1 Обоснование основных технических характеристик станка

1.1 Общие теоретические положения

1.1.1. Основными техническими характеристиками металлорежущих станков, определяющими в процессе эксплуатации степень их экономи­ческой эффективности и производственные возможности являются: а) параметры, характеризующие предельные размеры обрабатываемых поверхностей заготовок (D - наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной для токарных станков, d - наибольший ус­ловный диаметр сверления для сверлильных станков, В х L - шири­на и длина рабочей поверхности стола для фрезерных станков и т.д.); б) число ступеней частот вращения Z_n и подач Z_s; в) предельные n_min и n_max и промежуточные n_i частоты вращения шпинделя; г) предельные S_min и S_max и промежуточные S_i подачи; д) мощности привода главного движения N_n и подач N_ns или общего привода N.

1.1.2. Определение основных технических характеристик станка необходимо производить, исходя из обеспечения возможности работы его в разнообразных условиях при обработке различных материалов соответствующими режущими инструментами. Изменение скоростей реза­ния v и подач S должно быть в широком диапазоне с целью по­лучения наивыгоднейших режимов резания при выполнении разнообраз­ных операций. Учитывая тенденций дальнейшего совершенствования и развития процессов резания и технический прогресс в области режущих инструментов, нужно иметь достаточные резервы повышения режимов обработки.

1.1.3. Расчет режимов резания следует начинать, установив не обходимые для получения их предельных значений физико-механичес­кие свойства материалов заготовок, размеры обрабатываемых деталей, характеристики режущих инструментов и характерные операции. Пода­чи, скорости и силы резания, эффективные мощности рассчитываются по эмпирическим формулам теории резания или выбираются по нормативным таблицам режимов обработки резанием. Выбрав оптимальную глубину резания t, определяются оптимальные предельные значе­ния подач S_min и S_max и, задавшись соответствующим периодом стойкости инструмента Т, предельные оптимальные значения ско­ростей резания v_min и v_max, а затем - максимальные силы резания Р_x, Р_y, Р_z и максимальная эффективная мощность резания N_эv.

1.1.4. Для сокращения затрат времени на выполнение курсового проекта и с учетом его учебного характера в задании могут быть указаны некоторые исходные проектные параметры стачка, как пре­дельные частоты вращения шпинделя или подачи, максимальная эффек­тивная мощность резания или подач, предельное тяговое усилие к т.п., на основании которых определяются основные технические ха­рактеристики. В этом случае производится анализ обрабатываемых заготовок и применяемых режущих инструментов на станке, устанав­ливаются и обосновывается операции, для которых заданы предельные режимы резания и максимальные силовые параметры. Затем уточняются и корректируются проектные характеристики станка из условия обеспечения оптимальных режимов обработки.

1.2 Расчет и обоснование режимов резания

1.2.1. Выбор предельных расчетных диаметров обрабатываемых заготовок или режущих инструментов влияет на установление диапа­зона регулирования частот вращения шпинделя, а для некоторых стан­ков и на установление проектной мощности. Для станков токарной, сверлильной и фрезерной групп рекомендуется следующее соотношение между наибольшим расчетным диаметром и наименьшим: D_max=(4...6)D_min. Наибольший расчетный диаметр для токарных станков принима­ется D_max=(0,75...1,0)D, для сверлильных - D_max=(0,75...1,0)d, для фрезерных D_max=(8...12) .

1.2.2. Предельная глубиyа резания определяется припуском на обработку, который по возможности должен быть минимальным. Наи­большая глубина резания назначается при черновой обработке из ус­ловия снятия всего припуска за один проход, а наименьшая - при чистовой обработке в соответствии с требованиями шероховатости и точности к обработанной детали.

1.2.3. Наибольшие подачи S_max устанавливаются при черновой обработке мягких сталей и чугунов и ограничиваются прочностью и жесткостью обрабатываемой детали, способом крепления ее на стан­ке, прочностью и жесткостью державки инструмента и механизма по­дачи станка. Наименьшие подачи S_min определяются при обработке ле­гированных сталей и твердых чугунов и соответствуют требованиям к шероховатости и точности обработанной поверхности заготовки.

1.2.4. Максимальные скорости резания v_max наиболее вероятны при обработка мягких сталей твердосплавным инструментом с малыми сечениями стружки, а минимальные v_min - при обработке легирован­ных сталей и твердых чугунов.

Для токарных станков v_max соответствует продольному точению резцом с твердосплавной режущей частью типа ТК с наименьшими глу­биной резания и подачей при наименьшей стойкости Т = 30 мин, а v_min - с наибольшими глубиной резания ц подачей, резцом с режу­щей частью ид быстроражущей стали при стойкости Т = 60 мин.

Для сверлильных станков v_max определяется при сверлении с наименьшими диаметром сверла и подачей, а при расчете v_min - с наибольшими их значениями. Максимальное значение скорости резания сравнивается с допустимыми скоростями резания при выполнении дру­гих работ на станке.

Для фрезерных станков v_max соответствует фрезерованию минимальным диаметром фрезы с твердосплавной режущей частью при мини­мальных стойкости, глубине резания и подаче на зуб фрезы и нашеньшей ширине фрезерования, но с обеспечением равномерной обработки. При определении v_min принимает материал режущей части фрезы - быстрорежущую сталь, диаметр фрезы и стойкость наибольшими, глубину резания, подачу на зуб фрезы и ширину фрезерования - максимальны­ми.