4.3 Расчет режима резания при обработке детали на одношпиндельном токарном многорезцовом полуавтомате.
Выполняется в соответствии с рекомендациями [1, с.14-17]. На этапе VI справочника в обязательном порядке провести проверку электродвигателя станка по пиковой нагрузке и на нагрев [1, с.262-263].
Условия обработки:
вид обрабатываемой детали - ступенчатый валик;
схема инструментальной наладки - рисунок 2;
заготовка – поковка;
обработка черновая;
тип станка - токарный одношпиндельный многорезцовый полуавтомат;
паспортные данные станка – таблица 10;
условие остановки электродвигателя – не выключается;
вспомогательное время принять как 0,2 от основного машинного tМ;
марки инструментальных материалов – таблица 11;
обработка с применением СОЖ.
остальные условия обработки для варианта задания – таблица 12.
Таблица 10 Паспортные данные одношпиндельного токарного многорезцового полуавтомата
Параметр |
Значение |
Мощность электродвигателя главного движения, кВт |
5 |
Коэффициент полезного действия |
0,8 |
Частота вращения шпинделя, об/мин |
56, 71, 91, 112, 140, 180, 224, 280, 355, 450, 560, 710 |
Подача суппорта продольного, мм/об |
0.12, 0.14, 0.17, 0.21, 0.25, 0.30, 0.36, 0.43, 0.52, 0.62, 0.74, 0.90 |
Подача суппорта поперечного, мм/об |
0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.09, 0.11, 0.13, 0.16, 0.19, 0.23, 0.27, 0.32, 0.40 |
Таблица 11 Марки инструментальных материалов
№ инструмента в наладке |
Марка инструментального материала |
||||
Задание 1-10 |
Задание 11-20 |
Задание 21-30 |
Задание 31-40 |
Задание 41-50 |
|
1 |
Т14К8 |
Т5К10 |
Т5К10 |
Т5К10 |
Т5К10 |
2 |
Т15К6 |
Т14К8 |
Т14К8 |
Т14К8 |
Т14К8 |
3 |
Т5К10 |
Р6М5 |
Р6М5 |
Т5К10 |
Т15К6 |
4 |
Р6М5 |
Т14К8 |
Т15К6 |
Р6М5 |
Т5К10 |
Пояснения
При выполнении расчетов учесть:
На многоинструментных станках с параллельной (одновременной) работой инструментов за каждым инструментом закрепляется своя обрабатываемая поверхность, обработка однопроходная;
На схемах (рисунок 2) положение инструментов показано в конце рабочего хода;
Расчеты проводить для всех инструментов наладки на всех этапах;
Оба суппорта начинают работать одновременно. У продольного суппорта I врезание под углом (косое);
В наладке используются резцы проходные, прорезные (ширина не более 20 мм), широкие (ширина более 20 мм), фасонные (простые), фасочные;
Заготовки простые, ступенчатые. Размеры определить самостоятельно, так как глубины резания проходными резцами заданы;
На этапе I справочника [1] для фасочных резцов за длину резания принимается линейный размер фаски;
На этапе II,а определение подач суппортов по нормативам осуществляется исходя из двух ограничений. Первое - по предельной суммарной силе резания PZ, действующей на суппорт, которая пропорциональна сумме глубин резания t всеми проходными, подрезными и фасочными резцами, и значений ширины резания b всеми прорезными, широкими и фасонными резцами каждого из суппортов [1, с.23]. Второе - по прочности и жесткости отдельных резцов – прорезных, широких, фасонных [1, с.24]. Для дальнейших расчетов для каждого суппорта принимается меньшая из подач.
На этапе II,б уменьшается подача нелимитирующего суппорта, т.е. того, который заканчивает свою работу раньше при принятых на этапе II,а подачах. Наиболее выгодна работа суппортов, когда они обработку заканчивают одновременно, т.е. их основные времена одинаковы – tMI = tMII. Отсюда следует, что количество оборотов шпинделя за рабочий ход каждого суппорта NРХI и NРХII тоже должно быть одинаково:
tMI
=
;
tMII
=
;
tMI
= tMII
и
=
NРХI
=
=
NРХII
Если
лимитирующий суппорт I,
то SOII
=
SOI.
Снижение подачи нелимитирующего суппорта до такой величины возможно, если это значение не ниже ограничения на подачу снизу (S0 min ):
для фасонных быстрорежущих резцов S0 min = 0,03 мм/об,
для широких и прорезных быстрорежущих резцов S0 min = 0,06 мм/об,
для широких, прорезных, фасонных и фасочных твердосплавных резцов S0 min = 0,08 мм/об.
Если выбранная на этапе II,а подача суппорта больше S0 min всех резцов суппорта, то она принимается для дальнейших расчетов. Если нет, то в качестве подачи суппорта принимается большая из S0 min, установленных для отдельных резцов суппорта.
На этапе II,в проводится уточнение подачи по паспорту станка. Сначала для лимитирующего суппорта принимается меньшее значение из ближайших значений подач, рекомендуемых паспортом (таблица 10). Для нелимитирующего суппорта по паспортным данным принимается подача, ближайшая большая к большей, полученной на этапе II,б. После выбора подач уточняются значения NРХ суппортов.
На этапе III определяется рекомендуемая стойкость в минутах резания ТР для каждого инструмента (см. [3, с.41-44]).
Значение коэффициента времени резания (см. [1, с.27] и [3, с.43-44]) показывает долю времени резания tРЕЗ, в течении которого инструмент режет (а, значит, изнашивается), в основном времени tM станка. Значение tM определяется лимитирующим по подаче суппортом.
=
Время резания каждым инструментом tРЕЗ есть отношение длины резания LРЕЗ каждым инструментом к скорости движения подачи суппорта, на котором находится этот инструмент VS = SO n.
Для любого инструмента лимитирующего суппорта (пусть I):
tРЕЗ
=
tМ
= tМI
=
=
Для любого инструмента нелимитирующего суппорта (пусть II):
tРЕЗ
=
=
=
На этапе IV,а определяются рекомендуемые скорости резания для каждого инструмента наладки. Для фасочных резцов скорость резания определяется как для проходных.
На этапе IV,в лимитирующим по стойкости считается тот инструмент, который имеет наименьшее значение n из всех рассчитанных. Он будет иметь самую маленькую стойкость, так как понижение числа оборотов для всех остальных инструментов до величины n приведет к повышению их стойкости.
Таблица 12 Исходные данные к заданию 3
№ вар. |
Размеры детали, мм. |
Марка стали |
НВmax |
Глубина резания, мм. |
||||||||
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
t1 |
t2 |
|||
01 |
76 |
86 |
88 |
80 |
100 |
16 |
65 |
250 |
35 |
171 |
2.0 |
2.0 |
02 |
78 |
86 |
88 |
80 |
98 |
15 |
65 |
255 |
30X |
179 |
3.0 |
3.0 |
03 |
76 |
86 |
88 |
80 |
96 |
14 |
70 |
260 |
20ХНМ |
207 |
1,5 |
1,5 |
04 |
76 |
86 |
88 |
80 |
94 |
13 |
70 |
265 |
45Г2 |
207 |
2,5 |
3,0 |
05 |
70 |
81 |
85 |
78 |
94 |
12 |
75 |
270 |
25ХГТ |
191 |
2,5 |
2,0 |
06 |
68 |
80 |
85 |
78 |
96 |
18 |
75 |
275 |
45 |
235 |
3,0 |
3,0 |
07 |
66 |
78 |
80 |
74 |
94 |
17 |
80 |
280 |
40Х |
211 |
2,0 |
3,0 |
08 |
64 |
77 |
79 |
72 |
90 |
16 |
80 |
285 |
50Г |
241 |
1,5 |
2,0 |
09 |
62 |
76 |
78 |
72 |
88 |
15 |
85 |
290 |
18ХГТ |
179 |
2,0 |
2,0 |
10 |
60 |
74 |
76 |
70 |
86 |
14 |
85 |
300 |
30 |
171 |
2,0 |
3,0 |
11 |
86 |
90 |
60 |
64 |
100 |
10 |
250 |
- |
35Х |
217 |
2,0 |
3,0 |
12 |
84 |
86 |
58 |
62 |
100 |
11 |
255 |
- |
35 |
179 |
2,0 |
2,0 |
13 |
82 |
84 |
56 |
59 |
105 |
12 |
260 |
- |
20ХНМ |
207 |
1,5 |
2,0 |
14 |
80 |
84 |
60 |
64 |
105 |
13 |
265 |
- |
50Г |
241 |
2,0 |
3,0 |
15 |
78 |
82 |
60 |
66 |
110 |
14 |
270 |
- |
50Г |
241 |
3,0 |
3,0 |
16 |
76 |
78 |
58 |
63 |
110 |
15 |
275 |
- |
40Х |
211 |
2,5 |
2,0 |
17 |
74 |
78 |
56 |
61 |
115 |
16 |
280 |
- |
35 |
179 |
2,5 |
3,0 |
18 |
72 |
73 |
53 |
56 |
115 |
15 |
285 |
- |
40Х |
211 |
1,5 |
1,5 |
19 |
70 |
75 |
55 |
61 |
120 |
14 |
290 |
- |
30 |
171 |
3,0 |
3,5 |
20 |
68 |
71 |
52 |
56 |
120 |
12 |
300 |
- |
18ХГТ |
211 |
2,0 |
2,5 |
21 |
70 |
75 |
53 |
78 |
16 |
100 |
350 |
- |
25ХГТ |
197 |
1,5 |
3,5 |
22 |
72 |
77 |
55 |
81 |
18 |
105 |
160 |
- |
30Х |
179 |
2,0 |
3,5 |
23 |
74 |
79 |
55 |
84 |
20 |
110 |
370 |
- |
18ХГТ |
179 |
2,5 |
3,5 |
24 |
76 |
81 |
57 |
86 |
22 |
115 |
380 |
- |
20ХНМ |
207 |
2,5 |
3,0 |
25 |
78 |
82 |
54 |
86 |
20 |
120 |
390 |
- |
45Г2 |
207 |
2,0 |
2,5 |
26 |
80 |
82 |
56 |
86 |
18 |
125 |
400 |
- |
45 |
207 |
2,0 |
2,0 |
27 |
82 |
84 |
54 |
89 |
16 |
130 |
410 |
- |
45 |
179 |
2,5 |
3,5 |
28 |
84 |
87 |
53 |
90 |
14 |
135 |
420 |
- |
30Х |
197 |
1,5 |
2,0 |
29 |
86 |
90 |
56 |
94 |
14 |
140 |
430 |
- |
40Х |
211 |
2,0 |
2,5 |
30 |
88 |
93 |
57 |
98 |
14 |
145 |
440 |
- |
45 |
211 |
2,0 |
3,0 |
31 |
74 |
67 |
77 |
72 |
80 |
70 |
50 |
300 |
30ХГТ |
197 |
1,5 |
2,5 |
32 |
77 |
66 |
78 |
72 |
82 |
75 |
55 |
310 |
45 |
207 |
2,0 |
2,0 |
33 |
78 |
65 |
79 |
72 |
84 |
80 |
60 |
320 |
30Х |
197 |
2,5 |
2,5 |
34 |
80 |
66 |
82 |
72 |
86 |
85 |
65 |
330 |
40Х |
197 |
2,0 |
3,0 |
35 |
82 |
67 |
85 |
72 |
88 |
90 |
70 |
340 |
45 |
197 |
1,5 |
3,0 |
36 |
83 |
66 |
86 |
76 |
90 |
95 |
75 |
350 |
18ХГТ |
179 |
2,0 |
3,5 |
37 |
87 |
69 |
87 |
80 |
92 |
100 |
80 |
360 |
30Х |
197 |
2,5 |
2,0 |
38 |
89 |
74 |
90 |
84 |
94 |
105 |
85 |
370 |
35 |
171 |
2,0 |
2,5 |
39 |
90 |
79 |
93 |
84 |
96 |
110 |
90 |
380 |
30 |
171 |
1,5 |
2,5 |
40 |
91 |
82 |
94 |
84 |
98 |
115 |
95 |
390 |
35Х |
217 |
2,0 |
3,0 |
41 |
78 |
82 |
78 |
67 |
87 |
10 |
100 |
250 |
30Х |
197 |
2,5 |
3,0 |
42 |
80 |
84 |
78 |
66 |
88 |
14 |
105 |
255 |
30ХГТ |
197 |
2,0 |
2,5 |
43 |
82 |
85 |
77 |
65 |
89 |
18 |
110 |
260 |
45 |
207 |
2,0 |
2,0 |
44 |
84 |
88 |
78 |
66 |
92 |
14 |
115 |
265 |
40Х |
197 |
2,0 |
2,5 |
45 |
86 |
90 |
86 |
76 |
96 |
10 |
120 |
270 |
35Х |
217 |
3,0 |
3,0 |
46 |
88 |
92 |
86 |
74 |
96 |
14 |
125 |
275 |
30 |
171 |
2,0 |
2,5 |
47 |
90 |
93 |
85 |
73 |
97 |
18 |
130 |
280 |
18ХГТ |
179 |
2,0 |
2,0 |
48 |
92 |
95 |
85 |
73 |
99 |
14 |
135 |
285 |
20ХНМ |
207 |
2,0 |
2,5 |
49 |
94 |
98 |
86 |
74 |
102 |
10 |
140 |
290 |
20ХНМ |
197 |
2,0 |
3,0 |
50 |
96 |
98 |
84 |
73 |
103 |
14 |
145 |
295 |
45 |
197 |
2,5 |
2,5 |