1.7 Выбор оборудования и технологической оснастки

С целью сокращения вспомогательного времени в современном производстве широко используются станки с числовым программным управлением.

В данном технологическом процессе я предлагаю использовать токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 для таких операций как: подрезка торца, растачивание отверстия и канавки, нарезка резьбы, точение фасок.

Токарный станок 16К20Ф3 имеет следующую техническую характеристику, приведенную в таблице 8.

Таблица 8 – Техническая характеристика станка 16К20Ф3

Параметры	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм: -над станиной -над суппортом	400 220
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя, мм	53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм	1000
Шаг нарезаемой резьбы: -метрической	До 20
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5-2000
Число скоростей шпинделя	22
Наибольшее перемещение суппорта, мм: -продольное -поперечное	900 250
Подача суппорта, мм/об(мм/мин) -продольная -поперечная	(3-1200) (1,5-600)
Число ступеней подач	б/с
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: -продольного -поперечного	4800 2400
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	10
Габаритные размеры (без ЧПУ), мм: -длина -ширина -высота	3360 1710 1750
Масса, кг	4000

Станок предназначен для многооперационной обработки разнообразных деталей сложной конфигурации из стали, чугуна, цветных металлов в условиях индивидуального и серийного производства, обеспечивает высокую точность работ.

Чтобы обеспечить высокое качество обработки, режущий инструмент, должен обладать высокой надежностью, он должен обладать высокими стабильными режущими свойствами, обеспечивать получение заданной точности обработки.

В данном технологическом процессе в качестве режущего инструмента следует использовать резцы: расточной, подрезной, прорезной, резьбонарезной.

1.8 Расчет режимов резания на операции

Режимы обработки назначаются на все технологические операции по общемашиностроительным нормативам времени и режимов резания для соответствующего вида обработки и типа производства, рассчитываются на ЭВМ или определяются расчетно-аналитическим методом.

Для всех видов операций порядок расчёта режимов резания следующий:

1.Назначается глубина резания t;

2.В зависимости от чистоты поверхности назначается подача s;

3.Рассчитывается по эмпирическим формула скорость резания V;

4.Рассчитывается частота вращения шпинделя n;

(1,12)

5.Корректируем n по паспортным данным станка, получаем n_ф;

6.Определяем фактическую скорость резания V_ф;

(1,13)

7.Опеделяем мощность резания и корректируем сравниваем её с мощностью станка (для безаварийной работы N_рез≤N_ст).

Рассмотрим токарную обработку.

При наружном продольном и поперечном точении и растачивании скорость резания находят по формуле:

(1,14)

а при отрезании, прорезании и фасонном точении, по формуле:

, (1,15)

где Т – период стойкости инструмента (30-60мин); C_V; m; x; y – коэффициенты [7];

K_V = K_м × K_j × K_n × K_r ×K_u,

где K_м – коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал

K_ – коэффициент, учитывающий главный угол в плане;

K_n – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_r – коэффициент, учитывающий радиус при вершине;

K_u – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

(1,16)

Тангенциальная составляющая силы резания P_z, рассчитывается по формуле:

P_z=10∙С_р∙t_x∙s_y∙V_n∙K_p, (1,17)

К_р = K_м K_ K_ K_ K_r,

где K_м; K_; K_; K_; K_r – коэффициенты учитывающие фактические условия резания [7].

Мощность резания рассчитываем по формуле:

(1,18)

Расчет режимов резания на операцию 020 Токарная с ЧПУ. Оборудование: токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3.

П ереход 2 – Подрезать торец 1

Резец подрезной Т5К10 ГОСТ18871-75; φ=90°; φ1=10°; γ=10°; t=1 мм.

1. Назначаем подачу: S=0,15 мм/об [10, табл.15, с.268];

2. Рассчитаем скорость резания

_В = 500 мПа; К_г=1,0 и n_v=1,0 [10, табл.2, с.262]. Тогда К_MV равен:

К_nv=1,0 [10, табл. 5, с.236], К_uv=0,65 [10, табл. 6, с.263], К_φv=0,7 и К_φ1v=1,0 [10, табл. 18, с.271]. Тогда К_v равен:

;

С_V=420, x=0,15, y=0,2, m=0,2 [10, табл.17, с.269]; (м/мин);

3. (об/мин);

4. (об/мин);

5. (м/мин);

6. Рассчитаем силу резания

n=0,75 [10, табл.9, с.264];

K_φр=0,89; K_γр=1,0; K_λр=1,0; К_rp =1,0 [10, табл. 23, с.275]. Тогда К_Р равен:

С_Р=300; х=1; у=0,75; n=-0,15; [10, табл.22, с. 273]. Тогда P_z равен:

(Н)

7. (кВт), N_ф<N_ст = 11 кВт.

П ереход 4 – Расточить поверхности 3 ,

Резец расточной 16×16 Т5К10 ГОСТ 18882-73; φ=90°; φ₁=10°; γ=10°; t=2,1 мм.

1. Назначаем подачу: S=0,1 мм/об [10, табл.15, с.268];

2. Рассчитаем скорость резания

_В = 500 мПа; К_г=1,0 и n_v=1,0 [10, табл.2, с.262]. Тогда К_MV равен:

К_nv=1,0 [10, табл. 5, с.236], К_uv=0,65 [10, табл. 6, с.263], К_φv=0,7 и К_φ1v=1,0 [10, табл. 18, с.271]. Тогда К_v равен:

;

С_V=420, x=0,15, y=0,2, m=0,2 [10, табл.17, с.269]; (м/мин);

3. (об/мин);

4. (об/мин);

5. (м/мин);

6. Рассчитаем силу резания

n=0,75 [10, табл.9, с.264];

K_φр=0,89; K_γр=1,0; K_λр=1,0; К_rp =1,0 [10, табл. 23, с.275]. Тогда К_Р равен:

С_Р=300; х=1; у=0,75; n=-0,15; [10, табл.22, с. 273]. Тогда P_z равен:

(Н)

7. (кВт), N_е<N_ст = 11 кВт.

П ереход 6 – Расточить канавку 5 .

Резец канавочный внутренний b=2,5 Т5К10; φ=90°; φ1=10°; γ=10°; t=2,5 мм.

1. Назначаем подачу: S=0,12 мм/об [10, табл.15, с.268];

2. Рассчитаем скорость резания

_В = 500 мПа; К_г=1,0 и n_v=1,0 [10, табл.2, с.262]. Тогда К_MV равен:

К_nv=1,0 [10, табл. 5, с.236], К_uv=0,65 [10, табл. 6, с.263], К_φv=0,7 и К_φ1v=1,0 [10, табл. 18, с.271]. Тогда К_v равен:

;

С_V=47, y=0,8, m=0,2 [10, табл.17, с.269]; (м/мин);

3. (об/мин);

4. (об/мин);

5. (м/мин);

6. Рассчитаем силу резания

n=0,75 [10, табл.9, с.264];

K_φр=0,89; K_γр=1,0; K_λр=1,0; К_rp =1,0 [10, табл. 23, с.275]. Тогда К_Р равен:

С_Р=408; х=0,72; у=0,8; n=0; [10, табл.22, с. 273]. Тогда P_z равен:

(Н)

7. (кВт), N_е<N_ст = 11 кВт.

Переход 8 – Нарезать резьбу 7

Резец токарный резьбовой ГОСТ 18885-73

1. Назначаем подачу: S=0,75 мм/об

2. Назначаем период стойкости резца Т=70мин.

3. Рассчитаем скорость резания

_В = 500 мПа; К_г=1,0 и n_v=1,0 [10, табл.2, с.262]. Тогда К_MV равен:

К_nv=1,0 [10, табл. 5, с.236], К_uv=0,65 [10, табл. 6, с.263]. Тогда К_v равен:

;

С_V=244, x=0,23, y=0,3, m=0,2 [10, табл.17, с.269]; (м/мин);

4. (об/мин);

5. (об/мин);

6. (м/мин);

7. Рассчитаем силу резания

n=0,75 [10, табл.9, с.264];

К_Р = К_мр =0,74

С_Р=148; Р=0,75; у=1,7; n=0,71; [10, табл.22, с. 273]. Тогда P_z равен:

(Н)

8. (кВт), N_е<N_ст = 11 кВт.