Разработка токарной операции

Практическая работа №1

 

Цель работы: приобрести практические навыки по разработке токарной операции.

Оборудование и принадлежности: комплект чертежей.

 

Методические указания

При проектировании технологической операции решается комплекс вопросов:

– уточняется содержание операции (предварительно намеченное в маршруте обработки);

– определяются последовательность и содержание переходов;

– окончательно выбираются средства технологического оснащения;

– устанавливаются режимы резания;

– определяются нормы времени;

– разрабатываются операционные эскизы.

В содержании операции отражается номер и наименование операции, последовательность и содержание переходов.

Например:

010 Токарная

А. Установить и снять деталь.

1. Подрезать торец в размер 274 мм.

2. Подрезать торец в размер 273,2 мм.

3. Сверлить отверстие А 6,3 ГОСТ 14034–74.

Б. Заготовка устанавливается и закрепляется в трехкулачковом патроне с поджимом задним центром.

1. Точить Ø 83,4 мм и торец, выдерживая размер 28,6 мм.

2. Точить Ø 67 х 198,3 мм. Точить Ø 62 мм, выдерживая размер

109,4мм. Точить Ø 51,6 мм, выдерживая размер 53 мм.

В. Заготовка устанавливается и закрепляется в трехкулачковом патроне с упором по торцу заготовки.

1. Подрезать торец в размер 27,1 мм.

2. Рассверлить отверстие Ø 48 х 73,2 мм.

3. Расточить Ø 57,3 х 38,2 мм.

4. Расточить Ø 57,66 х 38,2 мм.

5. Расточить канавку b=5 мм в размер чертежа.

6. Точить фаску 8,2 х 45^о.

7. Точить Ø 105,6 мм напроход.

8. Точить уступ (b=3,2 мм) с Ø 105,6 мм до Ø 90 мм.

9 Контролировать размеры.

 

Выбор структуры операций и последовательности переходов тесно связаны с выбором оборудования и технологической оснастки.

Решающим фактором при выборе металлорежущего станка, обеспечивающего выполнение технических требований к детали, является экономичность обработки.

Например: Габаритные размеры детали Ø 110 х 274. Масса – 4,5 кг.

Исходя из габаритов детали, ее массы и точности выполнения токарной операции (10 квалитет) можно выбрать станки двух типов – с максимальным диаметром обработки над суппортом 160 или 220 мм. Выбираем токарно-винторезный станок модели 16В20.

 

При выборе технологической оснастки следует по возможности применять стандартные или унифицированные приспособления и вспомогательный инструмент.

Например: Приспособления для установки и закрепления заготовки.

Исходя из присоединительных размеров станка мод. 16В20 установка и закрепление заготовки осуществляется в трехкулачковом самоцентрирующем патроне (Ø 250) – патрон 7100–0009 ГОСТ 2675–80. Поддержка второго конца обрабатываемой заготовки осуществляется центром станочным вращающимся типа А – центр А1 – 4Н ГОСТ 8742–75.

Вспомогательный инструмент. Установка сверла центровочного производится в сверлильном трехкулачковом патроне – патрон 9 – В12 ГОСТ 8522–79. Установка сверлильного патрона в пиноль задней бабки осуществляется через переходную конусную втулку – втулка 6100–0226 ГОСТ 13598–85. Установка сверла спирального в пиноль задней бабки осуществляется через переходную конусную втулку – втулка 6100–0147 ГОСТ 13598–85.

 

При определении номенклатуры режущего инструмента стремятся, как правило, использовать стандартный инструмент. Применение каждого специального инструмента должно быть обосновано.

Например:

Резцы выбираем исходя из назначения и присоединительных размеров станка, приспособлений и вспомогательной оснастки. Так в резцедержателе станка мод.16В20 закрепляется четыре резца сечением тела резца 25 х 25 мм. Осевой режущий инструмент (сверла, зенкеры, развертки и др.) закрепляется в задней бабке станка (конус Морзе 5).

Резцы: резец подрезной отогнутый с пластинкой из твердого сплава – резец 2112–0035 ВК8 ГОСТ 18880–73; резец проходной упорный с пластинкой из твердого сплава – резец 2103–0007 ВК8 ГОСТ 18880–73; резец проходной отогнутый правый (φ=60о) с пластинкой из твердого сплава – резец 2102–0005 Т15К6 ГОСТ 18877–73; резец расточной для глу-хих отверстий – резец 2141–0057 ГОСТ 18883–73; резец расточной для обработки сквозных отверстий (φ=45о) – резец 2140–0505 ГОСТ 18882–73; резец расточной канавочный специальный b=5 мм (собственного изготовления).

Сверла: сверло центровочное А6,3 ГОСТ 14952–75; сверло спиральное с коническим хвостовиком Ø 48 ГОСТ 10903–77.

 

Аналогичные требования предъявляются при выборе средств технического контроля.

Например: Штангенциркуль ШЦ – II – 400 – 0,05 ГОСТ 166–89; штангенциркуль ШЦ – II – 200 – 0,05 ГОСТ 166–89; штангенциркуль ШЦ – I – 125 – 0,1 ГОСТ 166–89.

 

Расчет межоперационных припусков и размеров выполняют обычно для наиболее ответственных поверхностей, определяющих выполнение деталью ее служебного назначения. По результатам расчета межоперационных и общих припусков и межоперационных размеров уточняют размеры заготовки.

Расчет режимов резания выполняют по справочной литературе.

Например:

Определение глубины резания.

Припуск на обработку удаляем за один проход (в данном случае это возможно, так как припуск относительно не велик). Глубина резания (равная припуску на сторону)

,

где D – диаметр заготовки, мм;

d – диаметр готовой детали, мм.

мм

Назначение подачи.

Для обработки заготовки из конструкционной стали диаметром до 100 мм резцом сечением 16*25 мм, при глубине резания до 3 мм S = 0,6 ÷ 1,2 мм/об ([10], с.266, табл.11). Принимаем среднее значение S =0,8 мм/об.

Корректируем подачу по паспортным данным станка: S =0,8 мм/об (см. приложение 2 к данному пособию).

Назначение периода стойкости резца.

Период стойкости резца Т = 60 мин ([10], с.268)

Определение скорости резания.

Допускаемая резцом скорость резания ([10], с. 265)

,

где С_v, K_v – коэффициенты;

m, x, y – показатели степени;

T – стойкость резца, мин;

t – глубина резания, мм;

S – подача, м/мин.

Коэффициент K_v определяется по формуле:

K_v= K_мv *K_пv *K_иv,

где K_мv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

K_пv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_иv, – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента.

Из табл. 17 (с. 269) выписываем значения коэффициента С_v, и показателей степеней m, x и y: С_v, = 340; x = 0,15; y = 0,45;m= 0,2.

Коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (табл.1, стр.261):

K_мv = ,

где К_г– коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,

n_v – показатель степени.

Для стали 40Х и резца, оснащённого пластиной из твёрдого сплава Т5К10:

К_г= 0,95; n_v=1,0 (табл.2, стр.262).

K_мv =

Коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки для поковки (табл.5, стр.263):

K_пv = 0,8

Коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента для твёрдого сплава Т5К10 (табл.6, стр.263):

K_иv,= 0,65

K_v= 1,02 *0,8 *0,65=0,53

м/мин

Определение частоты вращения шпинделя.

об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка и устанавливаем действительное значение частоты вращения: n_д = 315 об/мин (см. приложение 2 к данному пособию).

Определение действительной скорости резания.

м/мин

Определение силы резания.

Тангенциальная сила определяется по формуле:

Р_z = 10C_pz*t^xz*S^yz*V^nz*K_pz,

где C_pz – постоянная;

x_z, y_z, n_z – показатели степени;

K_pz – поправочный коэффициент.

Поправочный коэффициент:

K_pz = K_мpz *K_φpz *K_γpz *K_λpz *K_rpz,

где K_мpz – коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала;

K_φpz – коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане;

K_γpz – коэффициент, учитывающий влияние переднего угла;

K_λpz – коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия;

K_rpz – коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине.

Из табл. 22 (с. 273) выписываем значения коэффициентов и показателей степени формул:

С_vz = 300; x_z = 1,0, y_z = 0,75; п_z = -0,15

Коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала (табл.9, с.264):

K_мpz = ,

где п_z – показатель степени.

Для стали 40Х при обработке резцом с пластиной из твёрдого сплава Т5К10 показатель степени п_z= 0,75 (табл.9, с.264).

K_мpz =

Коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане (табл.23, с.275):

K_φpz = 0,94

Коэффициент, учитывающий влияние переднего угла (табл.23, с.275):

K_γpz = 1,0

Коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия (табл.23, с.275):

K_λpz=1,0

Коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине (табл.23, с.275):

K_rpz=0,93

Поправочный коэффициент:

K_pz = 0,9*0,94 *1,0 *1,0 *0,93=0,79

Тангенциальная сила:

Р_z = 10*300*3¹*0,8^0,75*67,26^-0,15*0,79=3199 Н

Определение мощности резания.

,

кВт

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. Необходимо чтобы N≤N_шп.. Мощность на шпинделе станка по приводу:

N_шп=1,2*N_д* η

У станка 16К20 N_д = 10 кВт; η=0,75 (см. приложение 2 к данному пособию).

N_шп=1,2*10*0,75=9 кВт

3,52≤9

Следовательно, обработка возможна.

Определение основного времени.

,

где L_рх –длина рабочего хода резца, мм;

– число проходов.

Длина рабочего хода резца:

L_рх = L + y + Δ,

где L –длина обработки, мм;

y – величина врезания, мм;

Δ – перебег резца, мм.

Врезание резца

y = t*ctgφ

y = 3*ctg 60° = 3*0,58 = 1,74 мм.

Перебег резца Δ = 1 ÷ 3 мм; принимаем Δ = 2 мм.

L_рх = 280 + 1,74 + 2 =283,74 мм

Число проходов = 1.

 

Нормирование операции выполняют по справочникам.

Например: для токарной обработки с :

Вспомогательное время обработки Т_в.:

а) Вспомогательное время на установку и снятие детали t_уст.

При установке деталимассой до 1 кг в самоцецтрирующем патроне с пневматическим зажимом без выверки t_уст = 0,13 мин.

б) Вспомогательное время, связанное с переходом, t _пер.

t _пер= 0,19 мин.

в) Вспомогательное время, связанное с переходом на приемы, не вошедшие в комплексы, t^¢ _пер.

t^¢ _пер = 0,07 мин.

г) Вспомогательное время на контрольные измерения t_изм.

Измерение штангенциркулем: поверхности -0,13 мин. Периодичность контроля определяется - 0,9. Таким образом

t_изм = 0,13 ´0,9 = 0,117 мин.

Поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от размера партии. При размере партии п = 200 шт и оперативном времени на одну деталь

T_оп = Т_о + Т_в = 0,38 + 1,57 = 1,637 мин Kt_B = 0,81.

Вспомогательное время на операцию

Т_в =1,57´0,81 = 1,27мин.

Время на обслуживание рабочего места

где а_обс — время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени, а_обс = 4%.

Время перерывов на отдых и личные надобности

где а_отл — время перерывов на отдых и личные надоб­ности в процентах от оперативного времени, а_отл = 4%.

Штучное время определяется следующим образом!

= 0,38 + 1,27 + 0,07 + 0,07 = 1,79 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_п..3.:

Т_{п. 3.} = 20 + 7 = 27 мин.