Проектирование участка механической обработки для детали типа «Корпус» с использованием станков с ЧПУ

Рисунок 3.2.4.1

1. Выбираем подачу . [15,127]

Расчет скорости резания

2. Определяем скорость резания:

 м/мин                            (3)

         

Т-стойкость инструмента = 60мин

t-глубина резания =1мм

So-подача за оборот =0,25 мм/об

СV=3,57

Т=8мин

m =0,12

xv =0

yv =0,45

qv=0,5

 

Vрез= м/мин

Кv=Kmv ·Kuv ·Kiv                                                 (4)

          Kmv=75/85=0,89

Kuv=0,3 

Kiv=1

Кv=0,89·0,3·1=0,267

3. Определяем число оборотов шпинделя:

                                                   (5)

        n =  об/мин

         Корректируем число оборотов  шпинделя по данным паспорта  станка:

         ng =250 об/мин

4. Корректируем скорость резания:

                                                 (6)

      Vф= =6,28 м/мин

       Определяем  крутящий момент:

М=Cм·Dqм·Sум·Кр                                          (7)

Cм =0,041

qм =2

ум=0,07 

Кр =1,1

М=0,041 = 0,44

5. Определяем мощность необходимую на резание:

Nрез=М· ng / 975=0,44 ·250/975=0,11 кВт

 

6. Определяем возможность резания.

Определяем мощность на шпинделе:

N щт= Nдв · КПД=4,5·0,8=3,6 кВт

          Nрез N щт  т.к 0,11 3,6  кВт

7. Определяем машинное время:

То==( L+y+∆) / (n ·) = 0,87 мин

Где:

l –длина резания =10 мм

y- врезание = 0,4·D

          -перебег 1…3

8. Определим вспомогательное время:

Tвсп= Tуст +Tпер +Tизм,                                                (8)

 

где Tуст – время на установку и снятие детали

       Tпер – время, связанное с переходом

       Tизм – время на контрольные измерения

Tуст=0,10 мин (установка в самоцентрирующемся трехкулачковом патроне)  

Tпер =1,44 мин

Tизм =0,7 мин   

9.  Определим время на обслуживание рабочего места:

Tобсл=Топ·,                                                   (9)

где Топ= Tо+ Tвсп=3,11 мин

a – процент от оперативного времени; a = 4 %

Tобсл=3,11·= 0,12 мин

10.  Определим время на личные надобности:

Tл.н.= Tобсл= 0,12 мин

11.  Определим подготовительно – заключительное время на операцию:

Tп-з= 29 мин

12.  Определим штучное время на операцию:

Tшт=,                                  (10)

где – основное время обработки

 – вспомогательное  время 

 – время  на обслуживание рабочего места

 - время на личные надобности

Операция 040 на универсальном станке 16К20:

Рисунок 3.2.4.2

1. Выбор типов применяемых резцов:

Производят исходя из характера обработки. Для обработки наружных поверхностей применяют проходные резцы, для расточки отверстий-расточные, для подрезки торцов- подрезные и проходные упорные, для отрезки и про резания канавок- отрезные, для нарезания резьбы-резьбовые.

2. Выбор материала режущей части резца:

Режущую часть токарных резцов изготавливают чаще всего из металлокерамических твердых сплавов, реже из быстрорежущей стали.

3. Определение размеров резцов геометрических параметров их режущей части:

Размеры поперечного сечения державки зависят от размеров применяемого станка. При высоте центров 150-160  мм, рекомендуется сечение державки bxh =12х20 мм, при высоте центров 180-200 мм, от 12х20 до 16х25.

4. Формы передней поверхности токарных резцов:

Обработка стали при S >2 мм/об.

5. Глубина резания t:

При черновом точение и отсутствий ограничений по мощности станка, жесткости системы СПИД глубину резания применяют равной припуску на обработку t=h-припуск на обработку. При параметре шероховатости обработанной поверхности от Ra=20мкм и менее вводят чистовое точение. В этом случаи  глубина резания при чистовом точении ᴓ 57 припуск 2,0 а черновом припуск 4,5 .

6. Подача S : [13,418]

При черновом точении подачу принимают максимум допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД , прочности режущей твердосплавной пластины и прочности державки.

=0,15

7. Скорость резания V м/мин при наружном, поперечном точении и растачивании: [13,422]

 м/мин                                   (11)

 

Т-стойкость инструмента = 60мин

t-глубина резания =1мм

So-подача за оборот =0,15 мм/об

СV=350

Т=60 мин

m =0,20

xv =0,15

yv =0,35

Vрез= м/мин

Кv=Kmv ·Kuv ·Knv                                                 (12)

          Kmv=1,5

Kuv=1,9 

Knv=0,8

Кv=1,5·0,8·1,9=2,28

8. Расчет частоты вращения шпинделя:

n =1000·V / (π·D)                                          (13)

n = 1000·23,7 / 3,14·57=128,5

9. Корректируем частоту по паспорту станка:

ng < n  т.к. 126<128,5

10. Корректируем скорость резания:

      Vф                                                             (14)                                                                                                       

      Vф22,55 м/мин

11. Тангенциальная сила резания: [13,432]

Pz= 10·Ср·                             (15)

Ср=300

Xp=1

Yp=0,75

=-0,15

Pz= 10·300·=109824 кГс

Кр= Кмр·Кφр·Кyр·Кλр·Кrр                                                       (16)

Кмр=0,75/0,35=2,1

Кφр=0,98

Кyр=1,15

Кλр=1,0

Кrр=0,93

Кр=2,1·0,98·1,15·1,0·0,93 =2,2

12. Определяем мощность резания:

N= Pz ·Vф / 60·1020

N=109824·22,55 / 60·1020=40,46 кВт

13. Определяем основное время:

То =( L+y+∆) / (n ·)                              (17)

 

Где:

L-длина резания; L =26 мм

y-врезание; y=t·ctgφ =1·ctg45 =1 мм

∆-перебег; ∆=1….3, принимаем 2 мм.     

То = (26+1+2) / (0,15·126) =1,48 мин

 

14. Определим время вспомогательной работы станка по программе:

Tвах =Tх+ Tост,                                                    (18)

где Tх – время автоматической вспомогательной работы; Tх=0,3 мин

      Tост – время технологических пауз – остановок подачи и вращения шпинделя; Tост=0,035 мин

Tвах= 0,3+ 0,035= 0,335 мин

15.  Определим время выполнения ручной вспомогательной работы:

Tв=Tву+ Tвсп+ Tви,                                               (19)

 где Tву – вспомогательное время на установку и снятие детали; Tву=1,48 мин

        Tвсп – вспомогательное время, связанное с выполнением операции; Tвсп=0,69 мин

         Tви – вспомогательное время на измерение; на станках с ЧПУ не учитывается.

Tв=1,48+ 0,69=2,17 мин

16. Определяем штучное время на операцию:

Tшт=,                                        (20)

где Tоа – время автоматической основной работы по программе

       Tв – время выполнения ручной вспомогательной работы

       Tоб – процент от основного время работы станка; Tоб= 7%

Tшт==6,4 мин

17.  Определяем подготовительно-заключительное время:

Tп-з=33,03 мин

 

Операция 015 на токарном станке с ЧПУ 16К20Ф3:

Рисунок 3.2.4.3

1. Выбираем подачу: [15,418]

=0,25 мм/об

2. Определяем скорость резания: [15,422]

 м/мин                                     (21)

 

Т-стойкость инструмента = 60мин

t-глубина резания =1мм

So-подача за оборот =0,25 мм/об

СV=110

Т=60 мин

m =0,15

xv =0,2

yv =0,45

Vрез= м/мин

Kv=Kmv·Knv·Kuv·Kφv·Kφ1v·Krv·Kqv·Kov                    (22)

Kmv=75/σв=75/85=0,89

Knv=0,8

Kuv=1

Kφv=1

Kφ1v=0,87

Krv=0,94

Kqv=0,97

Kov=1,24

Kv=0,98·0,8·1·1·0,87·0,94·0,97·1,24=0,7

3. Определяем число оборотов шпинделя:

n =1000·V / (π·D)                                                (23)

n =1000·77,07 /(3,14·50) =490,89 об/мин

Корректируем число оборотов по паспортным данным станка :

          Nд=500 об/мин

4. Корректируем скорость резания:

Vд=πDn /1000 =3,14·50·500 /1000 =78,5 м/мин

5. Определяем возможность резания:

Nрез< Nшп

Nрез=Pz ·Vд /102*60                                          (24)

Где:

Pz-тангенциальная составляющая силы резания [15,432]

Pz= Ср·                                   (25)

Ср=92

Xp=1

Yp=0,75

=0

Pz= 92· кГс

Определяем поправочный коэффициент :Kp=1

Nрез=32,5·78,5 / 102·60 =0,42 кВт

Определяем мощность на шпинделе:

Nшп=Nдв·КПД =10·0,75 =7,5 кВт

 

Nрез < Nшп т.к.  0,42< 0,75 (кВт)

6. Определяем машинное время: 

То =( L+y+∆) / (n ·)                                             (26)

То = (25+1+2) / (0,25·500) =0,22 мин

Где:

L-длина резания; L =D/2 =50/2 =25 мм

y-врезание; y=t·ctgφ =1·ctg45 =1 мм

∆-перебег; ∆=1….3, принимаем 2 мм.

3.2.6 Пояснения к схемам  технологических наладок.

    Карты наладок  выполняю на фрезерную и сверлильную  операции, которые подробно разработаны. На картах наладок схематично  показаны приспособления для  закрепления и установки обрабатываемой  детали, режущий и вспомогательный  инструмент. Показан эскиз с операционными  размерами и численной величиной  допуска и шероховатости обработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Специальный раздел

4.1 Разработка УП:

Операция токарная с ЧПУ, станок модель 16К20Ф3.Деталь базируется по внешней поверхности и торцу. Зажимается с помощью пневмозажима.

N001  F0,3 S800 T1 ПС

N002  Z0 Е ПС

N003 X76 Е ПС

N004 G10 ПС

N005 L05 X-1 ПС

N006 X72 Е ПС

N007 K08A1P2 ПС

N008 X50Z0 Е ПС

N009 Z-26 ПС

N010 Z-46 X77 ПС

N011 G11 ПС

N012 X79 Е ПС

N013 F0,1S1000 ПС

N014 Z0X50 Е ПС

N015 G10 ПС

N016 L10B8 ПС

N017 G11 ПС

N018 F0,1 S500 T2 ПС

N019 Z5X0 Е ПС

N020 G10 ПС

N021 L06 ПС

N022 G11 ПС

N023 F0,1 S500T3 ПС

N024 Z5X0 Е ПС

N025 G10 ПС

N026 L06 ПС

N027 G11 ПС

N028 F0,15 S800 T4 ПС

N029 Z5 X31,5 Е ПС

N030 G10 ПС

N031 G11 ПС

N032 F0,1 S800 T5 ПС

N033 Z-26 ПС