Выбор оборудования и оснастки

 

     Для изготовления детали подойдет токарно-винторезный  - станок 16К20.

     

Токарно-винторезный  станок модели 16К20:

1 – передняя (шпиндельная)  бабка; 2, 3, 4, 5 – рукоятки; 6 – коробка скоростей; 7 – шпиндель; 8 – продольные салазки (каретка); 9 – поперечные салазки; 10 резцедержатель; 11 – рукоятка; 12 – поворотный суппорт; 13 – рукоятка; 14 – пиноль; 15 – задняя бабка; 16 – переключатель; 17 – маховик; 18 – направляющие станины; 19 – ходовой винт; 20 – ходовой вал; 21, 22 – рукоятки; 23 – кнопки; 24 – рукоятка; 25 – фартук; 26, 27 – маховики; 28 – рукоятка; 29 – станина; 30 – рукоятка; 32 – коробка подач; 33 – рукоятка; 34 – гитара

     Наибольший  диаметр обрабатываемой заготовки:

     над станиной – 400

     над суппортом - 220

     Наибольший  диаметр прутка, проходящего через  отверстие:

     шпинделя  – 53

     Наибольшая  длина обрабатываемой заготовки 710; 1000; 1400; 2000;

     Шаг нарезаемой резьбы: 0,5 - 112

     метрической – 56 – 0,5

     дюймовой  – 0,5 – 112

     Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5 – 1600

     Число скоростей шпинделя: 22

     Наибольшее  перемещение суппорта:

     продольное 645 – 1935

     поперечное 300

     Подача  суппорта, мм/об (мм/мин):

     продольная 0,05 – 2,8

     поперечная 0,025 – 1,4

     Число ступеней подач 24

     Скорость  быстрого перемещения суппорта, мм/мин:

     продольного 3800

     поперечного 1900

     Мощность  электродвигателя главного привода, 11кВт 

     Габаритные  размеры (без ЧПУ)

     длина 2505 – 3795

     ширина 1190

     высота 1500

     Масса, кг 2835 - 3685

     Высота  центров 215мм

     Мощность  двигателя главного привода Nн = 10 кВт.

       Расстояние между центрами до 2000мм.

     Кпд станка 0,75.

     Частота вращения шпинделя об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

     Продольные  подачи мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 2; 2,14; 2,6; 2,8.

     Поперечные  подачи мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,0725; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4.

     Максимальная  осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи Рх = 600кгс.

     Вспомогательные инструменты к токарным станкам: державка резцов, сверлильные и резьбовые  патроны др.

     Токарные  приспособления: зажимной патрон трехкулачковый самоцентрирующийся

     

1-патрон:2-кулачки.  
Выбор инструментов 
 

     Для обработки наружной цилиндрической и торцовой поверхностей используется токарный проходной упорный резец  ГОСТ 18879 – 73.

     h = 20 мм – высота резца;

     L = 120 мм – длина резца;

     b = 16 мм – ширина резца;

     l = 16 мм – длина режущей кромки;

     R = 1 мм – радиус закругления режущей кромки;

     Материал  режущей кромки Т15К6.

     Для обработки внутренних поверхностей используется токарный расточной резец ГОСТ 18883 – 73.

     Материал  режущей кромки Т15К6.

     h = 16 мм – высота резца;

     b = 16 мм – ширина резца;

     L = 120 мм – длина резца;

     l = 8 мм – длина режущей кромки;

     Для подрезания фаски используется токарный проходной отогнутый резец ГОСТ 18868 – 73.

     H = 16 мм – высота резца;

     B = 10 мм – ширина резца;

     L = 100 мм – длина резца;

     m = 8 мм – расстояние от режущей кромки до державки;

     a = 8 мм – длина режущей кромки;

     r = 0,5 мм – радиус закругления режущей кромки;

     Материал  режущей кромки Т5К10.

     При сверлении поверхности используем:

     Спиральные  сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком ГОСТ 10902–77:

     d=9-диаметр сверла;

     L=125 мм – длина сверла;

     l=81 мм – длина режущей части;

     Материал: P9K5.

     Спиральные  сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком ГОСТ 10903–77:

     d=11,7 – диаметр сверла;

     L=175 мм – длина сверла;

     l=94 мм – длина режущей части;

     Материал: P9K5.

     При развертывании черновом и чистовом:

     Развертки цельные машинные с коническим хвостовиком  ГОСТ 1672–80:

     d=11,9 мм и d =12 мм – диаметры разверток.

     L=175 мм – длина сверла;

     l=94 мм – длина режущей части;

     Материал: P9K5.

     При фрезеровании поверхности используем концевую фрезу с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 17025 – 71.

     L = 104 мм – длина фрезы;

     D = 22 мм – диаметр фрезы;

     z = 5 мм – число зубьев фрезы;

     Материал: Т15К10.

 

Определение режимов резания  и норм времени

1. Точение.

     1. Для обработки поверхности воспользуемся  проходным отогнутым резцом. Материал  режущей части Р18. Так как резцом необходимо обработать ст. 3, с пределом прочности при растяжении sв.р. = 42кг/мм² [5, с34, т7]. То значение углов геометрии токарного резца будут следующие:

     a = 12°; j1 = 5 - 10°

     g = 25° j = 45°

     Н ´ В = 25 ´ 16 [5, с103, т.34]

     2. Исходя из общего припуска  и характера выполняемого перехода (чистового) определяем глубину  резания, мм:

     t = (D – d)/ 2

     D – диаметр обрабатываемой поверхности  в мм;

     d – диаметр обработанной поверхности в мм;

     t = (40 - 38) / 2 = 1мм;

     3. Выбираем табличное значение  подачи S.

     S = 0,4 мм/об;

     4. Исходя из оптимального времени  работы инструмента без переточки,  выбираем стойкость инструмента  Т = 60 мин [5, с96, т32] и определяем  допустимую для этой стойкости  скорость резания, м/мин:

     V = (Сv * Кv) / (Т^m * t^хv * S^Yv),

     где Сv, m, xv, Yv, постоянная и показатели степени, соответственно: 56; 0,20; 0,15; 0,20; [10, с430 т22]

     Кv - поправочный коэффициент,

     Кv = Кmv * Кnv * Кuv * Кjv * Кj'v * Кrv * Кqv * Кov

     Кmv - качество обрабатываемого материала, 1,36

     Кnv – состояние поверхности заготовки, 0,9

     Кuv – материал режущей части, 1

     Кjv – коэффициент главного угла в плане, 1

     Кj'v – коэффициент вспомогательного угла в плане, 0,94

     Кrv – коэффициент радиуса при вершине, 1

     Кqv – коэффициент поперечного сечения державки, 0,97

     Кov – вид обработки, 1

     Кmv = 0,6(75 / sв.р.)^1,25 = 0,6 * (75/ 42) ^1,25 = 1,23

     Кv = 1,23 * 0,9 * 1 * 1 * 0,94 * 1 * 0,97 * 1 = 1,016

     V = (56 * 1,016) / (60^0,20 * 1^0,15 * 0,4^0,20) = 30,13 м/мин.

     5. Рассчитываем частоту вращения  шпинделя по допустимой скорости  резания, об/мин: 

     n = (1000V) / (DП)

     V – скорость резания, 30,13 м/мин;

     D – диаметр обрабатываемой поверхности, 40мм;

     n = (1000 * 30,13) / (40 * 3,14) = 239,88 об/мин;

     6. Полученную расчетную частоту  вращения корректируем по паспортным  данным станка и рассчитываем  действительную скорость резания  Vд (об/мин):

     Vд = (p * D * nд) /1000

     nд – действительная частота вращения шпинделя (скорректированная по паспорту), 200 об/мин.

     Vд = (3,14 * 40 * 200) / 1000 = 25,12 об/мин;

     7. Определяем требуемую мощность  станка (кВт):

     N = (Pz * V) (60 * 102h)

     Pz – тангенциальная составляющая силы резания, кгс

     Pz = Ср * t^хр * S^yp * V^np* Кp

     t – глубина резания, 1мм;

     Ср – постоянная для данных условий резания, 300;

     xp, yp, np – показатели степени составляющих силы резания, соответственно: 1; 0, 75; -0,15; [10, т24]

     Кp – поправочный коэффициент:

     Кp = Кmp * Кjp* Кgp * Кlр * Кгp

     Кmp – учитывает обрабатываемый материал;

     Кmp = (sв.р. / 75) np0.35 = (42 / 75)-0.15 0.35 = 1,030

     Кjp, Кgp, Кlр, Кгp – учитывают влияние геометрических параметров резца на составляющие силы резания, соответственно: 1; 1; 1; 1,04;

     Кp = 1,030 * 1 * 1* 1 * 1,04 = 1,072

     V – скорость резания, 30,13 м/мин;

     h - к.п.д. передач станка, 0,75;

     Pz = 300 * 11 * 0,40,75 * 30,13-0,15 * 1,07 = 96,87 кгс

     N = (96,87 * 30,13) / (60 * 102 * 0,75) = 0,635 кВт

8. Определяем усилие подачи: