 |
Токарно-винторезный станок 16К20
|
|
|
|
Практическая рабoта 7
Расчет режимов резания
Практическая рабoта сoдержит 9 листoв, 2 рисунка, 2 таблицы.
На токарно-винторезном станке 16К20 производится черновое растачивание на проход посадочного отверстия колеса конического диаметром d= 36 мм до диаметра D 41.5 H11. Длина обрабатываемой поверхности l = 41 мм. Заготовка – прокат из стали 40X, σв = 700 МПа. Способ крепления заготовки – в трёхкулачковом патроне. Система станок- приспособление-инструмент-заготовка жесткая. Параметр шероховатости поверхности Rz = 80 мкм. Эскиз обработки приведен на рисунке 1.
Необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить режимы резания (с использованием калькулятора расчёта режимов резания фирмы Sandvik “http://www.sandvik.coromant.com/ru-ru/knowledge/calculators_and_software/apps_for_download/pages/machining-calculator-app.aspx”), определить основное время.
Рисунок 1
Токарно-винторезный станок 16К20
Высота центров 215 мм. Расстояние между центрами до 2000 мм. Мощность двигателя 
= 10 кВт; 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; 2,4; 2,8. Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 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, 
≈ 6000 Н.
У станка 16К20 расстояние от опорной плоскости резца в резцедержателе до линии центров 25 мм (рисунок установки резца на станке вершиной по центру принимается высота его державки Н = 25 мм. Размеру H соответствует по стандарту размер ширины державки В = 16 мм, то есть принимаем ВxH=16x25 мм. Длину проходного резца выбирают в пределах 100…250 мм. она зависит в основном от размеров резцедержателя станка и типа резца: принимаем 150 мм.
|
|
|
Геометрические элементы резца выбираем: φ = 60°; γ = –5°; f = 0,6 мм; R= 6 мм; В = 2,5 мм; r = 1 мм. Форма передней поверхности – радиусная с фаской.
Назначаем режимы резания по нормативам.
1. Устанавливаем глубину резания. Припуск на обработку удаляем за две операции.
Назначаем подачу [Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник в 2-х т. – М.: Машиностроение, 1991, карта 1]. Для обработки заготовки диаметром до 100 мм из конструкционной стали резцом сечением 16x25 мм, при глубине резания до 3 мм рекомендуется подача So= 0,6...0,9 мм/об. Сверяем эту подачу с рекомендуемой подачей полученной при использовании калькулятора расчёта режимов резания фирмы Sandvik So= 0,8...1,2 мм/об.
Находим максимальную подачу, допускаемую прочностью державки резца (по Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник в 2-х т. – М.: Машиностроение, 1991, прил. 9): для стали σв= 600...920 МПа, глубине резания до t=3,5 мм и сечении резца 16х25 мм So,доп = 2 мм/об. Принимаем, что резец установлен в резцедержателе с нормативным вылетом l= 1,5Н.
Находим максимальную подачу, допускаемую прочностью пластины из твердого сплава. Для резца сечением 16x25 мм применяют пластины толщиной с=4...5 мм, принимаем с = 4 мм. Для стали при σв = 650…870 МПа; угла φ = 60°; t≤ 4 мм и с = 4 мм допускаемая подача So,доп = 1,1 мм/об.
Находим максимальную подачу, допускаемую жесткостью заготовки. Для стали σв= 690...820 МПа; поля допуска по H11; глубине резания t ≤ 3,8 мм и диаметра заготовки D = 41.5 мм допускаемая подача So,доп=2,6 мм/об. Учитываем поправочные коэффициенты.
При отношении длины заготовки к диаметру обработанной поверхности:
1.4
При 
. Остальные поправочные коэффициенты на подачу для заданных условий обработки равны единице, так как обрабатывается поверхность с допуском по H11 и заготовка установлена в центрах.
|
|
|
Таким образом, для заданных условий работы подача лимитируется параметром шероховатости обработанной поверхности Ra = 3.5, так как So,доп= 0,7...0,9 мм/об оказалась наименьшей из всех допустимых подач, принимаем среднее значение S0 = 0,8 мм/об.
Назначаем период стойкости резца Т = 60 мин. Для Т = 60 мин поправочный коэффициент на скорость резания равен единице. Допустимый износ резца из твердого сплава по задней поверхности для черновой обработки углеродистой и легированной стали h3 =1...1,4 мм.
Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости:
По паспорту станка пределы частот вращения шпинделя 12,5…1600 об/мин, число скоростей шпинделя m=22. Найдем знаменатель геометрической прогрессии:
Рассчитаем ряд частот вращения
n = 12,5; 16; 20; 25; 31; 40; 62; 80; 125; 160; 200; 250; 315; 400 об/мин.
Принимаем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка равным пп = 400 об/мин.
Определяем действительную скорость главного движения резания:
Определяем мощность, затрачиваемую на резание. Для σв = 590...970 МПа, t до 3,4 мм, S0 до 0,96 мм/об и V =45 м/мин Nтабл = 4,9 кВт. Для заданных условий обработки приведенный в карте поправочный коэффициент на мощность KN= 1. Следовательно, Nрез = Nтабл = 4,9 кВт.
Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. Необходимо, чтобы Nрез ≤ Nшп. Мощность на шпинделе станка по приводу Nшп =Nдή. У станка 16К20 Nд = 10 кВт; ή=0,75; Nшп=10.0,75=7,5 кВт. Следовательно, Nрез<Nшп (4,9 < 7,5), т. е. обработка возможна.
Основное время выполнения перехода:
где i — число рабочих ходов; L – расчетная длина рабочего хода.
Длина рабочего хода резца мм. Врезание резца у = lctgφ = 3ctg60° = 3.0,58= 1,7 мм. Перебег резца Δ = 1...3 мм; принимаем Δ = 1 мм. Тогда L = 45 + 1,7 + 1 = 47,7 мм. Число рабочих ходов i = 2.
|
|
|
