Проектирование наладки станков с ЧПУ на обработку детали Вал БИПМ.715123.002

S_о =S_от•К_su•К_sр•К_sд•К_sh•К_sм•К_sу•К_sп•К_s•К_sj (1.40)

Поверхности 1,2,3:

S_о = 0,27•1,0•1,1•1,0•1,0•1,0•0,8•1,0•1,0•0,75=0,18 мм/об;

Заносим значения в таблицу 1.8.

Рассчитанные подачи для получистовой стадии обработки проверяют по осевой Р_х и Р_у составляющим силы резания, допустимыми прочностью механизмов подач станка.

По карте 32 [8] ч.2 определяем табличные значения составляющих сил резания:

при обработке:

поверхности 1 Р_хт=530Н, Р_ут=160Н;

поверхности 2 Р_хт=530Н, Р_ут=160Н;

поверхности 3 Р_хт=530Н, Р_ут=160Н;

По карте 32 [8] ч.2 определяем поправочные коэффициенты на силы резания для измененных условий в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К_pmx=К_pmy=1,0;

главного угла в плане К_pцx=К_pцy=1,0;

главного переднего угла К_pгx=К_pгy=0,9;

угла наклона кромки К_pлx=К_pлy=1,0.

Окончательно составляющие силы резания определяются по формуле (1.41):

P_x=Р_хт•К_pmx•К_pцx•К_pгx•К_pлx;

для поверхностей 1,2,3:

P_x=Р_хт•К_pmx•К_pцx•К_pгx•К_pлx=530•1,0•1,0•0,9•1,0=477Н;

P_y=Р_yт•К_pmy•К_pцy•К_pгy•К_pлy=160•1,0•1,0•0,9•1,0=144Н.

Рассчитанные значения составляющих сил резания меньше, чем допускаются механизмом подач станка.

Чистовая обработка:

Подачу для чистовой обработки поверхностей 1,3 выбираем по карте 6 [8] ч.2:

поверхность 1 - S_от = 0,16 мм/об;

поверхность 3 - S_от = 0,16 мм/об.

Поправочные коэффициенты для чистового точения:

По карте 8 [8] ч.2 определяем поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К_sм = 1,0;

схемы установки заготовки К_sу = 0,8;

радиуса вершины резца К_sr = 1,0;

квалитета точности обрабатываемой детали К_sк = 1,0;

кинематический угол в плане К_sцк = 1,0.

Окончательную подачу чистовой стадии обработки поверхностей 1,3 определяем по формуле (1.42):

S_o=S_oт•К_sм•К_sу•К_sr•К_sк•К_sцк

S_o1=0,16•1,0•0,8•1,0•1,0•1,0=0,13мм/об;

S_o3=0,16•1,0•0,8•1,0•1,0•1,0=0,13мм/об;

Значения заносим в таблицу 1.8.

Рассчитанные значения подачи для чистовой стадии обработки не проверяют по осевым составляющим силы резания Р_х и Р_у, т.к. эти величины малы.

Выбор скорости резания:

Скорость резания при получистовой обработке поверхностей 1,2,3 назначаем по карте 21 [8] ч.2:

при получистовой стадии обработки без корки:

поверхность 1 - v_т = 241 м/мин;

поверхность 2 - v_т = 241 м/мин;

поверхность 3 - v_т = 241 м/мин.

По карте 21 [8] ч.2 выбираем поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от инструментального материала К_vи=1,0.

По карте 23 [8] ч.2 выбираем остальные поправочные коэффициенты в зависимости от:

группы обрабатываемого материала К_vc = 1,0;

вида обработки К_vo = 1,0;

жесткости станка К_vj = 0,75;

механических свойств обрабатываемого материала К_vм =0,7;

геометрических параметров резца К_v = 0,95;

периода стойкости режущей части К_vт = 1,0;

наличия охлаждения К_vж = 1,0;

Окончательно скорость резания при получистовой обработке определяем по формуле:

v=v_т•К_vи •К_vc•К_vo•К_vj•К_vм•К_v•К_vт•К_vж (1.43)

Поверхности 1,2,3:

v =241•1,0•1,0•1,0•0,75•0,7•0,95•1,0•1,0=120 м/мин

Скорость резания при чистовой обработке поверхностей 1,3 назначаем по карте 22 [8] ч.2:

поверхность 1 - v_т = 430 м/мин;

поверхность 3 - v_т = 430 м/мин.

По карте 22 [8] ч.2 выбираем поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от инструментального материала К_vи=0,8.

Поправочные коэффициенты для чистовой стадии численно совпадают с коэффициентами для получистовой стадии обработки.

Окончательно скорость резания при чистовой обработке определяем по формуле:

v=v_т•К_vи•К_vc•К_vo•К_vj•К_vм•К_v•К_vт•К_vж (1.44)

Поверхности 1 и 3:

v=430•0,8•1,0•1,0•0,75•0,7•0,95•1,0•1,0=172 м/мин

Частота вращения шпинделя и скорость резания определяются по формулам:

 (1.45)

(1.46)

При получистовой обработке:

поверхность 1:

=1318 мин^-1, принимаем n_ф=1250мин^-1;

поверхность 2:

=1470 мин^-1, принимаем n_ф=1400мин^-1;

поверхность 3:

=1820 мин^-1, принимаем n_ф=1800мин^-1;

При чистовой обработке:

поверхность 1:

=2712 мин^-1,

т.к. это значение частоты вращения значительно превышает норму частот станка, принимаем ближайшее меньшее значение n_ф=2240мин^-1;

поверхность 3:

=2173 мин^-1, принимаем n_ф=2000мин^-1;

Значения заносим в таблицу 1.8.

Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения:

По карте 21 [8] ч.2 определяем табличную мощность резания для получистовой обработки поверхностей 1,2,3:

поверхности 1,2,3 ? N_т = 5,1 кВт.

Значения заносим в таблицу 1.8.

Для чистовой стадии проверку по мощности не производим, т.к. значения малы.

По карте 24 [8] ч.2 определяем поправочный коэффициент в зависимости от твердости обрабатываемого материала К_N = 1,0.

Табличную мощность резания корректируем по формуле:

(1.47)

Поверхность 1,2,3:

 кВт;

Ни одно из рассчитанных значений не превышает мощности привода главного движения станка. Следовательно, установленные режимы резания по мощности осуществимы.

Значения заносим в таблицу 1.8.

Определение минутной подачи:

Минутную подачу определяем по формуле:

S_м=n_ф•S_о (1.48)

Получистовая обработка поверхности:

S_м1=1250•0,18=225 мм/мин;

S_м2=1400•0,18=252 мм/мин;

S_м3=1800•0,18=324 мм/мин.

Чистовая обработка поверхности:

S_м1=2240•0,13=291 мм/мин;

S_м3=2000•0,13=260 мм/мин.

Значения заносим в таблицу 1.8.

Определение режимов резания для канавок 4,5:

Подачу для получистовой обработки канавок 4,5 выбираем по карте 27 [8] ч.2:

Принятая подача, S_оп мм/об

Для канавок 4,5 - S_оп=0,09мм/об;

Поправочные коэффициенты для точения канавок:

По карте 4 [8] ч.2 определяем поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от:

инструментального материала К_su = 0,9.

способа крепления пластины К_sр = 1,0.

Остальные поправочные коэффициенты для получистовой стадии обработки выбираем по карте 29 [8] ч.2 в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К_sм=0,8;

схемы установки заготовки К_sу=0,8;

шероховатости обрабатываемой поверхности К_sш =1,0;

отношения начального и конечного диаметров обработки К_sd=1,1;

вид обработки К_so =1,0.

Окончательную подачу получистовой стадии обработки канавок 4,5 определяем по формуле:

S_о=S_о•К_su•К_sр•К_sм•К_sу•К_sш•К_sd•К_sо (1.49)

S_о=0,09•0,9•1,0•0,8•0,8•1,0•1,1•1,0=0,06 мм/об

По карте 30 [8] ч.2 определяем табличные значения скорости резания:

Для канавок 4,5 - v_т =168м/мин.

По карте 30 [8] ч.2 выбираем поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от:

инструментального материала К_vu=0,9.

способа крепления пластины К_vр=1,2.

Остальные поправочные коэффициенты выбираем по карте 31 [8] ч.2 в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К_vм=0,7;

периода стойкости режущей части К_vт=1,1;

группы обрабатываемости материала К_vc=1,0;

отношения диаметра обрабатываемой поверхности к диаметру заготовки К_voт=1,0.

Окончательно скорость резания при получистовой стадии обработки определяем по формуле:

V=V_т•К_vu•К_vр•К_vм•К_vт•К_vc•К_vот (1.50)

V=168•0,9•1,2•0,7•1,1•1,0•1,0=140 м/мин

Частота вращения шпинделя и скорость резания определяются по формулам:

(1.51)

(1.52)

Фактическая частота вращения шпинделя, n_ф об/мин

=1857 об/мин, принимаем n_ф4=1800 об/мин

=1783 об/мин, принимаем n_ф5=1800 об/мин

Фактическая скорость резания, V_ф м/мин

=136 м/мин.

Минутная подача S_м мм/мин

S_м=1800•0,06=108мм/мин

Таблица 1.8 - Режимы резания для операции 015

Режимы резания	Стадии обработки
	черновая	чистовая	канавки
	№ поверхности
	1	2	3	1	3	4	5
Глубина резания t, мм	1,5	1,0	1,5	0,4	0,4	2,5	4,3
Табличная подача Sот, мм/об	0,27	0,27	0,27	0,16	0,16	0,09	0,09
Принятая подача Sо, мм/об	0,18	0,18	0,18	0,13	0,13	0,06	0,06
Табличная скорость Vт, м/мин	241	241	241	430	430	168	168
Скорректированная скорость резания V, м/мин	120	120	120	172	172	140	140
Фактическая частота вращения nф, мин-1	1250	1400	1800	2240	2000	1800	1800
Фактическая скорость резания Vф, кВт	114	114	119	142	159	136	136
Табличная мощность резания Nт, кВт	5,1	5,1	5,1	-	-	-	-
Фактическая мощность резания N, кВт	2,9	2,9	2,9	-	-	-	-
Минутная подача Sм, мм/мин	225	252	324	291	260	108	108

Определение режимов резания для резьбы на поверхности 2:

Выбор инструмента:

Принимаем резец резьбовой с креплением многогранной пластины из твердого сплава с прихватом ГОСТ 26612-85.

=5930, сечение державки 25Ч20 длина l=150.

Глубину резания t назначаем равной высоте резьбового профиля, т. е. t=1,2мм. Подачу s назначаем равную шагу резьбы Р, т.е. s=1,5мм/об [1], т.2 с.428.

Скорость резания V, м/мин рассчитываем по формуле [1], т.2 с.429:

, (1.53)

где C_V - эмпирический коэффициент; C_V=244;

Т - период стойкости режущего инструмента, мин; Т=70 мин;

s - подача, мм/об; s=1,5мм/об;

m, x, y - показатели степени, характеризующие параметры резания;

m=0,20; x=0,23; у=0,3 [1], т.2 табл.118 с.430;

К_V - общий поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия резания, равный произведению нескольких коэффициентов [1], т.2 табл.118 с.431:

К_v=K_mv•K_иv•K_cv, (1.54)

K_иv=1,15 [1], т.2 табл.6 с.361;

K_mv=1,0 (такой же как при расчете режимов резания при точении);

K_сv=0,75 [1], т.2 с.431.

К_v=1,15•1,0•0,75=0,86;

Частота вращения заготовки [1], т.2 с.280:

(1.55)

=1194 мин^-1;

Корректируем частоту вращения шпинделя, выбираем ближайшее меньшее n_{принятое}=1120 мин^-1.

Находим действительную скорость главного движения, м/мин:

=84,4м/мин;

Сила резания, Н [1], т.2 с.429:

, (1.56)

где C_р - постоянный коэффициент; C_р=148; [1], т.2 табл.120 с.433;

u, у - показатели степени, характеризующие параметры резания;

u=0,71; у=1,7 [1], т.2 табл.120 с.433;

K_mp=1,0;

=1082Н

Мощность резания, кВт:

(1.57)

=1,49 кВт

Минутная подача S_м мм/мин:

S_м=1120•1,5=1680 мм/мин

Расчет режимов резания на фрезерование шпоночного паза:

4Ч8Ч25мм на диаметре Ш25h6.

Расчет производим по методике, изложенной в литературе [1] т.2.

Эскиз операции представлен на рисунке 1.9

Рисунок 1.9. - Эскиз обработки на фрезерной операции

Шпоночный паз 4Ч8 обрабатывается маятниковым способом шпоночной пальцевой фрезой (по ГОСТ 9140-78) на фрезерном станке мод. 6Р13.

В качестве технологических баз принимаем цилиндрические поверхности червяка Ш30 и Ш25h6, которые устанавливаются в призмы приспособления при фрезеровании паза.

Средством измерения является калибр-пробка 8_-0,36 мм.

Глубина резания определяется, исходя из глубины паза:

t=4 мм.

Период стойкости инструмента Т_р=45мин.

Назначаем подачу по табл.80 [1] т.2 в зависимости от диаметра фрезы равной 8мм и глубины резания равной 4мм:

S_z=0,12мм/зуб.

Скорость резания V, м/мин рассчитываем по формуле [1] т.2.с.406:

, (1.58)

где: C_V - эмпирический коэффициент; C_V=12;

Т - период стойкости режущего инструмента, мин; Т=45 мин;

S_z - подача, мм/об; s_z=0,12мм/об;

q, m, x, y, u, p - показатели степени, характеризующие параметры резания; q=0,3; m=0,26; x=0,3; у=0,25; u=0; p=0. [1], т.2 табл.81 с.408;

К_V - общий поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия резания, равный произведению нескольких коэффициентов [1], т.2 с.406:

К_v=K_mv•K_иv•K_пv, (1.59)

где K_иv - коэффициент на инструментальный материал; для твердого сплава K_иv=1,0 [1], т.6 с.361;

K_пv - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки;

K_пv=1,0 [1], т.5 с.361;

K_мv - коэффициент, на обрабатываемый материал, для стали рассчитываемый по формуле [1], т.1 с.358:

(1.60)

где K_r - коэффициент для обработки углеродистой стали твердосплавными резцами равный K_r=1,0 [1], т.2 с.359;

у_в - предел прочности материала, у_в=600 МПа;

n_v - показатель степени; для обработки углеродистой стали с пределом прочности у_в >550 МПа фрезами из быстрорежущей стали n_v=0,9 [1], т.2 с.359.

Подставляя выбранные из таблиц значения в формулы и получим:

К_v=1,22•1,0•1,0=1,22;

Определим частоту вращения шпинделя станка, мин^-1:

(1.61)

(1.62)

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, выбираем ближайшее n_{принятое}=450мин^-1.

Находим действительную скорость главного движения, м/мин:

Определяем минутную подачу, мм/мин:

S_м =S_z•n_{принятое} (1.63)

S_м=0,12•450=54 мм/мин;

Корректируем минутную подачу по паспортным данным станка S_{мпринятое.}

Определяем главную составляющую силу резания при фрезеровании - окружную силу P_z, Н.

, (1.64)

где C_р - постоянный коэффициент; C_р=68,2; [1], т.2 табл.83 с.412;

x, y, u, q, w - показатели степени, характеризующие параметры резания; x=0,86; y=0,72; u=1,0; q=0,86; w=0 [1] т.2 табл.83 с.412;

K_mp - таблица 9 [1] т.2 с.362

K_mp=0,85;

=591,1Н.

Мощность резания, кВт.

(1.65)

=0,14кВт (1.66)

Проверять, достаточна ли мощность привода нет смысла, так как мощность резания мала.

1.9 Расчет норм времени

На операцию, выполняемую на станке с ЧПУ (015) нормы времени рассчитаем по методике, приведенной в литературе [8] ч.1, а на остальные операции по укрупненной методике, приведенной в литературе [5].

Штучное время определяют по формуле:

, мин (1.67)

где Т_ц.а. - время цикла автоматической работы станка по программе, мин. Включает в себя основное время Т_о работы станка по заданной программе и Т_м.в. машинно-вспомогательное время.

Т_ца= УТ_мв+ УТ_о (1.68)

Вспомогательное время определяется, как сумма времени на установку и снятие детали, времени на закрепление и открепление детали, времени на измерение детали и времени на управление станком.

Т_в=Т_ус+Т_в.оп.+Т_в.изм (1.69)

где Т_ус - время на установку и снятие детали, мин;

Т_в.оп. - вспомогательное время, связанное с операцией. Включает в себя время на управление, установку и снятие щитка, предохраняющего от разбрызгивания эмульсией при обработке, проверка возврата инструмента в заданную точку после обработки, мин;

Т_из - время на измерение детали. Данное время исключается из расчета, так как перекрывается обработкой станка по программе для станков с ЧПУ, мин.

Время на обслуживание рабочего места слагается из времени отдых, на организационное обслуживание и времени на техническое обслуживание рабочего места.

Т_тех - время на техническое обслуживание рабочего места.

Состоит из: времени на подналадку и регулировку станка во время работы; времени на смену затупившегося инструмента; времени на удаление стружки в процессе работы. Находится в процентном соотношении от оперативного времени.

Т_орг - организационное обслуживание рабочего мест.

Состоит из: времени на раскладку инструмента в начале работы и уборку его по окончанию смены; время на осмотр и опробование станка в начале смены; время на чистку и смазывание станка.

Т_отд - время на отдых и личные потребности.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

, мин (1.70)

, (1.71)

где N - программа запуска деталей в год, шт.; N=2400 шт.,

S - число запусков в год;

Т_п.з. - подготовительно-заключительное время;

Т_п.з.=Т_п.з.1+Т_п.з.2+Т_п.з.3, (1.72)

где Т_п.з.1 - время на организационную подготовку, мин;

Т_п.з.2 - время на наладку станка, приспособления, УЧПУ, мин;

Т_п.з.3 - время на пробную обработку, мин:

Т_п.з.3=Т_п.обр.+Т_ц.а. (1.73)

Рисунок 1.10 - Циклограмма для определения времени работы станка по программе на токарной операции с ЧПУ 015

Станок 16К20Т1:

Время фиксации револьверной головки Т_иф=0,017 мин;

Время поворота револьверной головки на одну позицию Т_ип=0,017 мин

Для определения времени автоматической работы станка по программе составим таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Время автоматической работы станка по программе. Операция 015

Участок траектории или номера позиции предыдущего и рабочего положений	Приращения по оси Z Z, мм	Приращения по оси Х Х, мм	Длина i-го участка траектории	Минутная подача на i-м участке траектории, мм/мин	Основное время автоматической работы станка То, мин	Машинно-вспомогательное время Тмв, мин
T06?T01	-	-	-	-	-	0,017
0?1	-98	-81	127,1	4000	-	0,032
1?2	-171	-	171	225	0,76	-
2?3	-	3	3	4000	-	0,0008
3?4	171	-	171	4000	-	0,043
4?5	-	-4,5	4,5	4000	-	0,0011
5?6	-171	-	171	225	0,76	-
6?7	-	3	3	4000	-	0,0008
7?8	171	-	171	4000	-	0,043
8?9	-	-4,5	4,5	4000	-	0,0011
9?10	-171	-	171	225	0,76	-
10?11	-	3	3	4000	-	0,0008
11?12	171	-	171	4000	-	0,043
12?13	-	-4,5	4,5	4000	-	0,0011
13?14	-171	-	171	225	0,76	-
14?15	-	3	3	4000	-	0,0008
15?16	171	-	171	4000	-	0,043
16?17	-	-4,5	4,5	4000	-	0,0011
17?18	-171	-	171	225	0,76	-
18?19	-	3	3	4000	-	0,0008
19?20	171	-	171	4000	-	0,043
20?21	-	-4	4	4000	-	0,0011
21?22	-79	-	79	252	0,31	-
22?23	-	3	3	4000	-	0,0008
23?24	79	-	79	4000	-	0,02
24?25	-	-4,5	4,5	4000	-	0,0011
25?26	-56	-	56	324	0,17	-
26?27	-	3	3	4000	-	0,0008
27?0	154	87	176,9	4000	-	0,044
T01?T02	-	-	-	-	-	0,05
0?1	-99	-91	134,5	4000	-	0,034
1?2	-1	-	1	4000	-	0,00025
2?3	-1,1	1,1	1,55	260	0,006	-
3?4	-53,9	-	53,9	260	0,21	-
4?5	-1	1,9	2,15	260	0,008	-
5?6	-22	-	22	4000	-	0,0055
6?7	-	0,6	0,6	4000	-	0,0002
7?8	-89	-	89	291	0,3	-
8?9	-3	-0,35	3,02	291	0,01	-
9?10	-	15	15	4000	-	0,04
10?11	270	72,75	279,6	4000	-	0,07
T02?T04	-	-	-	-	-	0,034
0?1	-178	-80	195,2	4000	-	0,05
1?2	-	-9,1	9,1	108	0,08	-
2?3	-	9,1	9,1	4000	-	0,002
3?4	-57	-	57	4000	-	0,014
4?5	-	-9,9	9,9	108	0,09	-
5?6	1,8	-	1,8	108	0,017	-
6?7	-	9,9	9,9	4000	-	0,002
7?0	233,2	80	246,5	4000	-	0,06
T04?T05	-	-	-	-	-	0,05
0?1	-153	-88	176,7	4000	-	0,044
1?2	-	-0,4	0,4	4000	-	0,0001
2?3	-24	-	24	1680	0,014	-
3?4	-	3	3	4000	-	0,0008
4?5	24	-	24	4000	-	0,06
5?6	-	-3,4	3,4	4000	-	0,0009
6?7	-24	-	24	1680	0,014	-
7?8	-	3	3	4000	-	0,0008
8?9	24	-	24	4000	-	0,006
9?10	-	-3,4	3,4	4000	-	0,0009
10?11	-24	-	24	1680	0,014	-
11?12	-	6	6	4000	-	0,0016
12?0	177	83,2	195,6	4000	-	0,049
	УТо=5,16	УТмв=0,71

Суммарное время цикла автоматической работы станка по программе при обработке детали на операции 015:

Т_ц.а.=5,16+0,71=5,87 мин.

Время на установку и снятие детали, Т_ус=0,24 мин

Вспомогательное время, связанное с операцией, Т_в.оп=0,15+0,03+0,05=0,23мин;

Время на измерение детали, Т_{в изм}=0 ? время перекрывается обработкой детали на станке по программе.

Вспомогательное время:

Т_в=0,24+0,23+0=0,47мин;

Оперативное время:

Т_оп=5,06+0,47=5,53мин;

а_тех+а_орг+а_отд =8%

Определяем штучное время на операцию 015:

мин

Определяем штучно-калькуляционное время:

Время на организационную подготовку:

Т_п.з.1=13 мин;

Время на наладку станка, приспособления, инструмента, УЧПУ:

Т_п.з.2=19,4 мин;

Время на пробную обработку:

Т_п.з.3=3,54+5,06=8,6 мин;

Суммарное подготовительно-заключительное время:

Т_п.з.=13+19,4+8,6=41 мин;

Размер партии деталей:

S=12 ? ([1] т.1 стр.604)

n==200 штук

Тогда:

=7,1 мин

Таблица 1.10 - Результаты вычислений норм времени

№ операции	Наименование операции	Tо	к	Тшт.к
010	Фрезерно-центровальная	0,75	1,51	1,13
020	Токарная с ЧПУ	6,2	1,35	8,4
030	Фрезерная	2,4	1,51	3,6
035	Фрезерная	1,5	1,51	2,27
040	Фрезерная	1,63	1,51	2,46
065	Круглошлифовальная	0,92	1,55	1,42
070	Круглошлифовальная	1,18	1,55	1,84
075	Круглошлифовальная	0,62	1,55	0,96
080	Резьбошлифовальная	1,33	1,82	2,42

1.10 Уточненный расчет типа производства

Тип производства влияет на построение технологического процесса изготовления детали и организацию работы на предприятии. По таблице 1.3 ориентировочно определим тип производства - среднесерийное, так как объем выпуска деталей равен 2400 шт.

Тип производства согласно ГОСТ 3.1108-74 устанавливается на основе определения коэффициента закрепления операций (К_{з о}).

Согласно ГОСТ 1.4003-83 имеются следующие коэффициенты закрепления операций:

для массового производства К_з.о. ? 1;

для крупносерийного производства 1? К_з.о.? 10;

для среднесерийного производства 10? К_з.о.? 20;

для мелкосерийного производства 20? К_з.о. ? 40

Коэффициент закрепления операций определяется по формуле:

, (1.74)

где: УП_oi - суммарное число операций за месяц по участку;

УР_i - явочное число рабочих, выполняющих различные операции.

П_oi=, (1.75)

где з_н ? планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закрепленными за ним однотипными операциями. Он принимается для мелкосерийного производства равным 0,8-0,9; для крупносерийного и массового 0,75-0,65. Принимаем з_н=0,75;

N_м ? месячная программа выпуска заданной детали, шт.

N_м==200 - месячная программа выпуска

Станок МР-78

П_о1==87,5

Станок 16К20Т1

П_о2==6,4

Станок 6Р13

П_о3==11,9

Станок 3М151

П_о4==23,4

Станок МВ-13

П_о5==40,9

УП_oi=П_o1+П_o2+П_o3+П_o4+П_o5 =87,5+6,4+11,9+23,4+40,9=170,1

Р_i=1,9•з_н (1.76)

Р₁=Р₂=Р₃=Р₄=Р₅=1,9•0,75=1,425

УР_i=5Р₁=5•1,425=7,125

К_{з о}=

Производство - мелкосерийное.

1.11 Определение необходимого количества оборудования

Расчет необходимого количества станков производим по ГОСТ 14.314-74.

Количество станков определяется по формуле

S_i=, (1.77)

где F=4065 ч - годовой фонд времени работы оборудования.

Станок МР-78

S₁==0,015

Станок 16К20Т1

S₂==0,20

Станок 6Р13

S₃==0,11

Станок 3М151

S₄==0,055

Станок МВ-13

S₅==0,03

Принятое число станков

S_пр1=S_пр2=S_пр3=S_пр4=S_пр5=1

Определяем коэффициент загрузки станков по штучно-калькуляционному времени по формуле:

з_зi=

и строим график.

Рисунок 1.11 - График загрузки станков по штучно-калькуляционному времени

Из графика загрузки видно, что некоторый тип оборудования слабо загружен. На основании этого необходимо загрузить оборудование для выполнения типовых операций обработки других деталей.

1.12 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ

При обработке детали «Червяк» на 015 и 020 операциях используется станок 16К20Т1 оснащенный устройством ЧПУ «Электроника НЦ-31».

Символы адресов и их значения.

N - номер кадра;

X - поперечное перемещение;

Z - продольное перемещение;

P - параметры G-функций, команда перехода;

S - частота вращения шпинделя, скорость резания;

T - функция инструмента (номер инструмента и корректора);

F - функция подачи, шаг резьбы в циклах резьбонарезания;

G - подготовительные функции, постоянные циклы;

M - вспомогательные функции;

- признак принадлежности кадра к группе (команде);

Размещено на http://www.allbest.ru/

- признак размера в приращениях;

Размещено на http://www.allbest.ru/

- признак ускоренного перемещения;

+45°, -45° - признаки обработки фаски под углом 45° к осям.

Формат кадра УП. Каждый кадр УП начинается с номера кадра по адресу N, и содержит не более одного слова с адресом X, Z, G, P, M, F, S или Т, а также признаков , Размещено на http://www.allbest.ru/

, Размещено на http://www.allbest.ru/

, +45°/-45°. Номер кадра может быть в диапазоне 0…249. В одном кадре допускается наличие нескольких признаков одновременно, кроме +45° и -45°. Формат кадра в виде условной записи выглядит следующим образом:



N03 X+042 Z+042 G02

Размещено на http://www.allbest.ru/

Р042 P3•2 P03 P05

M02

Размещено на http://www.allbest.ru/

F022 F024

Размещено на http://www.allbest.ru/

S04 S02

T02 Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

+45° -45°

В данной записи формата символ «» означает не «конец кадра», а наличие признака принадлежности кадра к группе (команде). Признак означает, что кадр, в котором он задан, должен обрабатываться УЧПУ одновременно со следующим за ним кадром. Многие подготовительные функции (команды) состоят из нескольких слов, и для их описания необходима группа из нескольких кадров, которые сопровождаются признаком (кроме последнего кадра группы). В этом смысле признак можно рассматривать как символ переноса слова в следующий кадр.

Некоторые подготовительные и вспомогательные функции УЧПУ «Электроника НЦ-31», часть из которых будет рассмотрена ниже более подробно, представлены в таблицах 1.11 и 1.12.

Таблица 1.11 - Некоторые подготовительные функции УЧПУ «Электроника НЦ-31»

Код функции	Наименование	Значение
G2	Круговая интерполяция по часовой стрелке	Круговая интерполяция дуги окружности в пределах одного квадранта. Действует в пределах одной группы.
G3	Круговая интерполяция против часовой стрелки
G4	Выдержка времени	Выстой рабочих органов заданное время
G12	Галтель по часовой стрелке	Круговая интерполяция целой четверти окружности, в одном квадранте. Действует в пределах одной группы
G13	Галтель против часовой стрелки
G31…G33	Циклы резьбонарезания
G60…G67	Группа циклов условия движения	Выполнение части УП, следующей за этими командами, начинается после выполнения заданных условий (останов подачи, нулевая метка шпинделя и т.п.)
G70…G78	Постоянные циклы токарной обработки
G92	Смещение нулевой точки	Смещение нулевой точки станка на заданную величину или установка координат нулевой точки
G94	Подача в мм/мин	Скорость подачи в мм/мин. Действует до прихода функции G95
G95	Подача в мм/об	Скорость подачи в мм/об. Действует до прихода функции G94
G96	Постоянство скорости резания	Указывает на то, что по адресу S задается скорость резания в м/мин. Действует до прихода функции G97
G97	Отмена постоянства скорости резания	Указывает на то, что по адресу S задается частота вращения в мин-1. Действует до прихода функции G96

Таблица 1.12 - Некоторые вспомогательные функции УЧПУ «Электроника НЦ-31»

Код функции	Наименование	Значение
М0	Программируемый останов	После выполнения команды происходит останов шпинделя, охлаждения, подачи. Работа по программе возобновляется нажатием кнопки «Пуск»
М1	Останов с подтверждением	Аналогично М00, но выполняется только при определенном положении переключателя пульта управления
М2	Конец управляющей программы	Указывает на завершение отработки УП и приводит к блокировке шпинделя, подачи и выключению охлаждения, приводит УЧПУ в исходное состояние
М3	Вращение шпинделя по часовой стрелке	Включает вращение шпинделя в направлении ввинчивания буравчика в направлении задней бабки
М4	Вращение шпинделя против часовой стрелки	Включает вращение шпинделя в направлении вывинчивания буравчика в направлении от задней бабки
М5	Останов шпинделя	Останов шпинделя с торможением в произвольном положении
М10	Реверс шпинделя	Изменение направления вращения шпинделя на обратное. Действует в пределах одной группы
М17	Возврат из подпрограммы	Вызывает возврат из подпрограммы, вызванной командой G23, к выполнению основной части УП
М30	Конец управляющей программы	Действует аналогично М2 и включает в себя возврат к началу программы
М40	Разблокирование шпинделя и электродвигателя главного движения	Выключает тормоз шпинделя, включает питание силовых устройств бесступенчатого электропривода
М41…М44	Включение диапазона 1…4	Выбор диапазона частот вращения №1 для приводов главного движения с АКС. Выключает тормоз шпинделя, включает питание силовых устройств электропривода

Программирование перемещений. Поперечное и продольное перемещение суппорта станка задается в УП словами с адресом соответственно X или Z числовым значением в диапазоне от 0 до ±9999,99 мм с подразумеваемой десятичной запятой перед двумя младшими разрядами (формат слов X+042 и Z+042). Числовые значения по адресу X соответствуют мм диаметра детали, т.е. пересчет на радиус выполняется автоматически.

Отсчет координат происходит от нулевой точки (абсолютные координаты) или в приращениях. При необходимости программирования величины перемещений в приращениях кадры УП, задающие перемещение, сопровождают признаком Размещено на http://www.allbest.ru/

. Для программирования перемещения по двум координатам одновременно (линейная интерполяция) записывают два кадра: первый, его сопровождают признаком , задает величину перемещения по оси X, второй - по оси Z. Ускоренное перемещение суппорта программируется наличием в кадре признака Размещено на http://www.allbest.ru/

.

Программирование скорости подачи. Скорость контурной подачи может быть запрограммирована минутная или оборотная, отдельным кадром или только для группы (команд линейной, круговой интерполяции и постоянных циклов). Режим минутной подачи включается функцией G94, при этом скорость подачи задается в мм/мин, а режим оборотной подачи - функцией G95, при этом скорость подачи задается в мм/об.

Программирование подачи выполняется по адресу F. При задании отдельным кадром скорость задается в диапазоне 0,01…99,99 с подразумеваемой десятичной запятой перед двумя младшими разрядами (формат слова F022) и действует вплоть до задания новой скорости подачи. При задании подачи в группе скорость задается в диапазоне 0,0001…99,99 с подразумеваемой десятичной запятой перед четырьмя младшими разрядами (формат слова F024) и действует только во время отработки группы, после чего снова возвращается к величине, заданной ранее отдельным кадром.

Максимальная рекомендуемая скорость подачи, при которой гарантируется постоянство ее величины, составляет 2,8 мм/об. Перемещение суппорта на рабочей подаче возможно, если включено вращение шпинделя, в противном случае УЧПУ «зависнет» на кадре, задающем перемещение. При выполнении команды линейной интерполяции с признаком ускоренного перемещения Размещено на http://www.allbest.ru/

движение сначала выполняется на одинаковой скорости по обеим осям координат под углом 45°, а затем - параллельно оси, вдоль которой задано большее перемещение.

Программирование скорости вращения шпинделя. Станок 16К20Т1 имеет трехступенчатую коробку скоростей с ручным переключением, пределы частот вращения разбиты на три диапазона: первый (нижний) - 12,5…200 мин^-1, второй (средний) - 50…800 мин^-1 и третий (верхний) - 125…2000 мин^-1 Диапазон выбирается функциями М41 (нижний), М42 (средний) и М43 (верхний).

Пуск вращения шпинделя осуществляется в следующем порядке: функцией М3 или М4 задается направление вращения, затем функцией М41…М44 задается диапазон частот вращения, далее функцией G96 или G97 - режим задания скорости (функция G97 действует по умолчанию после включения, сброса или завершения УП по М2 или М30), и наконец - по адресу S задается скорость шпинделя в выбранном режиме. Останов шпинделя происходит при отработке кадра с функцией М5.

Запрограммированные частота и направление (за исключением циклов нарезания резьбы плашкой или метчиком) вращения шпинделя действуют во всех последующих кадрах УП вплоть до задания другой частоты или направления вращения.

Программирование автоматической смены инструмента. Станок оснащается 6-и, 8-и, 10-и, 12-и или 16-ипозиционной револьверной головкой для автоматической смены инструмента. Смена инструмента задается функцией по адресу T, числовое значение по этому адресу соответствует желаемой позиции револьверной головки. После установки инструмента в рабочую позицию происходит автоматический пересчет координат его вершины в соответствии с вылетом, настроенным в режиме размерной привязки.

Программирование обработки фасок под углом 45. Для упрощенного описания обработки фасок под углом 45 кадр с командой перемещения сопровождается специальным признаком фаски: +45 или -45. Кадр может содержать команду перемещения как в продольном (по оси Z), так и в поперечном (по оси X) направлении, в абсолютных размерах или в приращениях, при этом знак перед символами 45 показывает направление перемещения по неуказанной оси. Формат кадра с командой «Фаска» выглядит следующим образом:

Размещено на http://www.allbest.ru/

X{x} ( Размещено на http://www.allbest.ru/

)

Z{z} ( Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

+45 +45

Программирование обработки галтелей осуществляется функциями G12 (обработка галтели по часовой стрелке) и G13 (обработка галтели против часовой стрелки). Для задания галтели программируется группа из трех кадров: первый содержит функцию G12 (G13), а второй и третий - координаты конечной точки обработки в абсолютных координатах или перемещение в поперечном и продольном направлениях в приращениях. Поперечное перемещение в относительных координатах задается в мм диаметра. Формат команды «Галтель» имеет вид:

G12 (G13) X{x} ( Размещено на http://www.allbest.ru/

) Z{z} ( Размещено на http://www.allbest.ru/

).

Программирование обработки дуги окружности менее 90 (круговой интерполяции). Обработка дуг окружностей менее 90 программируется функциями G2 (по часовой стрелке) и G3 (против часовой стрелки). Команда обработки дуги записывается группой из пяти кадров, первый из которых содержит слово G2 (G3). Обработка дуги может быть задана только в пределах одного квадранта плоскости обработки. Формат команды «Круговая интерполяция» выглядит следующим образом:

G2 (G3) X{x} ( Размещено на http://www.allbest.ru/

) Z{z} ( Размещено на http://www.allbest.ru/

) (F{f} ) P₁{r_x} P₂ {r_z},

Таблица 1.13 - Управляющая программа для токарной операции 015

№ кадра	Кодирование информации, содержание кадра	Содержание перехода
01	T1	Инструмент №1.
02	M43	III диапазон частот вращения.
03	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
04	P2000	- максимальной 2000 мин-1,
05	P125	- минимальной 125 мин-1.
06	F18	Подача 0,18 мм/об.
07	S120	Скорость резания 120 м/мин.
08	M40	Деблокировка шпинделя и электроавтоматики.
09	M3	Пуск вращения шпинделя по часовой стрелке.
	10

X3800Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование на быстром ходу в точку 1
11	Z200
	12

G77Размещено на http://www.allbest.ru/

Многопроходный цикл обработки поверхности 25
13	X2600
14	Z-17000
15	P300	Припуск на проход 3мм
	16

G70Размещено на http://www.allbest.ru/

Однопроходный цикл обработки поверхности 24
17	X2400
18	Z-7700
	19

G70Размещено на http://www.allbest.ru/

Однопроходный цикл обработки поверхности 20
20	X2100
21	Z-5400
	22

X10000 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента
23	Z10000
24	Т2	Инструмент №2.
25	M43	III диапазон частот вращения.
26	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
27	P2000	- максимальной 2000 мин-1,
28	P125	- минимальной 125 мин-1.
29	F13	Подача 0,13 мм/об.
30	S172	Скорость резания 172 м/мин.
	31

Х1800 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование на быстром ходу в точку 1
32	Z100
	33

Z0 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование на быстром ходу в точку 2
	34

Z-110Размещено на http://www.allbest.ru/

Точение фаски
35	X2020	Чистовая обработка детали
36	Z-5500
	37

Z-100 Размещено на http://www.allbest.ru/

Точение фаски
38	X2400	Точка обработки 5
	39

Z-7800 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку 6
	40

X2520 Размещено на http://www.allbest.ru/

Точка 7
41	Z-16700	Обработка в точках от 7 до 8
42	X2450
43	Z-17000
	44

X5450Размещено на http://www.allbest.ru/

Отвод инструмента
	45

X10000 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента
46	Z10000
47	T4	Инструмент №4
48	M43	III диапазон частот вращения.
49	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
50	P2000	- максимальной 2000 мин-1,
51	P125	- минимальной 125 мин-1.
52	F6	Подача 0,06 мм/об.
53	S140	Скорость резания 140 м/мин.
	54

X4000Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование на быстром ходу в точку 1
55	Z-7800
56	X2180	Обработка канавки - точка2
	57

X4000 Размещено на http://www.allbest.ru/

Отвод инструмента
	58

Z-13500 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование на быстром ходу в точку 4
59	X2020	Обработка канавки - точка 5
60	Z-13320
	61

X4000Размещено на http://www.allbest.ru/

Отвод инструмента
	62

X10000Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента.
63	Z10000
64	T5	Инструмент №5
65	M43	III диапазон частот вращения.
66	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
67	P2000	- максимальной 2000 мин-1,
68	P125	- минимальной 125 мин-1.
69	F150	Подача 1,5 мм/об.
70	S84	Скорость резания 84 м/мин
	71

X2440Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку 1
72	Z-5300
	73

G31Размещено на http://www.allbest.ru/

Многопроходный цикл нарезания резьбы М24Ч1,5
74	X2280
75	Z-7700
76	P120	Глубина резьбы 1,2мм
77	P40	Глубина резания 0,4мм
	78

X3400Размещено на http://www.allbest.ru/

Отвод инструмента
	79

X10000Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента
80	Z10000
81	M5	Останов вращения шпинделя
82	M30	Конец программы

Таблица 1.14 - Управляющая программа для токарной операции 020

№ кадра	Кодирование информации, содержание кадра	Содержание перехода
01	T1	Инструмент №1.
02	M43	III диапазон частот вращения.
03	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
04	P2000	- максимальной 2000 мин-1,
05	P125	- минимальной 125 мин-1.
06	F18	Подача 0,18 мм/об.
07	S120	Скорость резания 120 м/мин.
08	M40	Деблокировка шпинделя и электроавтоматики.
09	M3	Пуск вращения шпинделя по часовой стрелке.
	10

X3975Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование на быстром ходу в точку 1
11	Z200
	12

G77Размещено на http://www.allbest.ru/

Многопроходный цикл обработки поверхности 36
13	X3600
14	Z-20000
15	P125	Глубина резания за один проход 1,25мм
	16

G77 Размещено на http://www.allbest.ru/

Многопроходный цикл обработки поверхности 30
17	X3100	Обточить до 31
18	Z-8400
19	Р125	Глубина резания за один проход 1,25мм
	20

X10000 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента
21	Z10000
22	Т2	Инструмент №2.
23	M43	III диапазон частот вращения.
24	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
25	P2000	- максимальной 2000 мин-1,
26	P125	- минимальной 125 мин-1
27	F13	Подача 0,13 мм/об.
28	S172	Скорость резания 172 м/мин.
	29

Х30200 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку 1
30	Z200
31	Z-8100	Чистовая обработка детали
32	Х2950
33	Z-8500
34	X4000	Отвод инструмента
	35

X10000 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента
36	Z10000
37	T3	Инструмент №3
38	M43	III диапазон частот вращения.
39	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
40	P2000	- максимальной 2000 мин-1,
41	P125	- минимальной 125 мин-1.
42	F18	Подача 0,18 мм/об.
43	S118	Скорость резания 118 м/мин.
	44

X3100Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку 1
45	Z--4500
	46

G77 Размещено на http://www.allbest.ru/

Многопроходный цикл обработки поверхности Ш20
47	X2000
48	Z-6000
49	Р125	Глубина резания за один проход 1,25мм
	50

X10000Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента.
51	Z10000
52	T4	Инструмент №5
53	M43	III диапазон частот вращения.
54	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
55	P2000	- максимальной 2000 мин -1,
56	P125	- минимальной 125 мин-1.
57	F6	Подача 0,06 мм/об.
58	S140	Скорость резания 140 м/мин
	59

X3300Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку 1
60	Z-7040
61	X2850	Обработка канавки
	62

X3300 Размещено на http://www.allbest.ru/

Отвод инструмента
	63

X10000Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента
64	Z10000
65	Т5	Инструмент №5
66	М43	III диапазон частот вращения
67	G96	Постоянная скорость резания с частотой вращения:
68	P2000	- максимальной 2000 мин-1,
69	P125	- минимальной 125 мин-1.
70	F110	Подача 1,1 мм/об
71	S87	Скорость резания 87 м/мин
	72

X3100 Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку 1
73	Z0
	74

X2990Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку 2
	75

G31 Размещено на http://www.allbest.ru/

Многопроходный цикл нарезания червяка
76	X2120
77	Z-4500
78	P110
	79

X10000Размещено на http://www.allbest.ru/

Позиционирование в точку смены инструмента
80	Z10000
81	M5	Останов вращения шпинделя
82	M30	Конец программы

2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

Станочные приспособления расширяют технологические возможности металлорежущего оборудования, повышают производительность обработки заготовок, облегчают условия труда рабочих и повышают культуру производства на предприятии.

В процессе проектирования станочного приспособления необходимо соблюдать правила выбора баз, стабильного взаимного положения заготовки и режущего инструмента при обработке, удобную установку, контроль и снятие детали, свободное удаление стружки, удобство управления станком и приспособлением, а также условия, обеспечивающие безопасность работы и обслуживания данного приспособления.

В начале проектирования приспособления необходимо разработать принципиальную схему базирования и закрепления детали, определить число заготовок, подлежащих одновременной обработки, а потом произвести общую компоновку приспособления и всех его элементов.

Исходными данными для проектирования станочного приспособления являются:

рабочий чертеж заготовки и готовой детали;

технологический процесс на предшествующую и выполняемую операции с технологическими эскизами;

годовой объем выпуска деталей;

альбомы типовых конструкций приспособлений;

паспортные данные станков (размеров стола, шпинделей, межцентровых расстояний, размеров и расположения крепежных пазов и отверстий и т.д.).

В зависимости от объема выпуска изделий выбирают конструкцию и привод зажима заготовки, а также быстро изнашиваемые детали приспособления. Необходимо определить тип и размер установочных элементов, их число и взаимное положение и увязать это с требуемой точностью обработки заготовки на данной операции, а также рассчитать силу зажима и на ее основании выбрать тип зажимного устройства.

При выборе основных и вспомогательных элементов приспособления следует использовать стандартные конструкции изделий. Разработку специального станочного приспособления для обработки заготовок производят в следующем порядке: изучают рабочие чертежи заготовки и готовой детали; изучают принципиальную схему базирования и закрепления заготовки;

изучают операционный технологический эскиз механической обработки заготовки;

конструктивно оформляют элементы приспособления и его общую компоновку с необходимыми проекциями, разрезами и отдельными видами;

разрабатывают технические требования на изготовление станочного приспособления;

составляют спецификацию на спроектированное приспособление согласно сборочному чертежу и присваивают шифры на специальные разрабатываемые детали приспособления.

2.1 Выбор схемы установки заготовки в приспособлении

При обработке детали червяк на токарном патронно-центровом станке 16К20Т1 заготовка устанавливается и закрепляется в центрах трехкулачкового поводкового клинового патрона с пневматическим приводом и в пиноли задней бабки.

Рисунок 2.1 - Схема установки и закрепления заготовки в центрах трехкулачкового клинового патрона и пиноли задней бабки

2.2 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении

Усилие зажима необходимого для надежного крепления заготовки в приспособлении. Величина сил зажима определяется из условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и невозможности поворота или сдвига в процессе обработки. При обработке детали на фрезерном станке, возникают силы резания, которые стремятся сдвинуть заготовку относительно своей оси.

Произведем расчет усилия зажима заготовки при выполнении операции 015. Станок - 16К20Т1.

Рассчитаем усилие W_o необходимое для зажима заготовки одним кулачком, а также усилие на штоке пневмоцилиндра Q и диаметр поршня пневмоцилиндра D_ц.

Исходные данные для расчета:

1. диаметр обрабатываемой поверхности D=41 мм;

2. диаметр зажимной поверхности D_з=41 мм;

3. глубина резания t=1,5 мм;

4. подача S=0,18 мм/об;

5. частота вращения n=1250 мин^-1;

6. скорость резания v=114 м/мин;

7. мощность резания N=2,9 кВт

Рисунок 2.2 - Схема трехкулачкового клинового патрона с пневмоприводом

Сила зажима заготовки одним кулачком:

W_o=, (2.1)

где k - коэффициент запаса;

М - крутящий момент от усилия резания, Нм;

f - коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков

f=0,25 - ([10] стр.111)

Крутящий момент:

М=, (2.2)

где P_Z - тангенциальная составляющая силы резания, Н

Подставив (2.2) в (2.1) получим:

W_o= (2.3)

Тангенциальная составляющая силы резания:

P_Z= (2.4)

P_Z==1556,8 Н

Коэффициент запаса:

k=k_o•k₁•k₂•k₃•k₄•k₅•k_6, (2.5)

где k_o=1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

k₁ - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

k₁=1,2 ([10] стр.199)

k₂ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за затупления инструмента;

k₂=1,0 - ([10] стр.206 табл.95)

k₃ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

k₃=1,2 ([10] стр.199)

k₄ - коэффициент, учитывающий постоянство сил резания;

k₄=1,0 ([10] стр.206)

k₅ - коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимов;

k₅=1,0 ([10] стр.206)

k₆ - коэффициент, учитывающий влияние крутящих моментов;

k₆=1,5 ([10] стр.207)

k=1,5•1,2•1,0•1,2•1,0•1,0•1,5=3,24

Сила зажима заготовки одним кулачком:

W_o==6425,6 Н

Усилие на штоке пневмоцилиндра:

Q=nk₁(1+f₁) •tg(в+ц)•W_o•, (2.6)

где n=3 - количество кулачков;

k₁=1,05 - коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в патроне;

l=62 мм - вылет кулачка от его опоры до центра усилия зажима;

l₁=72 мм - длина направляющей части кулачка;

в=12^o; ц=3^o

f₁ - коэффициент трения в направляющих кулачков; f₁=0,15 - ([10] стр.211)

Q=3•1,05•(1+•0,15)•tg(12+3)•6425,6•=7526 H

Диаметр поршня пневмоцилиндра

D_ц=1,27, (2.7)

где р=0,6 МПа - давление сжатого воздуха;

з=0,95 - механический КПД пневмоцилиндра ([10] таб.136 стр.317)

D_ц==122 мм

Принимаем ближайший больший стандартный диаметр поршня пневмоцилиндра D_ц=125 мм.

2.3 Описание работы приспособления

Патрон клиновой устанавливается на переднем конце шпинделя токарного станка 16К20Т1. При этом базируется по коническому уступу и крепится шестью винтами М12 к фланцу шпинделя. На заднем конце шпинделя установлен вращающийся пневмоцилиндр. Через сквозное отверстие в шпинделе шток пневмоцилиндра соединяется с муфтой. С муфтой соединяются три рычага. Другие плечи рычагов соединены с основными кулачками, на которых посредством двух винтов М8 закреплены сменные кулачки. Отвернув винты можно переставлять сменные кулачки по основным кулачкам в зависимости от диаметра обрабатываемой заготовки.

При перемещении поршня пневмоцилиндра, а значит и муфты влево произойдет поворот рычагов против часовой стрелки, кулачки переместятся по радиусу от центра и кулачки зажмут вал. При перемещении влево - произойдет разжим кулачков.

Приспособление для контроля радиального биения

Прибор предназначен для проверки биения цилиндрических деталей (валов, шкивов, шестерен и т.д.), установленных в центрах. Контролируемые параметры: радиальное и торцевое биение (то есть, проверка может проводиться как по цилиндрическим поверхностям, так и по торцевым).

Краткое описание:

Прибор состоит из следующих основных узлов: станины, левой бабки, правой бабки, каретки со стойкой индикатора (индикатор ИЧ-10 кл.1 ГОСТ 577-68). Бабки и каретка могут передвигаться по направляющим станины и закрепляются на ней ручными зажимами в любом месте на станине.

Ход пиноли не менее 8 мм. В бабке есть стопорное устройство, надежно закрепляющее пиноль с центром.

На каретке устанавливается штатив, позволяющий устанавливать индикатор в любое положение.

Работа на приборе:

Проверяемая деталь устанавливается в центрах прибора. Бабки закрепляются на станине при помощи зажимных винтов ручными зажимами согласно длине проверяемой детали.

Каретку со стойкой индикатора устанавливают против проверяемого участка и производят замеры.