1.2 Технологический процесс изготовления детали (маршрутный)

Деталь обрабатывается на операциях:

010 Токарная операция;

020 Токарная операция;

030 Токарная операция;

040 Фрезерная операция;

050 Сверлильная операция.

1.3 Описание технологической операции

030 Токарная операция

Точить по контуру поверхность начисто

1.4 Применяемое оборудование

Станок 12К20Ф3.

Параметры станка:

1. Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:

над станиной: 400;

над суппортом: 220;

2. Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстия шпинделя: 20;

3. Наибольшая длина обрабатываемой заготовки: 1000;

4. Шаг нарезаемой резьбы:

метрической до 20;

дюймовой, число ниток на дюйм: – ;

модульной, модуль: – ;

5. Шаг нарезаемой резьбы:

питчевой, питч: – ;

6. Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5 – 2000;

7. Число скоростей шпинделя: 22;

8. Наибольшее перемещение суппорта:

продольное: 900;

поперечное: 250;

9. Подача суппорта, мм/об ( мм/мин ):

продольная: (3 – 1200);

поперечная: (1,5 – 600);

10. Число ступеней подач: Б/с;

11. Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин:

продольного: 4800;

поперечного: 2400;

12.Мощность электродвигателя главного привода, кВт: 10;

13.Габаритные размеры (без ЧПУ):

длина: 3360;

ширина: 1710;

высота: 1750;

14.Масса, кг: 4000;

1.5 Схема базирования заготовки на операции

Рисунок 1. – схема базирования детали

поверхность А – установочная с тремя опорными точками: 1,2,3;

поверхность Б – двойная направляющая с двумя опорными точками: 4,5.

2. Расчетная часть

2.1 Расчет режимов обработки

Режимы обработки определяются двумя методами:

1. Статистическим (по таблице)

2. Аналитическим методом по эмпирическим формулам

К элементам режимов резания относятся:

1. Глубина резания – t, мм

где di1-диаметр поверхности полученный на предыдущем переходе, мм;

di-диаметр поверхности на данном переходе, мм;

;

где Zmax-максимальный припуск на обработку.

t при отрезании и прорезании канавок равна ширине резца t=H

2. Подача - S, мм/ об.

3. Скорость резания-V, м/мин.

;

4. Число оборотов шпинделя, n, об/мин;

;

Определить режимы обработки для токарной чистовой операции наружного точения поверхности Ø62h9_{-0,074 ,} определить силу резания Pz, основное время на обработку To, и возможность выполнения данной операции на заданном станке.

Исходные данные:

1.Станок 16К20Ф3

2.Получаемые параметры: Ø62h9_{-0,074 ;} Lобр = 18^+0,18 ; шероховатость

Ra 3,2;

Zmax = 1,5;

3.Инструмент: резец проходной упорный, φ = 90˚; φ₁ = 3˚; r = 1 мм; L = 170;

H×B = 20×16; Т15К6; стойкость Т 60 мин.

4. Материал: сталь 20 ГОСТ 1050-88 ( δ_вр = 410МПа);

Ход работы

1. Определить глубину резания: ;

где Zmax – максимальный припуск на обработку; мм;

2. Подача выбирается по таблицам, справочникам: [2, с.268; т.14]; ( черновая обработка ).

Sтабл = 0,63, с учетом поправочного коэффициента: Кs = 0,48;

(т. к δ_вр = 410МПа);

S = Sтабл × Кs; S = 0,63×0,45 = 0,3 мм/об ;

3. Скорость резания [2, с.265].

;

где С_v – коэффициент; x, y, m - показатели степеней. [2, т.17,с.269].

C_v = 420; m = 0,20; x = 0,15; y = 0,20;

Т – стойкость инструмента; Т = 60 мин;

t – глубина резания; t = 0,75 мм;

S – подача; S = 0,3 мм/об;

;

V = 247×К_V ;

где К_V – поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки.

К_V = К_мv × К_nv × К_иv× К_mv;

где К_мv – коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания [2, т.1 – 4,с.261 – 263 ].

Для стали

К_мv = К_r × n_v ;

n_v = 1,0; К_r = 1,0; К_мv = 1 × = 1,82;

К_nv – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки; [2, т.5,с. 263 ].

К_nv = 1,0 ;

К_иv – коэффициент, учитывающий влияние инструмента материала на скорость резания. [2, т.6,с. 263 ].

К_иv=1;

К_V = 1,82 × 1,0 × 1,0 = 1,82;

V = 247 × 1,82 ≈ 450 ^м/_{мин ;}

4. Частота оборота шпинделя определяется по формуле:

N = ; n = ^об/_мин.

Для повышения стойкости инструмента принимаем n = 1000 об/мин.

5. Определяем фактическую скорость резания:

V_ф = ; V_ф = = 195 м/мин;

6. Определяется сила резания:

Р_z по формуле; [2, с. 271 ].

Р_z = 10 × C_p × t^x × S ^y ×V_фⁿ × K_p;

где C_p – постоянная;

x, y, n – показатели степени; [2, т.22,с. 273 ].

t – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

V – фактическая скорость резания, м/мин;

C_p= 300; x = 1,0; y = 0,75; n = -0,15;

K_p = 10 × 300 × 0,75 × 0,41 × 0,44 × K_p = 406 × K_p ;

K_p – поправочный коэффициент; [2, с. 271 ].

K_p = K_мр× K_φр× K_γр× K_λр× K_rр;

где К_мр – коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости. [2, т.9, с. 264 ].

К_мр= ; n = 0,75; К_мp= ;

K_φр; K_γр; K_λр; K_rр; – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания [2, т.23,с. 275 ]

K_φр = 0,89; K_γр = 1,0; K_λр = 1,0; K_rр = 0,93;

K_p = 0,85 × 0,89 × 1,0 × 1,0 × 0,93 = 0,7;

Р_z = 406 × 0,7 = 284 H;

7. Проверим режимы резания по мощности на шпинделе станка, для этого определяется мощность резания по формуле:

N_{рез. ;}

где Рz сила резания; м;

V – фактическая скорость резания; м/мин;

60×1200 – переводной коэффициент;

N_рез= ;

Kz = 406 ×0,7 = 284 Н;

Определяем N на шпинделе станка с учетом коэффицента полезного действия; КПД (η);

N_шп. = N_дв.×η;

где N_шп – мощность на шпинделе; кВт;

N_дв – мощность электродвигателя станка; кВт;

N_дв 16К20Ф3 = 10кВт;

Η - для металлорежущих станков; 0,7/0,8;

N_шп = 10 × 0,7 = 7 кВт;

Вывод

Т.к. условие N_рез< N_шп; соблюдается ( 0,9 < 7 ) ,то выбранные режимы обработки осуществимы на станке 16К20Ф3;

9. Определяем основное время по формуле:

Т_o = i ;

где L_расч. – расчетная длина обработки; мм;

Которую рассчитывают по формуле:

L_расч. = lобр + l₁+ l₂+ l_3;

где lобр – длина обрабатываемой поверхности; мм;( lобр = 18мм );

l₁+l₂ - –еличина врезания и величина перебега инструмента; мм; (равно в среднем 5мм);

l₃ – дополнительная длина на взятие пробной стружки. (т.к. обработка на автоматическом режиме, то l₃ = 0);

i – количество проходов;

Т_o = = 0,07мин;

Все полученные выше результаты сведем в таблицу;

Таблица 1 – Параметры обработки на токарной операции

D, мм	L, мм	t, мм	S, мм/об	n, об/мин	i,	Pz, Н	Nрез, кВт	То, мин
62	18	0,75	0,3	1023	1	284	0,9	0,07