|
Химический
элемент
|
%
|
|
Кремний (Si)
|
0.17-0.37
|
|
Медь (Cu), не
более
|
0.25
|
|
Мышьяк (As), не
более
|
0.08
|
|
Марганец (Mn)
|
0.35-0.65
|
|
Никель (Ni), не
более
|
0.25
|
|
Фосфор (P), не
более
|
0.035
|
|
Хром (Cr), не
более
|
0.25
|
|
Сера (S), не
более
|
0.04
|
1.2 Выбор
заготовки
В качестве заготовки выбираем прокат круглого сечения
диаметром 65 мм ГОСТ 2590-88.
1.3 Выбор
инструмента
Для получения данной детали понадобятся следующие
инструменты: контурные резцы для черновой и чистовой обработок, канавочный -
для прорезания канавки.
Для черновой контурной обработки выбираем сборные контурные
резцы с механическим креплением клин-прихватом трехгранных пластин из твердого
сплава Т14К8 ГОСТ 19073-80. Для чистовой обработки выбираем сборные контурные
резцы с механическим креплением клин-прихватом трехгранных пластин из твердого
сплава Т15К6.
Рисунок 1.2 - Резец контурный
Размеры резца:
×b=25×25мм, L=50мм, Р=36мм,
f=12,5мм
Рисунок 1.3 - Резец контурный
Размеры резца:
h×b=25×25мм, L=50мм, Р=36мм,
f=12,5мм
Рисунок 1.4 - Резец канавочный
Размеры резца:
h×b=25×25мм, L=50мм, f=32мм
1.4
Разработка технологического маршрута обработки
Разработаем технологический маршрут обработки данной детали
на токарно-винторезном станке с ЧПУ 16К20Ф3С32:
. Подрезание торца
2. Черновое контурное точение
. Чистовое контурное точение
. Обработка канавок
1.5 Расчет
режимов резания
Контурное черновое точение
глубина резания t = 1,5мм;
подача s = 0,6мм/об;
материал режущей части Т14К8;
стойкость инструмента Т = 60 мин;
скорость резания, м/мин:
(1.1)
гдеТ-период стойкости инструмента, мин;
КV-коэффициент обрабатываемости:
KV = KMV · KПV · KИV, (1.2)
Где KMV-коэффициент, учитывающий качество
обрабатываемого материала (находим по таблицам 1 - 4 [1])
(1.3)
Где КГ = 1-коэффициент, учитывающий группу стали по
обрабатываемости;
-предел прочности стали;V = - 1,0 - показатель степени;
KПV = 0,9 - коэффициент,
учитывающий состояние поверхности заготовки (находим по таблице 5 [1])
KИV = 0,8 -
коэффициент, учитывающий материал инструмента (находим по таблице 6 [1])
KV = 0,55 · 0,9 · 0,8 = 0,40
Значения коэффициента СV и показателей степени находим по таблице 17 [1]
СV = 350; х = 0,15; у = 0,35; m = 0,2;
частота вращения, мин-1:
(1.4)
сила резания при черновом точении, Н:
(1.5)
Где Кр - поправочный коэффициент
(1.6)
где
-коэффициенты, учитывающие фактические
условия резания (находим по таблицам 9, 10, 23 [1])
(1.7)
Значения коэффициента СP и показателей степени находим по таблице 22 [1]
СV = 300; х = 1; у = 0,75; n = - 0,15;
мощность резания:
(1.8)
Контурное чистовое точение
глубина резания t = 0,5 мм;
подача s = 0,1 мм/об;
материал режущей части Т15К6;
стойкость инструмента Т = 80 мин;
скорость резания, м/мин:
KV = KMV · KПV · KИV
KПV = 0,9 KИV = 1
KV = 0,55 · 0,9 · 1 = 0,50,Значения коэффициента СV и показателей степени находим по таблице
17 [1]
СV = 420; х = 0,15; у = 0,2; m = 0,2;
частота вращения, мин-1:
сила резания при чистовом точении, Н:
,
; ;
; ; ;
; СV = 300;
х = 1; у = 0,75; n = - 0,15; 
мощность резания:
Точение канавки
подача s = 0,1мм/об;
материал режущей части Т15К10;
стойкость инструмента Т = 60 мин;
скорость резания, м/мин:
(1.9)
KV = KMV · KПV · KИV
KПV = 0,9 KИV = 1
KV = 0,55 · 0,9 · 1 = 0,50,Значения коэффициента СV и показателей степени находим по таблице
17 [1]
СV = 47; у = 0,8; m = 0,2; 
частота вращения, мин-1:
сила резания, Н:
(1.10)
; ; 
;
; ; 
;
СV = 408; х = 0,72; у = 0,8; n = 0;
мощность резания:
1.6
Разработка схем обработки
Рисунок 1.5 - Схема обработки контурным резцом, отогнутым
влево
Найдем координату Z для точки 9 (см. рисунок 1.5)
Рассмотрим прямоугольный треугольник АВС
Рисунок 1.6 - Схема определения координат точки 9.
Значит, координата Z точки 9 равна
95 - 8 - 15 - 4 - 3 - 13,94 = 51,06
Рисунок 1.7 - Схема обработки контурным резцом, отогнутым вправо
токарный фрезерный станок программа
Рисунок 1.8 - Схема обработки канавок
1.7
Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ
Таблица 1.3 - Управляющая программа на языке ТЕХТРАН
|
№ кадра
|
Содержание
кадра
|
Пояснения
|
|
001
|
P0*
|
|
|
002
|
P-500*
|
Максимальная
координата по Х "-”
|
|
003
|
P
400*
|
Максимальная
координата по Х "+”
|
|
004
|
P-100*
|
Максимальная
координата по Z "-”
|
|
005
|
P1000*
|
Максимальная
координата по Z "+”
|
|
006
|
P318*
|
nmax
1-го диапазона
|
|
007
|
P875*
|
nmax
2-го диапазона
|
|
008
|
P2188*
|
nmax
3-го диапазона
|
|
009
|
P0*
|
nmax
4-го диапазона
|
|
010
|
P12*
|
nmin
1-го диапазона
|
|
011
|
P30*
|
nmin
2-го диапазона
|
|
012
|
P80*
|
nmin
3-го диапазона
|
|
013
|
P0*
|
nmin
4-го диапазона
|
|
014
|
P10*
|
Ползучая
скорость шпинделя
|
|
015
|
P1*
|
Индикация
рассогласования вкл.
|
|
016
|
P1000*
|
Рекомендуемая nmax при постоянной скорости резания
|
|
017
|
P100*
|
Рекомендуемая nmin при постоянной скорости резания
|
|
001
|
F0,6
S2 340 T1*
|
Ввод подачи
(0,6 мм/об), диапазона частот вращения (S2), частоты вращения шпинделя (340 мин-1), номера
инструмента (Т1)
|
|
002
|
X67
Z95E*
|
Быстрый подвод
инструмента
|
|
003
|
X-2*
|
Подрезка торца
|
|
004
|
L08*
A0,5 P1,5*
|
Цикл
многопроходной обработки цилиндрических заготовок с автоматическим разбиением
на проходы: А=0,5мм - припуск под чистовую обработку, Р=1,5мм - максимальная
глубина резания за один проход
|
|
005
|
X25
C2*
|
Точение фаски
2х450
|
|
006
|
Z87*
|
Точение
цилиндрической поверхности ЖЖ25 мм
|
|
007
|
X45 с2*
|
Точение фаски
2х450
|
|
008
|
Z65*
|
Точение
цилиндрической поверхности ЖЖ45 мм
|
|
009
|
X58
Z51,06*
|
Точение
конической поверхности
|
|
010
|
Z40*
|
Точение
цилиндрической поверхности ЖЖ58 мм
|
|
011
|
X50
Z20*
|
Точение
конической поверхности
|
|
012
|
X55
Z12 R4*
|
Точение
цилиндрической поверхности ЖЖ50 мм и галтели радиусом 4 мм
|
|
013
|
Z6*
|
Точение
цилиндрической поверхности ЖЖ55 мм
|
|
014
|
X60*
|
Точение плоской
поверхности
|
|
015
|
Z0
M17*
|
Точение цилиндрической
поверхности ЖЖ60 мм
|
|
016
|
F0,6
S2 340 T2*
|
Ввод подачи,
диапазона частот вращения, частоты вращения шпинделя и номера инструмента
|
|
017
|
X60
Z19E*
|
Быстрый подвод
инструмента
|
|
018
|
L08*
A0,5 P1,5*
|
Цикл
многопроходной обработки цилиндрических заготовок с автоматическим разбиением
на проходы
|
|
019
|
X50*
|
Подвод
инструмента
|
|
020
|
Z32*
|
Точение
цилиндрической поверхности ЖЖ50 мм
|
|
021
|
X58
Z40 M17*
|
Точение
конической поверхности
|
|
022
|
F0,1
S2 816 T3*
|
Ввод подачи,
диапазона частот вращения, частоты вращения шпинделя и номера инструмента
|
|
023
|
X23
Z95E*
|
Быстрый подвод
инструмента
|
|
024
|
L10
B5*
|
Цикл чистовой
обработки контура, повторение программы с 5-го кадра
|
|
025
|
F0,1
S2 816 T4*
|
Ввод подачи,
диапазона частот вращения, частоты вращения шпинделя и номера инструмента
|
|
026
|
X60
Z19E*
|
Быстрый подвод
инструмента
|
|
027
|
L10
B19*
|
Цикл чистовой
обработки контура, повторение программы с 19-го кадра
|
|
028
|
F0,1 S2 347 T5*
|
Ввод подачи,
диапазона частот вращения, частоты вращения шпинделя и номера инструмента
|
|
029
|
X47
Z68E*
|
Быстрый подвод
инструмента
|
|
030
|
L02* D1 X40 A4 P4*
|
Цикл обработки
канавки с автоматическим разбиением на проходы: D=1c - выдержка, Х=40мм - внутренний диаметр
канавки, А=4мм - ширина канавки, Р=4мм - ширина резца
|
|
031
|
M02*
|
Конец программы
|
Кодировка двух кадров на перфоленте
Рисунок 1.8 - Расшифровка кадра N012 X55 Z12 R4*
Рисунок 1.9 - Расшифровка кадра N022 F0,1 S2 816 T3*
2. Разработка
управляющей программы для обработки детали на фрезерном станке с ЧПУ
Рисунок 2.1 - Эскиз детали
2.1 Выбор
обрабатываемого материала
В качестве материала для заготовки выбираем
среднеуглеродистую сталь 20 ГОСТ 1050-88. Механические свойства стали приведены
в таблице 1.1 Химические свойства стали приведены в таблице 1.2.
2.2 Выбор
заготовки
В качестве заготовки будем использовать плиту толщиной 12 мм.
2.3 Выбор
инструмента
Обработка данной детали будет производится на фрезерном
станке с ЧПУ 6Р13Ф3. Выбор инструмента и его размеров производим в соответствии
с [1]. Для обработки данной детали будем использовать концевую фрезу с
коническим хвостовиком ГОСТ 17025-71. В качестве материала режущей части фрезы
принимаем быстрорежущую сталь Р6М5.
Рисунок 2.2 - Фреза концевая с коническим хвостовиком
Размеры фрезы: d=20мм, L=123мм, l=38мм
2.4 Расчет
режимов резания
Рассчитаем режимы резания для фрезерования пластины концевой
фрезой.
глубина резания t=3мм;
ширина фрезерования В=12мм;
подача на зуб SZ=0,1мм/зуб;
материал режущей части - Р6М5;
стойкость инструмента - Т=80мин;
скорость резания, м/мин:
(2.1)
Значения коэффициента СV и показателей степени находим
по таблице 81 [1] СV=46,7; q=0,45; х=0,5; у=0,5; u=0,1; р=0,1; m=0,33;
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий
фактические условия резания
KV=KMV·KПV·KИV, (2.2)
гдеKMV-коэффициент, учитывающий качество
обрабатываемого материала (находим по таблицам 1 - 4 [1])
(2.3)
KПV=1-коэффициент,
учитывающий состояние поверхности заготовки (находим по таблице 5 [1])
KИV=1-коэффициент,
учитывающий материал инструмента (находим по таблице 6 [1])
KV=0,54·1·1=0,54,
сила резания при фрезеровании, Н:
(2.4)
Значения коэффициента СP и показателей степени находим по таблице 83 [1]
СV=68,2; х=0,86; у=0,72; n=1;
q=0,86; w=0;
частота вращения, мин-1:
(2.5),
Поправочный коэффициент Кмр, учитывающий влияние
качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по таблице 9
[1].
(2.6),
минутная подача, мм/мин:
(2.7)
мощность резания:
(2.8)
2.5
Разработка схем обработки
Составим операционный эскиз детали для подготовки управляющей
программы в системе ТЕХТРАН
Рисунок 2.3 - Операционный эскиз детали при подготовке
управляющей программы в системе ТЕХТРАН
Определим координаты точек и сведем их в таблицу 2.1
Координаты точек ТЧ4, ТЧ5, ТЧ7 определяем с помощью системы
КОМПАС:
Рисунок 2.4 - Схема определения координат точек ТЧ4, ТЧ5, ТЧ7
в программе КОМПАС
Таблица 2.1 - Координаты точек
|
Название точки
|
Координата Х
|
Координата Y
|
|
ТЧ1
|
0
|
20
|
|
ТЧ2
|
-20
|
40
|
|
ТЧ3
|
0
|
60
|
|
ТЧ4
|
21,91
|
60
|
|
ТЧ5
|
33,71
|
38,46
|
|
ТЧ6
|
0
|
40
|
|
ТЧ7
|
21,91
|
46
|
Составим операционный эскиз детали для подготовки управляющей
программы с использованием подготовительных функций.
Рисунок 2.5 - Операционный эскиз детали при подготовке
управляющей программы с использованием подготовительных функций
Таблица 2.2 - Координаты точек
|
Номер точки
|
Координата Х
|
Координата Y
|
|
1
|
0
|
20
|
|
2
|
-20
|
40
|
|
3
|
0
|
60
|
|
4
|
21,91
|
60
|
|
5
|
35,91
|
46
|
|
6
|
33,71
|
38,46
|
|
А
|
0
|
40
|
|
В
|
21,91
|
46
|
2.6
Разработка управляющей программы
Таблица 2.5 - Управляющая программа на языке ТЕХТРАН
|
№ кадра
|
Содержание
кадра
|
Пояснения
|
|
1
|
ДЕТАЛЬ_ПЛИТА_#*
|
Характеристика
детали
|
|
2
|
СТАНОК 6Р13Ф3*
|
Характеристика
станка
|
|
3
|
ИНСТР 20*
|
Параметры
инструмента
|
|
4
|
ТЧ0 = 0, 0*
|
Задание
координат точек
|
|
5
|
ТЧ1 = 0, 20*
|
|
|
6
|
ТЧ2 = - 20, 40*
|
|
|
7
|
ТЧ3 = 0, 60*
|
|
|
8
|
ТЧ4 = 21.91,
60*
|
|
|
9
|
ТЧ5 = 33.71,
38.46*
|
|
|
10
|
ТЧ6 = 0, 40*
|
|
|
11
|
ТЧ7 = 21.91, 46*
|
|
|
12
|
КР1 = ТЧ6, 20*
|
Задание кривых
|
|
13
|
КР2 = ТЧ7, 14*
|
|
|
14
|
КР3 = ТЧ3, 40*
|
|
|
15
|
ПР1 = ТЧ1, ТЧ2*
|
Задание прямых
|
|
16
|
ПР2 = ТЧ3,
СЛЕВА, КР2*
|
|
|
17
|
ИЗ ТЧ0*
|
Исходная точка
|
|
18
|
ПОДАЧА ММИН
1500*
|
Задание
ускоренной подачи
|
|
19
|
ПРИРАЩ 15*
|
Высота
опускания фрезы
|
|
20
|
ИДИ ДО ТЧ1*
|
Движение фрезы
|
|
21
|
ШПИНДЛ ВКЛ*
|
Включение
шпинделя
|
|
22
|
ОХЛАД ВКЛ*
|
Включение
охлаждения
|
|
23
|
ПОДАЧА ММИН
180*
|
Задание рабочей
подачи фрезы
|
|
24
|
ВПЕРЕД ПР1 ЗА
КР1*
|
Обработка
прямой
|
|
25
|
НАРДОП 0.1*
|
Внешнее
отклонение от окружности
|
|
26
|
ВПЕРЕД КР1 КАС
ПР2*
|
Обработка дуги
|
|
27
|
ВПЕРЕД ПР2 КАС
КР2*
|
Обработка
прямой
|
|
28
|
НАРДОП 0.1*
|
Внешнее
отклонение от окружности
|
|
29
|
ВПЕРЕД КР2 КАС
КР3*
|
Обработка дуги
|
|
30
|
НАРДОП 0.1*
|
Внешнее
отклонение от окружности
|
|
31
|
ВПЕРЕД КР3 ЗА
ТЧ1*
|
Обработка дуги
|
|
32
|
ОХЛАД ВЫКЛ*
|
Выключение
охлаждения
|
|
33
|
ШПИНД ВЫКЛ*
|
Выключение
шпинделя
|
|
34
|
ПОДАЧА ММИН
1500*
|
Переход на
ускоренную подачу
|
|
35
|
В ТОЧКУ ТЧ0*
|
Возврат в
исходную точку
|
|
КОНЕЦ*
|
Конец программы
|
Таблица 2.6 - Управляющая программа с использованием
подготовительных функций
|
№ кадра
|
Содержание
кадра
|
Пояснения
|
|
% LF
|
Начало
программы
|
|
1
|
G90 G00 Y20. S452. F180. M03. М08 LF
|
Задание режимов
обработки в абсолютных числах, перемещение инструмента на быстром ходу в
заданную точку, задание скорости, подачи, включение шпинделя с вращением по
часовой стрелке, включение охлаждения
|
|
2
|
G41
X0. Y20. L17 LF
|
Коррекция
криволинейного контура, выход на эквидистанту плюс
|
|
3
|
Z-15
LF
|
Опускание фрезы
|
|
4
|
G01
X-20. Y40 LF
|
Обработка
прямой
|
|
5
|
G43
I-20. J0. X0. Y20. L17 LF
|
Круговая
интерполяция почасовой стрелке с эквидистантой плюс
|
|
6
|
G01
X21,91. Y60 LF
|
Обработка
прямой
|
|
7
|
G43
I0. J14. X14. Y0. L17 LF
|
Круговая
интерполяция почасовой стрелке с эквидистантой плюс
|
|
8
|
G43
I14. J0.
X11,8. Y-7,54. L17 LF
|
Круговая
интерполяция почасовой стрелке с эквидистантой плюс
|
|
9
|
G43
I33,71. J-21,54. X0. Y-40. L17 LF
|
Круговая
интерполяция почасовой стрелке с эквидистантой плюс
|
|
10
|
G41 X0. Y0.
L17 LF
|
Возврат фрезы в
исходную точку
|
|
11
|
G00
Z0
|
Выход
инструмента
|
|
12
|
M02 LF
|
Выключение
шпинделя
|
Список
литературы
1.
Справочник технолога - машиностроителя. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К.
Мещерякова. Т 1,2 М., Машиностроение. 1985.
.
Каштальян И.А., Клевзович В.И. "Обработка на станках с числовым
программным управлением”: Справ. Пособие. - Мн.: Выш. Шк., 1989