1.2. Техническое задание

Спроектировать многоцелевой станок с подробной разработкой привода главного движения.

Станок предназначен для выполнения разнообразных работ в условиях серийного и крупносерийного производства.

Техническая характеристика станка

Размеры рабочей поверхности стола (ширина×длина), мм 500×500

Число управляемых координат:

всего 3

одновременно 2

Длина хода, мм

по оси X 800

по оси Z 500

по оси Y 500

Мощность привода главного движения, кВт 15

Частота вращения шпинделя, мин ^-1 100-1500

Число инсрументальных гнезд в магазине 30

Масса, кг 11370

Габаритные размеры (длина×ширина), мм 400×400

Максимальный диаметр инструмента, мм 100

Скорость холостого хода, мм/мин 5000

Подача:

стола, мм/мин 1-1000

шпиндельной бабки, мм/мин 1-1000

стойки, мм/мин 1-1000

Габариты (длина×ширина×высота) станка, мм 6000×3700×3100

В данном курсовом проекте представлен многоцелевой станок горизонтальной компоновки

Металлорежущие станки, предназначенные для выполнения большого числа различных технологических операций без переустановки обрабатываемых деталей, имеющих устройство автоматической смены инструмента и оснащенных системами ЧПУ, называют многоцелевыми.

Корпусные и плоские детали можно обрабатывать с одной установки с нескольких сторон (до пяти).

Типовыми технологическими операциями являются растачивание, сверление, зенкерование, развертывание, цекование, нарезание резьбы метчиками, фрезерование плоскостей, контуров и фасонных поверхностей. При высокой концентрации выполняемых технологических операций для многоцелевых станков характерна высокая точность обработки (6-7 квалитет).

Многоцелевые станки снабжают необходимым режущим инструментом, расположенным в специальном инструментальном магазине. В соответствии с заданной управляющей программой используется любой инструмент из магазина, требуемый для обработки соответствующей поверхности.

При горизонтальной компоновке ось вращения шпинделя расположена горизонтально, и такие станки чаще всего используются для обработки сложных корпусных деталей. Шпиндельная бабка перемещается по вертикальным направляющим стойки, которая может быть подвижной или неподвижной.

2. Расчет режимов резания

Исходными данными для выбора режима резания являются: сведения о возможных технологических операциях, выполняемых данным станком, физико-механические свойства обрабатываемого материала, размеры припусков на обработку, паспортные данные станка.

Материалы заготовок:

1. сталь 45 ГОСТ 1412-85 (_В= 750 МПа);

2. чугун СЧ 20 ГОСТ 1412-70 (НВ = 190).

Черновое фрезерование (СЧ20)

Фрезерная операция ведётся на многоцелевом станке. Фрезерование поверхности, диаметр инструмента наружный Ø=100 мм.

Инструмент: фреза цилиндрическая 035-2200-0015 ОСТ 2441-15-87. Материал режущей части твердый сплав Т15К6.

1. Глубина резания:

t = 3 мм

2. Подача: Sz=0,12…0,20мм/об. из [5], табл. 35 стр. 283.

S=0,15мм/об

Минутная подача Sм=190 мм/мин- для чернового фрезерования

Sм=950 мм/мин- для чистового фрезерования

3. Скорость резания:

V = (С_υ ·D^q / T^m·t^xS^yB^uz^p) · к_υ

Т = 180 мин. – период стойкости ([5], табл.40, стр.290)

Коэффициент С_υ и показатели степени берем из [5], табл. 39, стр.286

С_υ = 923; q= 0,37; x=0,13; y = 0,19; u=0,23; p=0,14 m = 0,42 z=18; B=70мм.

к_υ = к_mυ · к_uυ · к_iυ

к_mυ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических

свойств материала.

к_mυ = к_г · (190/ НВ) ⁿ

n_υ = 1,25.

к_mυ = 1· (190/ 190) ^1,25 = 1

к_uυ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

к_uυ = 0,83 из [5], табл. 6 стр. 263.

К_пυ = 0,8 из [5], табл. 5, стр. 263

к_υ = 1· 0,8 ·0,83 = 0,664

V = (923 ·100^0,37 / 180^0,42 · 3 ^0,13· 0,1 ^0,19· 80^0,23· 17^0,14 ) · 0,664 = 125,4 м/мин.

4. Частота вращения:

n = 1000·V/π·D = 1000 · 125,4/3,14· 100 = 400 об/мин;

5. Сила резания Рz=(10 Ср · t^x · Sz^y · B^u · z / D^q) · k_mp

k_mp = 1 берем в табл.9 стр. 264.

Коэффициент С_р и показатели степени берем из [5], табл. 41, стр.291

C_p = 58; x= 0,9; y= 0,8; u=14; q=0,9.

Рz= (10·58·3^0,9·0,1^0,8·80¹·17/100^0,9)·1 = 3,5кН

Рх=0,5*Рz=1,9кН

Ру=0,3 * Рz=1,4кН

6. Мощность резания:

N= Рz · V/1020·60 =5325,33·125,4/1020·60 = 10,9 кВт.

Сверление черновое (сталь 45)

Сверлильная операция ведётся на многоцелевом станке. Сверление отверстия Ø10 мм. Инструмент – сверло спиральное ГОСТ10903-77. Материал режущей части твердый сплав Т15К6.

1. Глубина резания:

t = 2 мм

2. Подача: S=0,10…0,15мм/об. из [5], табл. 25 стр. 277.

S=0,15мм/об

3. Скорость резания:

V = (С_υ ·D^q / T^m·S^y) · к_υ

Т = 20 мин. – период стойкости ([5], табл.30, стр.279)

Коэффициент С_υ и показатели степени берем из [5], табл. 17, стр.286

С_υ = 7; q= 0,40; y = 0,20; m = 0,20.

к_υ = к_mυ · к_uυ · к_iυ

к_mυ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических

свойств материала.

к_mυ = к_г · (750/ σ_в) ⁿ

к_г = 1; σ_в = 750 МПа; n_υ = 0,75.

к_mυ = 1· (750/ 750) ^0,75 = 1

к_uυ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

к_uυ = 1 из [5], табл. 6 стр. 263.

к_iυ = 0,75 из [5], табл. 31

к_υ = 1· 0,9 ·1 = 0,75

V = (7 ·10^0,4 / 20^0,2 · 0,15^0,5) · 0,75 = 18,7 м/мин.

4. Крутящий момент и осевая сила

М_кр = 10·С_м·D^q ·S^y·к_р

Р₀ = 10·С_р·D^q ·S^y·к_р

к_р= к_мр= (σ_в/750)ⁿ = (750/750)^0,75 =1из [5], табл. 9 стр. 264

С_м и С_р определяем по[5], табл.32

М_кр =10·0,0345·10² ·0.15^0,8·0,95 = 71,85 Н·м

Р₀ = 10·68·10 ·0,15^0,7·0,93 = 1675,93 Н

5. Частота вращения:

n = 1000·V/π·D = 1000 · 18,7/3,14· 10 = 595,5 м/мин;

6. Мощность резания:

N= М_кр · n/9750 =71,85 · 595,5/9750=4,4 кВт

Черновое растачивание (сталь 45)

Расточная операция ведётся на многоцелевом станке Растачивание до Ø 100 мм. Инструмент – расточной резец с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин Т15К6 ГОСТ 20874-75

D = 32 мм; L = 240 мм;

1. Глубина резания:

t = 2 мм.

2. Подача: S=0,5мм/об. из [5], табл. 12 стр. 267.

3. Скорость резания:

V = (С_υ / T^m·t^x·S^y) · к_υ

Т = 60 мин. – период стойкости ([5], стр.286)

Коэффициент С_υ и показатели степени берем из [5], табл. 17, стр.286

С_υ = 420; x = 0,20; y = 0,15; m = 0,20.

к_υ = к_mυ · к_пυ · к_uυ

к_mυ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических

свойств материала.

к_mυ = к_г · (750/ σ_в) ⁿ

к_г = 1; σ_в = 750 МПа; n_υ = 0,75.

к_mυ = 1· (750/ 750) ^0,75 = 1

к_пυ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состоянияяя поверхности заготовки.

к_пυ = 1из [5], табл. 5 стр. 263.

к_uυ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

к_uυ = 1 из [5], табл. 6 стр. 263.

к_υ = 1· 1 ·1 = 1

V = (350 / 60^0,2 · 2^0,2 · 0,5^0,15) · 1 = 150 м/мм.

4. Частота вращения: n = 1000·V/π·D = 1000 · 150/3,14· 100 = 478 об/мин;

5.Сила резания при растачивании:

P_z=10·C_p·t^x·S^y·Vⁿ·K_Р;

C_p=300, x=1, y=0,75, n=-0,15; из [5] табл. 22 стр. 273.

K_p=K_mp·K_φp·K_уp·K_λp·K_rp=1·0,94·1·1·1=0,94;

K_mp = (σ_в/750)ⁿ = (750/750)^0,75 = 1 - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;

K_φp=0,94 - коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане ;

K_уp=1 - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла ;

K_λp=1 - коэффициент, учитывающий влияниеугла наклона главного лезвия ;

K_rp=1 - коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине r.

P_z=10·300· 2¹· (0,5)^0.75· 150^-0,15 · 0,94= 3114 Н.

Рх=

6. Мощность резания:

N= =1580 · 150/1020 · 60= 3,87 кВт

Остальные режимы резания выбираем по нормативам режимов резания, т.е. табличным методом и вносим в сводную таблицу

Таблица №1