Разработка технологической операции механической обработки детали на токарном станке с ЧПУ 16Б16Т1 (стр. 1 из 2)
Лабораторная работа №1
Разработка технологической операции механической обработки детали на токарном станке с ЧПУ 16Б16Т1
Цель работы: приобретение практических навыков назначения режимов резания, механической обработки детали и составлении программы для изготовления детали на токарном станке с ЧПУ 16Б16Т1.
Исходные данные:
Вариант №6.
Материал заготовки – Чугун СЧ 20.
режим резание деталь инструмент
Рисунок 1.1. Чертеж детали
Ход работы:
Материал заготовки СЧ20 (технологичный материал, обладающий высокими литейными свойствами – хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к усадке, НВ=170). Выбираем вид заготовки – отливка, получаемая литьем в кокиль (предполагая, что производство крупносерийное). Экономический эффект достигается благодаря устранению формовочной смеси, повышению качества отливок, их точности, уменьшению припусков на обработку, снижению трудоемкости очистки отливок.
Общий припуск на сторону элементов отливки в данном случае принимаем 1,5 мм. Ввиду незначительной экономии материала и с целью упрощения конструкции кокиля, получаем заготовку без отверстия.
Методом литья в кокиль обеспечивается точность порядка 15-го квалитета,высота неровностей профиля не более Rz 80 мкм.
Для обработки поверхностей втулки составим последовательность переходов с назначением режущих инструментов:
1) Сверлить отверстие диаметром 22 мм, так как в сплошном металле получить отверстие другим способом невозможно. Инструмент Т1 – сверло диаметром 22 мм (ГОСТ 886–67). Материал режущей части сверла – быстрорежущая сталь нормальной производительности Р6М5 (для обработки чугунов НВ<220).
С помощью таблиц точности обработки установили: обеспечиваемый квалитет допуска размера – 12, высота неровностей профиля Rz40 мкм. Для достижения требуемого10-го квалитета точности применим черновое зенкерование.
Произведем расчет режимов резания при сверлении.
Глубина резания:
Выбираем подачу, максимально допустимую по прочности сверла:
Скорость резания:
V=CvDqKv/(Tmsy)=17,1∙220,25∙1,15/(1000,125∙10,4)=23,9 м/мин.
Значения коэффициентов Сv и показателей степени приведены для сверления в [1], табл. 28.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:
Кv = Кмv Киv Кlv=1,15,
где Кмv =(190/170)1,3 =1,15 – коэффициент на обрабатываемый материал (см. табл. 1–4);
Киv=1 –коэффициент на инструментальный материал (см. [1], табл. 6)
Кlv=1 – коэффициент, учитывающий глубину сверления ([1], табл. 31).
Частота вращения шпинделя:
n=1000v/(пD)=1000∙23,9/(3,14∙22)=346 мин -1.
Принимаем n=355 мин -1, ближайшую частоту по станку.
2) Зенкеровать диаметром 24 мм. Инструмент Т2 – зенкеп диаметром 24 мм (ГОСТ 12489–71). Материал режущей части сверла – быстрорежущая сталь нормальной производительности Р6М5 (для обработки чугунов НВ<220).
С помощью таблиц точности обработки установили: обеспечиваемый квалитет допуска размера – 10, высота неровностей профиля Rz40 мкм.
Произведем расчет режимов резания при сверлении.
Глубина резания:
t=1 мм
Выбираем подачу, максимально допустимую по прочности зенкера:
Скорость резания:
V=CvDqKv/(Tmtxsy)=17,1∙240,25∙1,15/(750,12510,1 ∙10,5)=25,4 м/мин.
Значения коэффициентов Сv и показателей степени приведены для сверления в [1], табл. 28.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:
Кv = Кмv Киv Кlv=1,15;
где Кмv =(190/170)1,3 =1,15 – коэффициент на обрабатываемый материал (см. табл. 1–4);
Киv=1 –коэффициент на инструментальный материал (см. [1], табл. 6)
Кlv=1 – коэффициент, учитывающий глубину сверления ([1], табл. 31).
Частота вращения шпинделя:
n=1000v/(пD)=1000∙25,4/(3,14∙24)=337 мин -1.
Принимаем n=355 мин -1, ближайшую частоту по станку.
3) Обточить поверхности наружного контура. Инструмент Т3 – проходной резец (ГОСТ 24996–81). Выбираем отогнутый проходной резец вследствие его повышенной жесткости и возможности вести не только обтачивание поверху, но и подрезку торцов и снятие фасок.
Главный угол в плане выбираем таким образом, чтобы инструмент имел возможность вести обработку в нескольких направлениях. Это обеспечивает ему универсальность, и как следствие сокращение числа необходимого инструмента.
Выбираем марку твердого сплава для ВК8 для черновой обработки (обрабатываемый материал серый чугун, НВ<240).
С помощью таблиц точности обработки установили: черновым точением обеспечивается квалитет допуска 14 и высота неровностей профиля Rz 40, следовательно для обеспечения точности наружной поверхности втулки достаточно однократного чернового прохода.
Произведем расчет режимов резания при черновом точении.
Глубину резания принимаем равной величине припуска на обработку:
.Подача s: при черновом точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы, прочности режущей пластины и прочности державки. Рекомендуемые подачи при черновом наружном точении приведены в [1], табл. 11:
Скорость резания v, м/мин, при наружном точении:
V=Cv∙Kv/(Tmtxsy)=292∙1∙/(400,15 1,50,2 0,60,2)=171,48 м/мин.
Значения коэффициентов Сv и показателей степени приведены для точения в [1], табл. 17. Общий поправочный коэффициент Кv на скорость резания, учитывающий фактические условия резания условно принимаем равным 1.
Частота вращения шпинделя:
n=1000v/(пD)=1000∙171,48/(3,14∙120)=455 мин -1.
Принимаем n=500 мин -1, ближайшую частоту по станку.
4) Обработать канавку диаметром 72 мм. Инструмент Т4 – канавочный резец. Выбираем марку твердого сплава для ВК8 для черновой обработки (обрабатываемый материал серый чугун, НВ<240).
С помощью таблиц точности обработки установили: черновым растачиванием обеспечивается квалитет допуска 13 и высота неровностей профиля Rz 40, следовательно для обеспечения точности канавки достаточно однократного чернового прохода.
Произведем расчет режимов резания при черновом растачивании.
Глубину резания принимаем равной величине припуска на обработку:
t=4 мм.
Подачу s принимаем прочности режущей пластины и прочности державки. Рекомендуемые подачи при черновом точении приведены в [1], табл. 12:
Скорость резания v, м/мин, при растачивании:
V=Cv∙Kv/(Tmtxsy)=292∙1∙/(400,15 40,2 0,60,2) ∙0,9=140,9 м/мин.
Значения коэффициентов Сv и показателей степени приведены для точения в [1], табл. 17. Общий поправочный коэффициент Кv на скорость резания, учитывающий фактические условия резания условно принимаем равным 1.
Частота вращения шпинделя:
n=1000v/(пD)=1000∙140,9/(3,14∙72)=623,2 мин -1.
Принимаем n=710 мин -1, ближайшую частоту по станку.
5) Расточить отверстие диаметром 32. Инструмент Т3 – расточной резец (ГОСТ 20874–75). Выбираем марку твердого сплава ВК4 для чистовой обработки, так как обрабатываемый материал серый чугун, НВ<240. С помощью таблиц точности обработки установили: черновым точением обеспечивается квалитет допуска 10 и высота неровностей профиля Rz 25.
Произведем расчет режимов резания при чистовом растачивании.
Глубину резания принимаем равной величине припуска на обработку:
t=2 мм
Подачу s принимаем прочности режущей пластины и прочности державки.
Рекомендуемые подачи при черновом растачивании приведены в [1], табл. 14.
S=0,6 мм/об
Скорость резания v, м/мин, при растачивании:
V=Cv∙Kv/(Tmtxsy)=292∙1∙/(400,15 20,2 0,60,2) ∙0,9=161,34 м/мин.
Значения коэффициентов Сv и показателей степени приведены для точения в [1], табл. 17. Общий поправочный коэффициент Кv на скорость резания, учитывающий фактические условия резания условно принимаем равным 1.
Частота вращения шпинделя:
n=1000v/(пD)=1000∙161,34/(3,14∙32)=1605,7 мин -1.
Принимаем n=1400 мин -1, ближайшую частоту по станку.
Чтобы при составлении программы пользоваться размерами, указанными на чертеже, нулевую точку выбираем на расстоянии 100 мм вправо от пересечения технологических баз вдоль оси детали
Принимаем исходную точку относительно начала координат с Х=140 Z=200 мм. Последовательность выполнения каждого перехода представим в виде схем обработки заготовки, представляющей траектории движения центра инструмента (см рисунок 1.2).
Далее составим управляющую программу с выбором частоты вращения шпинделя и рабочей подачи в зависимости от выполняемого перехода.
Рисунок 1.2 – Схема обработки заготовки
Составляем управляющую программу с выбором частоты вращения шпинделя и рабочей подачи в зависимости от вида выполняемого перехода:
N0 T1 (сверло диаметром 22 мм)
N1 M3 (вращение шпинделя по часовой стрелке)
N2 M44 (IV– диапазон скорости вращения шпинделя)
N3 S04 (код скорости вращения шпинделя – 355 мин-1)
N4 G95 (задание подачи, мм/об)
N5 F100 (задание подачи 1 мм/об)
N6 ~X0* (быстрый ход в точку с Х=0 мм)