Токарно-винторезный станок 16б16п
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:
над станиной …………………………………….. 320
над суппортом ………………………………….. 180
Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм …… 1200
Мощность двигателя Nд , кВт………………………….. 6.3
КПД станка η, …………………………………………… 0,8
Частота вращения шпинделя, об / мин:
20; 25; 31.5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 500; 630;
800; 1 000; 1 250; 1 600; 2 000.
Продольная подача S, мм/ об:
0.05; 0.06; 0.07; 0.08; 0.1; 0.12; 0.15; 0.17; 0.2; 0.25; 0.3; 0.35; 0.4;
0.5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9; 1.0; 1.2; 1.4; 1.6; 2.0; 2.4; 2.8.
Поперечные подачи равны 0.5 от продольных;
Максимальная осевая составляющая силы резания, допускаемая
механизмом подачи - Рх0= 3600 Н
Пример выполнения работы
Схема обработки
Вариант 1
Дано:
Материал заготовки - сталь 20Х;
Вид заготовки - прокат;
Точность материала заготовки - σв = 580 МПа;
Модель станка - 16К20;
Диаметр заготовки D = 50 мм;
Диаметр обработанной поверхности d=45 мм;
Длина заготовки L=120мм;
Длина обработанной поверхности l = 80 мм;
Квалитет точности – 9;
Шероховатость обработанной поверхности - Ra 6.3 мкм;
Вылет резца - lp = 30 мм;
Жёсткость системы ЗИПС - повышенная.
Определение режимов резания по справочным нормативам
1.Выбор размеров и материала режущей части инструмента.
По карте 1[1] для получистового точения непрерывного с равномерным сечением среза низколегированной стали при повышенной жесткости ЗИПС принимаем в качестве материала режущей части инструмента твердый сплав Т30К4.
Для этих условий обработки принимаем размеры сечения державки резца В·Н= 12·20 мм, толщину пластины h = 4 мм.
2. Назначение геометрических параметров режущей части инструмента
По карте 2[1] для обработки стали прочностью σв до 600 МПа
твердосплавным инструментом принимаем форму передней поверхности плоскую.
Передний угол γ = 15˚, задний угол α = 12˚.
Для обработки ступенчатой поверхности при повышенной жёсткости системы ЗИПС принимаем угол в плане φ = 90˚
Для шероховатости обработанной поверхности Ra = 3.2…12.5 мкм принимаем величину радиуса при вершине r = 1 мм.
3.Определение глубины резания и числа ходов
Делаем попытку обработки за один рабочий ход.
Глубину резания t определяем по формуле:
t = D - d / 2 (1)
t = 50 – 45 / 2 = 2.5 мм
4. Определение подачи.
4.1. Определение подачи S1, в зависимости от шероховатости обрабатываемой поверхности.
По карте 3[1] для шероховатости Rа 6.3 мкм и радиуса при вершине r = 1 мм определяем подачу S1 = 0.37 мм/ об.
4.2. Проверка подачи по допустимому усилию подачи.
По карте 4[1] для обработки стали прочностью σв = 500…650 МПа, глубине резания t до 3 мм, угле в плане φ = 90˚ при подаче S = 0,36 мм/ об, определяем усилие подачи Рх = 90 Н.
По паспорту станка 16К20 допустимое усилие составляет Рх0 = 6 000 Н.
Имеем Рх < Рх0, 90 < 900- резание возможно. Оставляем выбранную в пункте 4.1. подачу S1 = 0.37 мм / об.
4.3. Определение подачи S3 в зависимости от прочности державки резца.
По карте 5[1] для обработки стали σв = 500…650 МПа, глубине резания t = 2.5 мм, сечении державки 12х20 мм определяем S3табл .= 1.8 мм/об.
Определяем допустимую подачу по формуле:
S3 = S3табл.·Kl , (2)
где Kl- коэффициент, учитывающий отношение вылета резца lp к высоте сечения державки Н. Для lp / H=30 / 20=1.5, Kl = 1.
S3 = 1.8 · 1 = 1.8 мм /об
Оставляем выбранную в п. 4.1. подачу S1 = 0.37 мм/ об
4.4. Определение подачи S4 в зависимости от прочности пластины твердого сплава.
По карте 6[1] для обработки стали σв = 500…700 МПа, угле в плане 90, глубине резания t = 2.5 мм, толщине пластины из т/с h = 4 мм находим S4табл = 1.1 мм/ об
Определяем допустимую подачу по формуле:
S4 = S4табл.·Kp , (3)
где Кр - коэффициент, учитывающий условие работы инструмента.
Для непрерывного резания Кр = 1
S4=1.1·1 = 1.1 мм/ об
Оставляем выбранную в п. 4.1. подачу S1 = 0.37 мм/ об.
4.5. Определение подачи S5 в зависимости от точности обработки.
По карте 7[1] для обработки по 9 квалитету точности стали с σв до 680 МПа, глубине резания t до 2.8 мм, диаметру обработанной поверхности d = 40…60 мм, определяем S5табл. = 0.17 мм /об.
Определяем допустимую подачу по формуле:
S5=S5табл .· Kl · Kφ (4)
где Kl - коэффициент, учитывающий отношение длины заготовки к диаметру d,
Kφ - коэффициент, учитывающий величину угла в плане.
Для L / d = 120 : 45 = 2.65, KL=10
φ=90˚ , Kφ=2,5.
S5 = 0.17 · 10 · 2.5 = 4.25 мм/об
Оставляем выбранную в п. 4.1. подачу S1 = 0.37 мм/ об.
4.6. Уточнение подачи по паспорту станка.
По паспорту станка 16К20 ближайшее к S1 значение подачи
S = 0.35 мм /об
5.Назначение периода стойкости инструмента.
Для одноинструментальной обработки в серийном производстве принимаем период стойкости резца Т = 60 мин [2]
6.Определение скорости резания и частоты вращения шпинделя.
6.1. Определение скорости резания.
По карте 8 для обработки стали σв = 500…650 МПа, t до 3 мм S до 0.38 мм/ об, φ = 75…90˚
Vтабл . = 185 м/мин
Определяем допустимую скорость по формуле:
Vp = Vтабл · Кп · Кн · Кт · Ко (5)
где Кп - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
Ки - коэффициент, учитывающий марку инструментального материала;
Кт - коэффициент, учитывающий стойкость инструмента;
Ko - коэффициент, учитывающий охлаждение.
Для обработки проката, где поверхность без корки Кп = 1;
Для твёрдосплавных резцов Т30К4 Кп = 1.4;
Для периода стойкости Т = 60 мин Кт=1;
Для обработки с охлаждением Ко=1.
Vр = 185 · 1 · 1.4 · 1 · 1 = 259 м/ мин
6.2. Определение частоты вращения шпинделя
Частоту вращения шпинделя станка определяем по формуле:
np = 1000·Vp / π D = 318·V / D (6)
где D - диаметр заготовки, мм
np = 318·259 / 50 = 1647 об /мин
По паспорту станка 16К20 ближайшее значение n = 1600 об/мин.
Тогда V = D·n / 318 (7)
V = 50 · 1600 / 318 = 252 м/мин,
где V - фактическая скорость резания.
7. Определение мощности резания
7.1. Определение мощности, необходимой для снятия стружки.
По карте 9 при обработке стали σв = 500…700 МПа,
t до 2.8 мм, S до 0.37 мм/ об, V до 250 м/ мин
Nтабл. = 5.8 кВт
Определяем необходимую мощность по формуле
N = Nтабл.·Кγ·Кφ (8)
Где Кγ и Кφ - коэффициенты, учитывающие величину переднего угла и главного угла в плане.
Для γ = 10˚ Кγ = 1.
Для φ = 75…90˚ Кφ = 1,1.
N = 5.8 · 1 ·1.1 = 6.38 кВт
7.2 Проверка режима по мощности станка
По паспорту станка 16К20 мощность двигателя главного движения
Nд = 10 кВт, КПД η = 0.85.
Мощность привода главного движения
Nc = Nд· η
Nc = 10 · 0.85 = 8.5 кВт
Выполняется условие N < Nc
6.38 < 8.5
Принимаем
t = 2.5 мм; S = 0.35 мм/об; n = 1 600 об / мин.
8. Определяем основное время обработки
Основное время То определяем по формуле:
To = lo / Sм = l+l1 / S· n (10)
где lo- длина рабочего хода резца, мм;
l - длина обрабатываемой поверхности, мм;
l1 - 2 мм- недовод резца, мм;
Sм - скорость подачи, мм/мин.