Токарно-винторезный станок 16б16п

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

над станиной …………………………………….. 320

над суппортом ………………………………….. 180

Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм …… 1200

Мощность двигателя N_д , 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 - Р_х0= 3600 Н

Пример выполнения работы

Схема обработки

Вариант 1

Дано:

Материал заготовки - сталь 20Х;

Вид заготовки - прокат;

Точность материала заготовки - σ_в = 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 - l_p = 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 σ_в 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 R_a = 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 σ_в = 500…650 МПа, глубине резания t до 3 мм, угле в плане φ = 90˚ при подаче S = 0,36 мм/ об, определяем усилие подачи Р_х = 90 Н.

По паспорту станка 16К20 допустимое усилие составляет Р_х0 = 6 000 Н.

Имеем Р_х < Р_х0, 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 σ_в = 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.·K_l , (2)

где K_l- коэффициент, учитывающий отношение вылета резца l_p к высоте сечения державки Н. Для l_p / H=30 / 20=1.5, K_l = 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 σ_в = 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.·K_p , (3)

где К_р - коэффициент, учитывающий условие работы инструмента.

Для непрерывного резания К_р = 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 σ_в 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 .· K_l · K_φ (4)

где K_l - коэффициент, учитывающий отношение длины заготовки к диаметру d,

K_φ - коэффициент, учитывающий величину угла в плане.

Для L / d = 120 : 45 = 2.65, K_L=10

φ=90˚ , K_φ=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 σ_в = 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:

V_p = Vтабл · К_п · К_н · К_т · К_о (5)

где К_п - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К_и - коэффициент, учитывающий марку инструментального материала;

К_т - коэффициент, учитывающий стойкость инструмента;

K_o - коэффициент, учитывающий охлаждение.

Для обработки проката, где поверхность без корки К_п = 1;

Для твёрдосплавных резцов Т30К4 К_п = 1.4;

Для периода стойкости Т = 60 мин К_т=1;

Для обработки с охлаждением К_о=1.

V_р = 185 · 1 · 1.4 · 1 · 1 = 259 м/ мин

6.2. Определение частоты вращения шпинделя

Частоту вращения шпинделя станка определяем по формуле:

n_p = 1000·V_p / π D = 318·V / D (6)

где D - диаметр заготовки, мм

n_p = 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 σ_в = 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.·К_γ·К_φ (8)

Где К_γ и К_φ - коэффициенты, учитывающие величину переднего угла и главного угла в плане.

Для γ = 10˚ К_γ = 1.

Для φ = 75…90˚ К_φ = 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

N_д = 10 кВт, КПД η = 0.85.

Мощность привода главного движения

N_c = N_д· η

N_c = 10 · 0.85 = 8.5 кВт

Выполняется условие N < N_c

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 Т_о определяем по формуле:

T_o = l_o / S_м = l+l₁ / S· n (10)

где l_o- длина рабочего хода резца, мм;

l - длина обрабатываемой поверхности, мм;

l₁ - 2 мм- недовод резца, мм;

S_м - скорость подачи, мм/мин.