным типом  современного производства и предприятиями  этого типа выпускается в настоящее  время 75-80% всей продукции машиностроительной продукции.

Объем выпуска  предприятий серийного типа колеблется от десятков и сотен до тысяч регулярно  повторяющихся изделий. Используется универсальное и специализированное и частично специализированное оборудование. Широко используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, находят применение гибкие автоматизированные системы станков  с ЧПУ, связанными транспортирующими  устройствами и управляемых с  помощью ЭВМ. Технологическая оснастка, в основном универсальная. В качестве исходных заготовок используется горячий  и холодный прокат, литье в землю  и под давлением, точное литье, поковки  и точные штамповки, прессовки, целесообразность применения которых также обосновывается технико-экономическими расчетами. Требуемая  точность достигается как методом  автоматического получения размеров, так и методами пробных ходов  и промеров с частичным применением  разметки.

 

1.4 Метод получения заготовки

Основные способы производства заготовок - литье, обработка давлением, сварка. Способ получения той или  иной заготовки зависит от служебного назначения детали и предъявляемых  к ней требований, от ее конфигурации и размеров, вида конструкционного материала, типа производства и других факторов.

Поскольку выбор метода получения заготовки определяется следующими факторами:

1. технологическими свойствами материалов, его пластичностью;
2. конструктивными формами и размерами детали;
3. требуемой точностью размеров и качеством ее поверхности (шероховатость, остаточные напряжения и т.д.);
4. величиной программного задания, то есть объемом продукции или типом производства;
5. производственными возможностями оборудования;
6. временем, затрачиваемым на подготовку производства (изготовление моделей, штампов, пресс-форм и т.д.);
7. гибкостью производства, то есть возможностью быстрой переналадки оборудования и оснастки в условиях автоматизированного производства, -

 

       то  для изготовления требуемой заготовки  был выбран метод литья.

Литье металлов - это процесс получения  металлических изделий способом заливки (литья) расплавленного горячего металла в специальную форму. Такая форма, из которой родится  будущая «отливка» (так называют полученное при литье металлов металлическое  изделие), получила название «литейной  формы». Рабочая часть литейной формы  представляет собой полость, в которой  металл при литье, охлаждаясь, затвердевает и получает вид конечного изделия. Чаще всего используется метод статической заливки, когда осуществляется заливка металла в неподвижную литейную форму.

 

1.5 Материал заготовки

Материал заготовки: Сталь 20, ГОСТ 1050-88

Самая распространенная марка стали для производства фланцев и фланцевых соединений, сталь конструкционная углеродистая качественная получила самое широкое распространение в производстве трубопроводной арматуры, водо, газо, нефте оборудоваии. Фланцы из стали 20 применяются в котлостроении и других элементах тепло газо и нефтеснабжения, работающих при температурах до +350 С. Ниже приведены основные физические, химические, технологические свойства стали 20, применяемой как основной материал производства стальных фланцев.

Марка стали:	20
Заменитель стали:	15, 25
Классификация стали:	Сталь конструкционная углеродистая качественная
Применение стали:	трубы перегревателей, коллекторов  и трубопроводов котлов высокого давления, листы для штампованных деталей, цементуемые детали для  длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 град.

Химический состав в % материала сталь 20 
ГОСТ 1050 - 88

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.17 - 0.24	0.17 - 0.37	0.35 - 0.65	до 0.25	до 0.04	до 0.04	до 0.25	до 0.25	до 0.08

Температура критических  точек материала сталь 20.

Ac1 = 724 ,      Ac3(Acm) = 845 ,       Ar3(Arcm) = 815 ,       Ar1 = 682

Механические  свойства (характеристики) при Т=20oС  материала сталь 20.

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Прокат горячекатан.	до 80	Прод.	420	250	25	55		Нормализация
Пруток		Прод.	480	270	30	62	1450	Отжиг 880 - 900oC,
Пруток		Прод.	510	320	30.7	67	1000	Нормализация 880 - 920oC,

 

Твердость материала  сталь 20   после отжига,	HB 10 -1 = 163   МПа
Твердость материала   сталь 20   калиброванного нагартованного,	HB 10 -1 = 207   МПа
Твердость материала сталь 20 , Трубы горячедеформир. ГОСТ 550-75	HB 10 -1 = 156 МПа

Физические свойства (характеристики) материала сталь 20 .

T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.13		52	7859
100	2.03	11.6	50.6	7834	486	219
200	1.99	12.6	48.6	7803	498	292
300	1.9	13.1	46.2	7770	514	381
400	1.82	13.6	42.8	7736	533	487
500	1.72	14.1	39.1	7699	555	601
600	1.6	14.6	35.8	7659	584	758
700		14.8	32	7617	636	925
800		12.9		7624	703	1094
900				7600	703	1135
1000					695
T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9

Технологические свойства (характеристики) материала  сталь 20 .