Обоснование выбора металлорежущего станка
Выбор металлорежущих станков выполняем исходя из следующих требований:
обращаем внимание на технологические методы обработки поверхностей;
мощность двигателя с учетом коэффициента полезного действия должна быть больше мощности резания;
габариты рабочего пространства должны позволять производить обработку как можно большего числа поверхностей за 1й установ;
тип оборудования должен соответствовать типу производства;
количество инструментов не должно превышать емкость инструментального магазина станка и др.
Исходя из вышеперечисленного, для токарной операции 045 выбираем станок токарно-винторезный с ЧПУ модели 1М63БФ101, основные технические характеристики которого приведены в таблице 3.2.
Таблица 5.2 – Технические характеристики токарно-винторезного
станка модели 1М63БФ101
| Параметры | Значения параметров |
| Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм: над станиной - над суппортом | 630 350 |
| Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя, мм | 65 |
| Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм | 2800 |
| Шаг нарезаемой резьбы: метрической, мм дюймовой, число ниток на дьюм модульной, модуль питчевой, питч | 1 – 224 56 – 0,25 0,5 – 112 112 – 0,5 |
| Частота вращения шпинделя, об/мин | 10 – 1250 |
| Число скоростей шпинделя | 22 |
| Наибольшее перемещение суппорта, мм: продольное поперечное | 2520 400 |
| Подача суппорта, мм/об: продольная поперечная | 0,06 – 1,0 0,024 – 0,31 |
| Число ступеней подач | 32 |
| Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: продольного поперечного | 4500 1600 |
| Мощность электродвигателя главного привода, кВт | 15 |
|
|
|
Обоснование выбора станочных приспособлений, металлорежущего и измерительного инструментов
Станочные приспособления, применяемые в проектируемом технологическом процессе, должны соответствовать требованиям точности получаемых на данной операции поверхностей и взаимному их расположению. Желательно применение стандартных, нормализованных приспособлений.
Выбор инструмента и технологической оснастки нужно производить с учетом:
методов обработки поверхностей;
этапов обработки (черновые, чистовые и другие);
использование смазочно-охлаждающих жидкостей и их виды;
габаритов станка;
материал заготовки и ее состояния.
При выборе приспособлений для базирования и закрепления заготовки на станке воспользуемся принятой схемой базирования в пункте 5.1.
Выбираем следующие станочные приспособления:
1) Четырехкулачковый патрон с независимым перемещением кулачков 7100-0009 ГОСТ 2675-80 [6, с.89] ;
2) Центр плавающий ГОСТ 2576-79 [6, с.72].
|
|
|
Наиболее прогрессивным инструментом является режущий инструмент с твердосплавными неперетачиваемыми пластинами. Поэтому выбираем этот инструмент, при этом преимущество отдадим инструментам с механическим креплением твердосплавных пластин.
Для выполнения технологических переходов операции необходим следующий инструмент:
резец 2103-0711 ГОСТ 20872-80, ([3], с.267), Т5К10 ([2], с.116) - резец токарный с механическим креплением твердосплавных пластин (режущая пластина 01114-220408 ГОСТ19046-80 и опорная пластина 701-2204 ГОСТ 19073-80) с сечением державки 25х25 мм и j =45 о.
При выборе контрольно-измерительных инструментов во внимание следует принять трудоемкость измерений, точность измерений тип производства.
В мелкосерийном производстве приоритет следует отдавать универсальным (шкальным) измерительным средствам. При определении точности инструментов нужно учитывать, что цена деления должна составлять 0,3÷0,5 допуска измерительного параметра, поэтому в качестве мерительного инструмента выбираем:
- штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-2 ГОСТ 166-73;
- скоба СИ-122-0,01 ГОСТ 11098-64;
- микрометр МК 25-0,01 ГОСТ 6507-60.
Расчет режимов резания
Режимы резания для точение цилиндрической поверхности Æ122h6 определяем расчетно-аналитическим методом.
|
|
|
Исходные данные.
Обработка производится на токарно-винторезном станке с ЧПУ модели 1М63БФ101. Обрабатываемый материал – конструкционная сталь 38ХА с твердостью НВ 260,B = 93 Мпа, Ku тв. спл. = 0.7, Ku б. ст. = 0.8. . Заготовка – штамповка. Диаметр заготовки после предыдущей обработки D=175мм, диаметр готового эксцентрикового колена D=122,6мм.
Паспортные данные станка 1М63БФ101 представлены в пункте 5.2.
Обработка этих поверхностей не является окончательной – после токарной будет проводиться шлифовальная операция.
Обработка ведется сборным резцом для контурного точения, правым, с опорной пластиной 701-2204 ГОСТ 19073-80; способ крепления пластины – одноплечим прихватом. Обозначение резца – 2103-0711 ГОСТ 20872-80 ([3], таблица 22, с.264).
Геометрические параметры режущей части:
угол в плане j=45°;
задний угол a=6°;
передний угол g=6°;
радиус вершины резца r =0,8 мм;
угол наклона режущей кромки l=0°.
Период стойкости Т=30 мин.
Определяем режимы резания.
Так как колено эксцентриковое – припуск будет сниматься неравномерно. Определим максимальную глубину резания.
Глубина резания t, мм, определяется по формуле
t=(DЗАГ – DОБР) /2; (5.1)
где DЗАГ – диаметр заготовки до обработки, мм;
|
|
|
DОБР – диаметр заготовки после обработки, мм;
t=(152,5– 122,6) /2 = 14,95мм
Так как припуск большой, обработку будем производить в 6 проходов. Назначаем глубину резания t=2,5мм.
Подача выбирается по таблице 14 ([2], с.268). Для шероховатости Ra 2,5 и радиуса при вершине r=0,8 мм подача равна S=0,2 мм/об.
Скорость резания v, м/мин, определяется по формуле:
v = 
×КV, (5.2)
где СV ¾– коэффициент, табличная величина;
m, x, y ¾ показатели степеней, табличные величины;
Т ¾ период стойкости, мин;
КV ¾ поправочный коэффициент.
Коэффициент СV и показатели степеней выбираются по таблице 17
([2], с.270): СV =420; x=0,15; y=0, 20; m=0, 20.
Коэффициент КV определяется по формуле:
КV = КMV × КПV × КИV, (5.3)
где КМV ¾ коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;
КПV ¾ коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности;
КМV ¾ коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента;
Кj V ¾ коэффициент, учитывающий влияние геометрии резца.
Значение коэффициента КMV определяется по формуле
([2], таблица 1, с.261):
(5.4)
где Кг– коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости
B – фактический параметр твердости материала;
nV ¾ показатель степени;
Кг= 0.8 - при обработке резцами из твёрдого сплава ([5], таблица 2, с.262).
nV =1,25 - при обработке резцами из твёрдого сплава ([5], таблица 2, с.262).
КМV =0,8(750/930) 1,25=0,61;
КПV =0,8 - для деталей из поковки([5], таблица 5, с.263);
КИV =0,65 - для инструмента из твёрдого сплава марки Т5К10
([5], таблица 6, с.263).
КV = 0,61×0,8×0,65 = 0,32;
v =(420/ 300,2 ×2,50,15× 0,2 0,2) ´0,32= 84,6 м/мин;
Частота вращения шпинделя n, об/мин, определяется по формуле:
n = 
; (5.5)
где D - диаметр заготовки, формируемый при обработке.
n =(1000×84,6) /(3,14×175) =153,9 об/мин;
Корректируем частоту вращения шпинделя по станку. Принимаем, согласно паспортным данным станка, n=150 об/мин. Определяем скорректированную скорость резания:
(5.6)
Определяем минутную подачу по формуле:
Sм=Sо×n =0,25×150 =37,5 мм/мин; (5.7)
Выполним проверку достаточности мощности станка. Мощность, потребная на резание определяется по формуле:
(5.8)
где Pz – тангенциальная составляющая силы резания.
(5.9)
где Cp – коэффициент, зависящий от угла в плане.
Принимаем Cp =285 – для j = 45° ([6], табл.2, с.42).
Pz = 285 × 0,25 ×0,2 0,75 82,4 - 0,5=9,4
Nэ=9.4×82.4/6120=12 кВт
Следовательно, при таком режиме резания обработка на выбранном станке возможна.
Результаты расчёта сведены в таблицу (таблица 5.3):
Таблица 5.3 - Режимы резания при обработке поверхности Æ122,6
| Параметр | Величина |
| Глубина резания, мм | 2,5 |
| Подача, мм/об | 0,2 |
| Частота вращения шпинделя, об/мин | 150 |
| Минутная подача, мм/мин | 37,5 |
| Скорость резания, м/мин | 82,4 |
Рассмотрим обработку поверхностей конавок 8 и 12 (рисунок 5.1). На эти переходы данной операции осуществляем выбор режимов резания табличным методом в соответствии с источником [6].
1) Выбор глубины резания.
Выбор минимально необходимой глубины резания осуществляется по карте 2 с.37. Припуск на этих поверхностях такой же, как и на вышерассмотренных. Принимаем номинальную глубину резания равной 2 мм.
2) Выбор подачи.
Подачу выбираем по карте 6 (с.46). Для поверхностей 8 и 12 табличная подача равна 0,20 мм/об. Выбранное значение подачи корректируем с учетом поправочных коэффициентов, которые выбираем по карте 8 для измененных условий в зависимости от:
инструментального материала Ки=1,1;
сечения державки резца Кд=1,2;
радиуса вершины резца Кр=0,85;
квалитета обрабатываемой детали Кк=1,15;
кинематического угла в плане Kки=1;
Окончательно значение подачи для обработки поверхностей 8 и 12 определяется по формуле:
S=SТКиКдКрКкКки; (5.10)
Подставляя значения получим:
S=0,2 
1,1 
1,2 0,85 1,15 1=0,26 мм/об;
3) Выбор скорости резания.
Скорость резания для обработки поверхностей 8 и 12 определяется по карте 21 (с.80). Для поверхностей 2 и 3 VT=203 м/мин. По карте 23 (с.82) выбираем поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от:
инструментального материала Ки=0,85;
группы обрабатываемого материала Кс=1;
вида обработки Ко=1;
жесткости станка Кж=0,70;
геометрических параметров резца Кг=0,95;
периода стойкости режущей части резца КТ=1;
наличия охлаждения Kох=0,75.
Значение скорректированной скорости резания определяется по формуле:
V=VTКиКоКжКсКгКтКох; (5.11)
Скорректированная скорость резания равна
V=203 0,85 1 1 0,7 0,95 1 0,75=86 м/мин;
4) Определение частоты вращения шпинделя.
Частота вращения шпинделя определяется по формуле (5.5)
Корректируем полученную частоту по паспортным данным станка, принимаем: nф =22 об/мин.
Определяем фактическую скорость резания по формуле (5.6):
5) Определение минутной подачи.
Минутную подачу рассчитывают по формуле (5.7)
Sм= 0,26 22=5,75 мм/мин;
6) Проверка достаточности мощности станка.
Мощность резания Nрез, кВт, определяется по формуле:
Nрез =Nрез Т × 
× КМN, (5.12)
где NрезТ ¾ табличное значение мощности, затрачиваемой на резание;
КMN ¾ поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала;
vф ¾ фактическая скорость резания;
vт ¾ табличное значение скорости резания.
Для поверхностей 8 и 12 - Nрез Т=2,7 кВт (карта 21, с.78); Поправочный коэффициент выбирается по карте 24 (с.85) КМN=0,85.
Nрез. = 2,7×(91,3/86) ×0,85 =2,4 кВт;
Мощность привода главного движения рассчитывается по формуле
N=Nдв×h; (5.13)
N=15*0,8=12 кВт. Следовательно, N=12кВт > Nрез =2,4 кВт, а значит резание осуществимо.
Проверка достаточности усилия подачи проводится по тангенциальной составляющей сил резания Рz, которая определяется по формуле:
Рz = 
; (5.14)
где РХ ¾ осевая составляющая сил резания;
PY ¾ радиальная составляющая.
Значение каждой из составляющих определяется по формуле:
Pi = Pi T × KPj i × KPg i × KPl I; (5.15)
где Pi T ¾ табличное значение каждой из составляющих сил резания;
KPj i ¾ коэффициент влияния угла в плане;
KPg i ¾ коэффициент влияния переднего угла;
KPl i ¾ коэффициент влияния угла наклона режущей кромки.
Значения составляющих сил резания в зависимости от глубины резания и подачи определяются по карте 33 (с.98): РXT =890 Н; PYT =310 Н.
Поправочные коэффициенты определяются по карте 33 (с.99-100):
KPj X=KPj Y =1,0; KPg X =1,5; KPg Y =1,3; KPl X=KPl Y=1,0.
Тогда:
РX =890 × 1 × 1,5 × 1,0 = 1335 Н;
РY =310 ×1 × 1,3 × 1,0 = 403 Н;
Усилие подачи станка равно Ро=8000 Н>1394 Н, значит обработка возможна. Результаты расчёта сведены в таблицу 5.4.
Таблица 5.4 - Режимы резания на токарную операцию
определенные табличным способом
| Параметр | Величина |
| Глубина резания, мм | 2,5 |
| Подача, мм/об | 0,26 |
| Частота вращения шпинделя, об/мин | 22 |
| Минутная подача, мм/мин | 5,75 |
| Скорость резания, м/мин | 91,3 |
| Мощность, затрачиваемая на резание, кВт | 2,4 |
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 468; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!