8. Расчет технической характеристики токарно-винторезного станка
Рассчитать
техническую характеристику
токарно-винторезного станка по типу
модели 16К20: число скоростей z=18,
нарезаемые метрические резьбы с шагом
от 0,5 до 112 мм, обрабатывемый материал –
конструкционная сталь
=500
МПа и
=
750 МПа, инструмент из быстрорежущей
стали Р18 и твердого сплава Т15К6.
8.1.
Определяем значения предельных диаметров
точения
(мм)
по формулам табл. 6.1
;
,
где
и
– максимальный и минимальный расчетные
диаметры точения, мм;
Н – высота
центров станка, мм.
8.2.
Находим максимальную
и минимальную
глубину резания по табл. 6.2.
8.3.
Находим расчетные значения максимальной
и минимальной
подач по табл. 6.3.
8.4.
Наибольшую скорость резания
находим при точении из условия:
,
;
материал заготовки – конструкционная
сталь
=500
МПа, материал резца – твердый сплав
Т15К6, стойкость резца Т=30
мин.
8.5.
Наименьшую скорость резания
находим из условия, что
,
,
материал заготовки – сталь
=750
МПа, материал режущей части резца –
быстрорежущая сталь Р18 при стойкости
резца Т=90
мин. Полученное значение
сравниваем со скоростью при нарезании
резцом резьбы 4 – 6-й степеней точности,
которая обычно равна 4 м/мин.
8.6.
Рассчитываем наибольшую
и наименьшую
частоты вращения шпинделя, предполагая,
что работа с наибольшей скоростью
может производиться при обработке
деталей минимальных диаметров
,
а работа с наименьшей скоростью
– при точении деталей наибольших
диаметров
по формулам (6.3), (6.4).
Частоту вращения шпинделя при чистовом нарезании резьбы 6 – 7-й степеней точности определяют по формуле
,
где
– частота вращения шпинделя при чистовом
нарезании резьбы, мин-1;
– скорость резания при чистовом нарезании
резьбы 6 – 7-й степеней точности (обычно
4
м/мин); Н
– высота центров станка, мм.
Выполнение
этой операции производят при минимальной
частоте вращения шпинделя
,
которую принимают из заданного числа
ступеней коробки скоростей
,
знаменателя
и критической скорости вращения шестерен,
которая должна быть менее 12 м/с.
8.7.
Определяем максимальную силу резания
и максимальную мощность
в двух вариантах:
а)
при обработке легированной стали
=750
МПа с глубиной резания
и подачей
,
материал режущей части резца –
быстрорежущая сталь Р18. Составляющую
силы резания
для указанных условий рассчитывают по
формулам, приведенным в справочной
литературе [8]. Скорость для этих условий
была определена в п. 8.5 и равнялась
.
Эффективная мощность при этом
.
б)
при получистовой обработке той же стали
резцами, оснащенными твердым сплавом
Т15К6, глубина резания
(мм), подача
(табл. 6.2, 6.3). Составляющую силы резания
и скорость
резания
для данного случая определяем по
формулам, приведенным в справочной
литературе [8]. Эффективная мощность при
этом
.
Сравнивая
и
,
находим
.
8.8. Мощность электродвигателя привода главного движения определяем по максимальной эффективной мощности получистовой обработки резцами, оснащенными твердым сплавом, по формуле (7.6).
8.9. Определяем мощность устанавливаемого электродвигателя по формуле (7.8).
По
каталогу [7] подбираем: тип электродвигателя,
,
кВт;
,
мин-1
и
,
мин-1.
Результаты расчета режимов резания, усилий и мощности заносим в табл. 7.1.
8.10.
Определяем максимальное усилие
вдоль оси заготовки по формуле
.
8.11. Определяем тяговую силу Q, необходимую для осуществления продольной подачи суппорта,
,
где
– масса движущихся частей станка, кг;
– масса станка, которую находят по
каталогу или паспорту станка, кг;
=
9,81 – коэффициент перевода килограмм-сил
в ньютоны;
=1,15
– коэффициент, учитывающий влияние
опрокидывающего момента; f
= 0,15 –
приведенный коэффициент трения на
направляющих.