Выбор оборудования, приспособлений, режущего инструмента, вспомогательного инструмента и инструмента для контроля и измерений

 

1.Операция Токарная с ЧПУ

Оборудование: Токарно-револьверный станок модели Haas SL-20 с ЧПУ Fanuc 0i – TC.

Универсальный токарный станок повышенной точности HAAS SL-20 предназначен для выполнения самых разнообразных токарных, резьбонарезных и сверлильных работ повышенной точности.

Отличительной особенностью этого станка является:

Полностью литая чугунная станина;

Полностью закрытое герметичное защитное ограждение;

Серводвигатели перемещений по осям с прямой передачей момента;

Стальные закаленные подшипниковые блоки направляющих;

ШВП с двойным креплением и предварительно натянутой гайкой;

Система автоматической смазки направляющих и ШВП;

Система компенсации тепловых расширений ШВП;

Откатная конструкция бака для СОЖ.

 

Таблица 6 - Техническая характеристика станка модели Haas SL-20

Максимальный диаметр точения над станиной	мм	584
Максимальный диаметр точения над суппортом	мм	241
Максимальная длинна обработки наружных поверхностей	мм	438
Макс. диаметр заготовки в патроне главного шпинделя	мм	210
Максимальный диаметр заготовки	мм	584
Максимальный диаметр прутка в главном шпинделе	мм	51
Максимальное расстояние между центрами	мм	610
Минимальная дискретность задания линейных перемещений	мм	0,001
Точность линейного позиционирования инструмента по оси X	мм	±0,005
Точность линейного позиционирования инструмента по оси Z	мм	±0,005
Максимальное перемещение инструмента по оси X	мм	215
Максимальное перемещение инструмента по оси Z	мм	508
Время поворота револьверной головки на одну позицию	сек	1
Частота вращения главного шпинделя	мин^-1	4000
Скорость холостых подач инструмента по оси X	мин^-1	30,5
Скорость холостых подач инструмента по оси Z	м/мин	30,5
Тип хвостовика главного шпинделя		A2-52
Диаметр проходного отверстия главного шпинделя	мм	76,2
Конус пиноли задней бабки		МК-4
Максимальные допустимые усилия по оси X	кН	10,67
Максимальные допустимые усилия по оси Z	кН	16,46
Максимальный крутящий момент главного шпинделя (при n=1300 об/мин)	Нм	209
Макс. мощность привода вращения главного шпинделя	кВт	22,4
Габаритные размеры станка (Д х Ш х В)	мм	3226x2286x1829
Масса станка	кг	4082

 

Вспомогательный инструмент

1. Держатель инструмента  – 25 мм × 25 мм

2. Трубковидная оправка для сверления ∅32 мм

3. Держатель U-образный ∅32 мм

4. Гнездо сверла 32 мм: МТ 1/23

Приспособление: трехкулачковый самоцентрирующий патрон.

Режущий инструмент фирмы PRAMET:

- резец для наружного контурного точения с механическим креплением ромбической пластины SDJNR 2525M-15, K40 пластина CNMG 120408.

- резец расточной державка S25M-SCLCR12, пластина CCMT 120408.

Средства контроля:

- штангенциркуль ШЦ-Ι–125 – 0,1 ГОСТ166 – 89; цена деления 0,1 мм;

- калибр - скоба 205h9;

- калибр-пробка 100Н7;

2. Операция 020 Сверлильная с ЧПУ

Оборудование - Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ модели Haas ТМ-1

Станок оснащен системой ЧПУ Fanuc Oi-mate. Сервопривод постоянного тока с цифровым управлением обеспечивает точные и быстрые перемещения по всем 3- м осям. На станке возможно осуществить за одну установку детали большое количество операций, таких как фрезерование, растачивание, сверление, нарезание резьбы и т.п.

Стол и суппорт станка отливается из специального высокопрочного чугуна, они компактны, имеют большую область загрузки, высокую жесткость и отличные антивибрационные характеристики, способные обеспечить самую высокую точность обработки. Конструкция включает в себя мощный высокомоментный шпиндель и встроенную систему подачи СОЖ в зону резания, что обеспечивает высокоскоростные режимы резания.

 

Таблица 7 - Техническая характеристика станка

Параметр	Ед. изм.	Размеры
1	2	3
Размер стола, мм	мм	1213x267
Перемещения Максимальное перемещение по оси Х Максимальное перемещение по оси Y Максимальное перемещение по оси Z	мм	762 305 406
Максимальное расстояние от стола до торца шпинделя	мм	508
Минимальное расстояние от стола до торца шпинделя	мм	102
Максимальная нагрузка на стол	кг	454
Ширина Т-образного паза/Расстояние между Т-образными пазами	мм	16 / 101,6
Размер отверстия конуса шпинделя	мм	40
Максимальная частота вращения шпинделя	мин^-1	4000
Максимальный крутящий момент	Н×м	45
Максимальная мощность двигателя шпинделя	кВт	5,6
Максимальная скорость холостых подач	м/мин	5,1
Точность позиционирования	мм	±0,010
Повторяемость	мм	±0,005
Объём бака СОЖ	л	57
Габариты (Д×Ш×В)	мм	3758x1864×1727

 

Приспособление: специальное с пневмозажимом.

Режущий инструмент: фреза концевая с коническим хвостовиком, оснащенная пластинками из твердого сплава ВК6 Ø40 z=6 035-2223-1141 ТУ 2-035-812 – 81;

Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком для зацентровки под сверление Ø5 035-237-0101 ОСТ 2И20-5 – 80

Сверло спиральное с коническим хвостовиком Ø15 035-2301-1037; Ø22 035-2301-1068 ОСТ 2И20-2 – 80

Вспомогательный инструмент: патрон цанговый с диаметром зажима 2 – 20 конус 1:24 – 40 191113040 ТУ 2-035-986 – 85; втулка переходная для инструментов с конусом Морзе 2/40 191831062 ТУ 2-035-978 – 85 с лапкой

 

Расчет режимов резания

 

Расчет режимов резания произведём на операцию 020 Сверлильная с ЧПУ. переход 3, 4 – обработка отверстия Ø22

Исходные данные:

Станок –вертикально-фрезерный  ОЦ Hааs  ТМ-1

Приспособление – специальное зажимное

Инструмент – сверло спиральное  для станков с ЧПУ Ø15; Ø22 Р18

Материал детали – СЧ18; 170…240 НВ;

Охлаждение – без охлаждения

Точность обработки поверхности - IT14

Заготовка – отливка

Состояние поверхности – обработанная

Масса детали – 32,6 кг

Содержание перехода операции:

 – зацентровать отверстия

- сверлить отв. Ø15Н14

- рассверлить отв. Ø22Н14

Наладка станка производится оператором.

Переход 3. Расчет режимов резания для сверления отверстия Ø15 мм.

1.Глубина резания при сверлении 

t=0,5D=7,5 мм

2. Выбор подачи при сверлении серого чугуна s₀=0,35 мм/об [6, табл. 35]

3. Период стойкости сверла Т=60 мин [6, табл. 40]

4. Скорость резания

  

Значения коэффициента и показателей степени [6, табл. 38]

 

где К_MV- коэффициент на обрабатываемый материал;

K_ИV – коэффициент на инструментальный материал;

K_Lv – коэффициент, учитывающий глубину сверления

 

где НВ – фактический параметр, характеризующий обрабатываемый материал

5. Частота вращения шпинделя

 

где D – диаметр инструмента. мм

6. Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения

6.1 Осевая сила резания, Н

.

Значения коэффициента  и показателей степени находим [6, табл. 42]:

Поправочный коэффициент К_МР принимаем [6]:

.   

Подставив значения в формулу, получаем:

.

6.2 Крутящий момент, Нм

    

   

6.3 Мощность резания, кВт

;    

.

Рассчитанные режимы резания должны не превышают мощности привода главного движения станка при условии:

 

где η – КПД станка

Вывод. Установленные режимы резания по мощности осуществимы.

Переход 4. Расчет режимов резания для рассверливания отверстия Ø22 мм.

1.Глубина резания при рассверливании 

2. Выбор подачи при рассверливании отверстия в детали из серого чугуна s₀=0,5 мм/об [6, табл. 35]

3. Период стойкости сверла Т=60 мин [6, табл. 40]

4. Скорость резания при рассверливании

  

5. Частота вращения шпинделя

где D – диаметр инструмента. мм

6. Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения

6.1 Осевая сила резания, Н

.

Значения коэффициента  и показателей степени находим [6, табл. 42]: 

.

6.2 Крутящий момент, Нм

6.3 Мощность резания, кВт

;

.

Рассчитанные режимы резания должны не превышают мощности привода главного движения станка при условии:

Вывод. Установленные режимы резания по мощности осуществимы.

 

Расчет норм времени

 

Операция 010 Токарная с ЧПУ.

Норма штучного времени на операцию при работе на станках с программным управлением определяется по формуле:

где t₀ – основное время на операцию, мин;

t_B – вспомогательное время, мин;

t_В.У – время на установку и снятия заготовки, t_В.У=0,2 мин;

t_М.В. – вспомогательное время, связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке поверхности, мин;

t_обс – время обслуживания рабочего места, мин;

t_п – время на личные потребности, назначается в процентах от оперативного времени мин.

где L_i – длина обрабатываемой поверхности, мм;

i – число рабочих ходов;

S_M – минутная подача, мм/мин

Переход 1. Точение по торцу Ø191

Переход 2. Точение поверхности Ø185 мм, торца Ø315, поверхности Ø315

L_Р.Х.=20∙2 +(315-185)/2+31+4=140 мм.

Переход 3 Растачивание черновое отверстия Ø95 L=168 мм

Общее технологическое время на операцию:

Количество переходов на операцию – 3 переходов.

Количество смены инструментов – 2.

Количество установов - 3

Вспомогательное время:

Машинно-вспомогательное время при работе на станках с ЧПУ:

- на одновременное перемещение рабочих органов станка по осям Zи Х (ускоренное по дине) – 0,03 мин/300 мм;

- установочное – 0,1 мин;

- установочное (холостое) в зоне резания – 0,08 мин;

- на поворот револьверной головки – 0,02 мин

К_П – количество позиций, на которое необходимо повернуть револьверную головку, К_П = 2;

Вспомогательное время автоматической работы станка

Вспомогательное время – время выполнения ручной вспомогательной работы, не перекрываемой временем автоматической работы станка [10]

Т_ВОП состоит из следующих работ:

- включить станок/выключить – 0,04 мин

- открыть заградительный щиток/закрыть – 0,03 мин

- установить координаты Х, Y – 0,1 мин

- ввести коррекцию – 0,04 мин

- установить  деталь в кулачки – 0,2 мин

Итого: 0,41 мин.

Вспомогальное время

Оперативное время

Т_ОП = Т₀ +Т_В

Т_ОП = 3,8+1,0 = 4,8 мин

Время обслуживания рабочего места , составляет 11,5% от оперативного времени: [10, табл. 18]

.

Штучное время на операцию составит:

3. Специальный раздел: