2 Выбор основного оборудования

В данном курсовом проекте необходимо выбрать основное оборудование, которое входит в состав РТК. К такому оборудованию относится оборудование, используемое непосредственно для выполнения операций технологического процесса (металлорежущие станки, прессы, нагревательные печи и т.д.).

Станки должны встраиваться в РТК без каких-либо серьезных конструктивных изменений. Данным требованиям отвечают станки, имеющие полностью автоматизированный цикл работы, в том числе переключение скоростей и подач, а также устройства для автоматической смены инструмента. Также необходимо учитывать и технологические возможности этих станков.

Станок модели 2206ВМФ4 полностью соответствует заданным требованиям.

Основными характеристиками станка являются:

- размеры рабочей поверхности стола – 630×800 мм;

- наибольшая масса обрабатываемой заготовки – 800 кг;

- программируемые перемещения по осям:

X – 630 мм;

Y – 630 мм;

Z – 800 мм.

- точность позиционирования по осям:

X, Y – 0,012 мм;

Z – 0,016 мм.

- расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола – 95…725 мм;

- расстояние от торца шпинделя до центра стола – 165…795 мм;

- вместимость инструментального магазина – 30;

- время смены инструмента – 8 с;

- частота вращения шпинделя – 31,5…2500 мин^-1;

- рабочие подачи по осям X, Y, Z – 1…4000 мм/мин;

- скорость быстрых перемещений по осям X, Y, Z – 10000 мм/мин;

- наибольшее усилие подачи по осям X, Y, Z – 15 кН;

- мощность электродвигателя привода главного движения – 11 кВт;

- габаритные размеры:

длина – 3470 мм;

ширина – 3170 мм;

высота – 2930 мм.

- масса– 12000 кг.

Разработаем подробный план сверлильной операции, выполняемый на станке данной модели. План представим в виде эскиза (рисунок 3), на котором показана последовательность выполнения сверлильной операции, траектория движения рабочего инструмента. Основными линиями показана траектория движения рабочего хода инструмента, а пунктиром показана траектория движения по ускоренному перемещению, со скоростью быстрого движения.

На эскизе также представлено:

- схему установа заготовки;

- положение нуля детали;

- положение нуля шпинделя;

- опорные точки траектории движения режущего инструмента;

- положение исходной точки.

Координаты опорных точек, необходимые для расчета элементов траектории, сводим в таблицу 2.

Рисунок 3 – Траекторию движения режущего инструмента

Таблица 2 – Координата опорной точки

В миллиметрах

Номер инструмента	Номер опорной точки	Координата опорной точки
		X	Z
1	0 (И Т)	0	+60
	1, 8	0	+3
	2, 4	+20	+3
	3	+20	-9
	5, 7	-20	+3
	6	-20	-9
2	0 (И Т)	0	+60
	1, 8	0	+4
	2, 4	+20	+4
	3	+20	-28
	5, 7	-20	+4
	6	-20	-28
3	0 (И Т)	0	+60
	1, 8	0	+3
	2, 4	+20	+3
	3	+20	-3
	5, 7	-20	+3
	6	-20	-3
4	0 (И Т)	0	+60
	1, 8	0	+3
	2, 4	+20	+3
	3	+20	-18
	5, 7	-20	+3
	6	-20	-18

Назначаем режимы резания на сверлильную операцию 45:

Засверливание двух отверстий, сверление двух отверстий Ø10, зенкование в них фасок и нарезание резьбы М12. Станок 2206ВМФ4. Режущий инструмент: сверло центровочное Ø4; Р6М5; сверло Ø10; Р6М5; зенковка Р6М5; метчик М12; Р6М5.

Переход 1. Засверливание двух отверстий.

Определяем величину припуска

, (1)

где D – диаметр сверла, мм.

мм

Подачу принимаем S=0,06 мм/об [1, с. 381, таблица 35].

Определяем скорость резания

, (2)

где – поправочный коэффициент [1, с. 383, таблица 38];

m, q, y – показатели степеней [1, с. 383, таблица 38];

Т – период стойкости, мин [1, с. 384, таблица 40];

Kv – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

= , (3)

где К_mv– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

К_lv – коэффициент, учитывающий глубину сверления [1, с. 385, таблица 41];

К_uv– коэффициент, учитывающий материал инструмента [1, с. 361, таблица 6].

(4)

где Кг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [1, с. 359, таблица 2];

- предел прочности материала, МПа;

n_v – показатель степени [1, с. 359, таблица 2].

,

,

Определяем частоту вращения шпинделя

, (5)

мин^-1

Принимаем n=2500 мин^-1.

Определяем действительное значение скорости резания

Определяем крутящий момент

, (6)

где – поправочный коэффициент [1, с. 385, таблица 42];

q, y – показатели степеней [1, с. 385, таблица 42];

K_p – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

, (7)

,

Н·м

Определяем мощность резания

, (8)

кВт

Определяем мощность электродвигателя станка

N_дв = кВт, (9)

где ст – коэффициент полезного действия станка;

Кп – коэффициент перегрузки.

Получившаяся мощность меньше мощности главного привода станка равной 11 кВт.

Определяем минутную подачу

, (10)

мм/мин

Определяем основное время

, (11)

где L – длина резания, мм.

Определяем длину резания

, (12)

где y – величина врезания, мм.

мм,

мин

Переход 2. Сверление отверстия Ø10.

Определяем величину припуска

,

где D – диаметр сверла, мм.

мм

Подачу принимаем S=0,11 мм/об [1, с. 381, таблица 35].

Определяем скорость резания

,

где – поправочный коэффициент [1, с. 383, таблица 38];

m, q, y – показатели степеней [1, с. 383, таблица 38];

Т – период стойкости, мин [1, с. 384, таблица 40];

Kv – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

= ,

где К_mv– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

К_lv – коэффициент, учитывающий глубину сверления [1, с. 385, таблица 41];

К_uv– коэффициент, учитывающий материал инструмента [1, с. 361, таблица 6].

где Кг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [1, с. 359, таблица 2];

n_v – показатель степени [1, с. 359, таблица 2].

,

,

Определяем частоту вращения шпинделя

,

мин^-1

Принимаем n=1650 мин^-1.

Определяем действительное значение скорости резания

Определяем крутящий момент

,

где – поправочный коэффициент [1, с. 385, таблица 42];

q, y – показатели степеней [1, с. 385, таблица 42];

K_p – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

,

,

Н·м

Определяем мощность резания

,

кВт

Определяем мощность электродвигателя станка

N_дв = кВт,

Получившаяся мощность меньше мощности главного привода.

Определяем минутную подачу

,

мм/мин

Определяем основное время

,

где L – длина резания, мм.

Определяем длину резания

,

мм,

мин

Переход 3. Зенкование фасок.

Припуск t=1,6 мм.

Подачу принимаем S=0,17 мм/об [1, с. 381, таблица 35].

Определяем скорость резания

,

где – поправочный коэффициент [1, с. 383, таблица 39];

m, q, y, x – показатели степеней [1, с. 383, таблица 39];

,

,

Определяем частоту вращения шпинделя

,

мин^-1

Принимаем n=840 мин^-1.

Определяем действительное значение скорости резания

Определяем крутящий момент

,

где – поправочный коэффициент [1, с. 385, таблица 42];

x, q, y – показатели степеней [1, с. 385, таблица 42];

K_p – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

,

,

Н·м

Определяем мощность резания

,

кВт

Определяем мощность электродвигателя станка

N_дв = кВт,

Получившаяся мощность меньше мощности главного привода станка.

Определяем минутную подачу

,

мм/мин

Определяем основное время

Определяем длину резания

,

мм,

мин

Переход 4. Нарезание резьбы.

Подачу принимаем S=1,25 мм/об.

Определяем скорость резания

,

где – поправочный коэффициент [1, с. 431, таблица 118];

D – номинальный диаметр резьбы, мм;

m, q, y – показатели степеней [1, с. 431, таблица 118];

Т – период стойкости, мин [1, с. 431, таблица 118].

= , (13)

где К_mv– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала [1, с. 433, таблица 119];

К_tv – коэффициент, учитывающий точность нарезаемой резьбы [1, с. 433, таблица 119];

К_uv– коэффициент, учитывающий материал инструмента [1, с. 433, таблица 119].

,

Определяем частоту вращения шпинделя

,

мин^-1

Принимаем n=405 мин^-1.

Определяем действительное значение скорости резания

Определяем крутящий момент

, (14)

где – поправочный коэффициент [1, с. 433, таблица 120];

q, y – показатели степеней [1, с. 433, таблица 120];

P – шаг резьбы, мм;

K_p – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания [1, с. 433, таблица 119].

Н·м

Определяем мощность резания

,

кВт

Определяем мощность электродвигателя станка

N_дв = кВт,

Получившаяся мощность меньше мощности главного привода станка.

Определяем минутную подачу

,

мм/мин

Определяем основное время

(15)

Определяем длину резания

,

мм,

мин

Рассчитаем время перемещения инструмента по выбранной траектории

, (16)

где t_р.х. – время выполнения рабочего хода траектории;

n – количество рабочих ходов;

t_х.х. – время выполнения холостого хода траектории;

m – количество холостых ходов;

Переход 1.

Определяем время холостого хода

, (17)

где L_х.х. – величина траектории холостого хода, мм;

S_м.б – минутная подача быстрых перемещений, мм/мин.

мин

Переход 2.

Определяем время холостого хода

мин

Переход 3.

Определяем время холостого хода

мин

Переход 4.

Определяем время холостого хода

мин

Соответственно

мин

Определяем время автоматической смены инструмента – (8 c) 0,13 мин.

, (18)

где t – время смены одного инструмента, мин;

i – количество используемых на операции инструментов.

мин

Время зажима или разжима заготовки в приспособлении – 0,05 мин.