- •Міністерство освіти і науки України
- •Передмова
- •Умовні позначення елементів кінематичних схем
- •Таблиця 3 - Умовні позначення елементів кінематичних схем
- •Характеристика базової моделі 16к20 :
- •Характеристика базової моделі 16б16а :
- •Характеристика базової моделі 1м63 :
- •Характеристика базової моделі ут16п :
- •Перелік посилань
Міністерство освіти і науки України
Тернопільський державний технічний університет
імені Івана Пулюя
Кафедра конструювання верстатів,
інструментів та машин
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
для виконання самостійної роботи з курсу:
“Фізичні основи механічної обробки металів”
для студентів всіх форм навчання
за напрямом підготовки
6.050202 “Автоматизація і комп’ютерно - інтегровані
технології”
Тернопіль – 2008
Методичні вказівки розроблені відповідно до навчальних планів спеціальностей 7.092501, 7.092502.
Методичні вказівки розробили: ст. викл. Кузьмін М.І.
інженер Чорний Р.П.
Рецензент: к.т.н. доц. Дичковський М.Г.
Відповідальний за випуск: ст. викл. Кузьмін М.І.
Методичні вказівки розглянуті та
затверджені на засіданні кафедри
“Конструювання верстатів,
інструментів та машин”
Протокол № ___15____ від
«_26_» ___03______2008 р.
Методичні вказівки розглянуті та
рекомендовані до друку на засіданні
методичної комісії механіко-технічного
факультету ТДТУ імені Івана Пулюя
Протокол № ___2_____ від
« 10_» ___04___2008 р.
Передмова
В самостійній роботі студенти повинні призначити табличним методом оптимальний режим обробки гладкого циліндричного валика на вибраному верстаті, який забезпечив би найбільшу продуктивність процесу при максимальному використанні різальних властивостей інструменту і потужності верстату.
Завдання на самостійну роботу складені в 100 варіантах. Номери варіантів визначаються двома останніми цифрами навчального шифру студента і вибираються із таблиці 1.
Якщо в ході розв'язання задачі використовуються дані з довідкової літератури (нормативів), то необхідно посилатися на використовуване джерело, вказавши сторінку, таблицю, карту тощо. В кінці роботи робиться перелік використаної навчальної та довідкової літератури. Контрольна робота виконується на листках формату А4, на яких нанесена рамка згідно з ДСТУ.
ЗАДАЧА
Обточити циліндричний валик при заданих умовах (таблиця 1), з яких відомі розміри деталі, припуск на обробку, оброблюваний матеріал і його міцність або твердість НВ, шорсткість обробленої поверхні, спосіб кріплення деталі. Обробка проводиться на токарно-гвинторізному верстаті.
При цьому необхідно:
а) вибрати верстат і виписати із паспорту усі необхідні для розрахунку дані;
б) вибрати матеріал різальної частини різця, який забезпечив би найбільшу продуктивність. Визначити основні розміри різця і пластинки, форму передньої поверхні, геометричні параметри різальної частини, критерій затуплення (зношування) та період стійкості, оптимальні для заданих умов. Виконати креслення різця і твердосплавної пластини.
в) провести табличній розрахунок найвигіднішого режиму різання і використаної потужності при точінні в заданих умовах із врахуванням найбільшого використання можливостей верстата і різальних властивостей різця при забезпеченні заданої шорсткості обробленої поверхні за допомогою таблиць та нормативних карт;
г) визначити основний технологічний час, потрібний на задану операцію.
д) отримані результати зводимо в таблицю.
Таблиця 1 – Завдання робота виконується на токарних верстатах
Останні цифри учбового шифру |
Діаметр заготовки, мм |
Діаметр після обточки, мм |
Довжина обробки, мм |
Шорсткість обробленої поверхні по ГОСТ 2798-73, мкм |
Матеріал валика |
Марка |
в, МПа |
НВ |
Спосіб кріплення на верстаті |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
01 |
170 |
155 |
150 |
Ra =2 |
Сталь |
18XГТ |
700 |
- |
Патрон |
02 |
82 |
74 |
400 |
Ra =1,6 |
Сталь |
40XH |
700 |
- |
В центрах |
03 |
71 |
62 |
950 |
Ra =2,0 |
Сталь |
65Г |
700 |
- |
Патрон і центр |
04 |
120 |
110 |
900 |
Rz =12,5 |
Чавун |
СЧ15 |
- |
187 |
В центрах |
05 |
167 |
152 |
525 |
Rz =32 |
Чавун |
СЧ24 |
- |
207 |
Патрон і центр |
06 |
92 |
80 |
125 |
Ra =2,5 |
Сталь |
1X13 |
500 |
- |
Патрон |
07 |
52 |
42 |
875 |
Rz =16 |
Сталь |
45 |
600 |
- |
В центрах |
08 |
100 |
88 |
985 |
Rz =20 |
Чавун |
CЧ24 |
- |
207 |
Патрон і центр |
09 |
41 |
38 |
600 |
Ra =1,6 |
Чавун |
СЧ15 |
- |
163 |
Патрон і центр |
10 |
89 |
78 |
950 |
Ra =2,0 |
Сталь |
40X |
700 |
- |
В центрах |
11 |
70 |
55 |
780 |
Rz =16 |
Сталь |
45 |
600 |
- |
Патрон і центр |
12 |
77 |
70 |
800 |
Ra =1,6 |
Сталь |
2X13 |
600 |
- |
В центрах |
13 |
76 |
62 |
870 |
Rz =25 |
Сталь |
ШX15 |
700 |
- |
В центрах |
14 |
104 |
86 |
500 |
Rz =40 |
Чавун |
СЧ15 |
- |
197 |
Патрон і центр |
15 |
85 |
72 |
600 |
Rz =16 |
Чавун |
КЧ37-12 |
- |
163 |
В центрах |
16 |
75 |
60 |
1150 |
Ra =2,5 |
Сталь |
40X |
700 |
- |
В центрах |
17 |
40 |
34 |
600 |
Ra =1,6 |
Сталь |
65Г |
700 |
- |
В центрах |
18 |
120 |
104 |
800 |
Rz =32 |
Чавун |
СЧ24 |
- |
207 |
Патрон і центр |
19 |
115 |
100 |
650 |
Rz= 12,5 |
Чавун |
КЧ33-8 |
- |
165 |
Патрон і центр |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
20 |
87 |
70 |
200 |
Ra= 1,6 |
Сталь |
20X |
500 |
- |
Патрон |
21 |
124 |
112 |
700 |
Ra =2,5 |
Чавун |
СЧ15 |
- |
163 |
Патрон і центр |
22 |
117 |
104 |
150 |
Rz =20 |
Чавун |
СЧ18 |
- |
187 |
Патрон |
23 |
68 |
62 |
900 |
Ra =2,0 |
Чавун |
КЧ37-12 |
- |
163 |
Патрон і центр |
24 |
98 |
90 |
800 |
Rz =16 |
Сталь |
60 |
700 |
- |
Патрон і центр |
25 |
90 |
79 |
130 |
Ra =2,5 |
Сталь |
18X1Т |
700 |
- |
Патрон |
26 |
73 |
62 |
280 |
Ra =2,0 |
Сталь |
40XH |
700 |
- |
Патрон |
27 |
74 |
61 |
950 |
Rz =25 |
Сталь |
20XHP |
700 |
- |
Патрон і центр |
28 |
55 |
42 |
560 |
Rz =12,5 |
Сталь |
50Г |
700 |
- |
Патрон і центр |
29 |
74 |
61 |
920 |
Ra =2,0 |
Сталь |
60 |
700 |
- |
Патрон і центр |
30 |
75 |
69 |
700 |
Ra =1,6 |
Сталь |
30XMA |
650 |
- |
В центрах |
31 |
99 |
84,5 |
680 |
Ra =2,5 |
Сталь |
20XHP |
700 |
- |
Патрон і центр |
32 |
85 |
71,5 |
540 |
Rz =40 |
Сталь |
40XH |
700 |
- |
Патрон і центр |
33 |
105 |
92 |
610 |
Ra =2,0 |
Сталь |
50Г |
700 |
- |
Патрон і центр |
34 |
109 |
88 |
1300 |
Ra =1,6 |
Сталь |
20Х |
550 |
- |
В центрах |
35 |
100 |
92 |
250 |
Rz =12,5 |
Сталь |
40ХН |
700 |
- |
Патрон |
36 |
96 |
80 |
200 |
Ra =2,5 |
Сталь |
30 |
550 |
- |
Патрон |
37 |
120 |
110 |
250 |
Ra =1,6 |
Сталь |
45 |
600 |
- |
Патрон |
38 |
81 |
60 |
850 |
Ra =2,5 |
Сталь |
45 |
600 |
- |
Патрон і центр |
39 |
120 |
100 |
660 |
Rz =16 |
Чавун |
СЧ12 |
- |
170 |
Патрон і центр |
40 |
78,5 |
68 |
980 |
Rz =32 |
Чавун |
СЧ18 |
- |
207 |
Патрон і центр |
41 |
116 |
98 |
780 |
Rz =40 |
Чавун |
КЧ30-6 |
- |
163 |
Патрон і центр |
42 |
115 |
91 |
800 |
Rz =20 |
Чавун |
СЧ24-44 |
- |
207 |
Патрон і центр |
43 |
150 |
128 |
1045 |
Ra =2,5 |
Чавун |
СЧ24-44 |
- |
229 |
В центрах |
44 |
59 |
40 |
700 |
Ra =2,0 |
Сталь |
35XCA |
800 |
- |
В центрах |
45 |
60 |
52 |
560 |
Ra =1,6 |
Сталь |
18X1T |
700 |
- |
Патрон і центр |
46 |
80 |
68,5 |
850 |
Ra =2,5 |
Сталь |
45 |
600 |
- |
В центрах |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
47 |
93 |
88 |
800 |
Ra =1,6 |
Сталь |
30 |
550 |
- |
Патрон і центр |
48 |
40 |
35 |
165 |
Rz =12,5 |
Чавун |
СЧ21 |
- |
187 |
Патрон |
49 |
124 |
102 |
180 |
Ra =2,5 |
Чавун |
КЧ45-6 |
- |
241 |
Патрон |
50 |
130 |
115 |
850 |
Rz =25 |
Сталь |
38ХМА |
1000 |
- |
В центрах |
51 |
140 |
130 |
940 |
Rz =16 |
Сталь |
38ХС |
800 |
- |
Патрон |
52 |
160 |
140 |
145 |
Ra =2,0 |
Сталь |
40Х |
700 |
- |
Патрон |
53 |
70 |
62 |
150 |
Ra =1,6 |
Сталь |
45 |
650 |
- |
Патрон |
54 |
60 |
39 |
170 |
Rz =12,5 |
Сталь |
18ХГТ |
700 |
- |
В центрах |
55 |
126 |
113 |
700 |
Ra =2,5 |
Сталь |
40ХН |
700 |
- |
В центрах |
56 |
140 |
131 |
1210 |
Rz =16 |
Сталь |
45 |
650 |
- |
Патрон і центр |
57 |
130 |
124 |
1250 |
Ra =2,5 |
Сталь |
1Х13 |
500 |
- |
Патрон і центр |
58 |
117 |
93 |
135 |
Ra =2,5 |
Сталь |
40Х |
700 |
- |
Патрон |
59 |
100 |
94 |
600 |
Rz =16 |
Сталь |
65Г |
700 |
- |
В центрах |
60 |
65 |
49 |
750 |
Ra =2,5 |
Сталь |
40Х |
700 |
- |
Патрон і центр |
61 |
100 |
80 |
840 |
Ra =2,0 |
Сталь |
18ХГТ |
700 |
- |
Патрон і центр |
62 |
72 |
56,5 |
940 |
Rz 16 |
Сталь |
20Х |
550 |
- |
Патрон і центр |
63 |
130 |
121 |
260 |
Ra =1,6 |
Чавун |
СЧ21 |
- |
207 |
Патрон |
64 |
150 |
142 |
1040 |
Ra =2,5 |
Чавун |
СЧ24 |
- |
207 |
Патрон і центр |
65 |
145 |
128 |
860 |
Rz =12,5 |
Чавун |
СЧ18 |
- |
207 |
Патрон і центр |
66 |
140 |
112 |
910 |
Ra =2,5 |
Сталь |
20Х |
550 |
- |
В центрах |
67 |
135 |
117 |
730 |
Ra =2,0 |
Сталь |
35 |
500 |
- |
В центрах |
68 |
73 |
48 |
980 |
Rz =16 |
Сталь |
3Х13 |
700 |
- |
Патрон і центр |
69 |
89 |
68 |
920 |
Rz =20 |
Сталь |
35ХМ |
600 |
- |
Патрон і центр |
70 |
69 |
52 |
810 |
Rz =25 |
Сталь |
45 |
600 |
- |
Патрон і центр |
71 |
100 |
91 |
905 |
Ra =2,5 |
Чавун |
СЧ21 |
- |
197 |
В центрах |
72 |
95 |
89 |
725 |
Rz =16 |
Сталь |
40ХН |
700 |
- |
Патрон і центр |
73 |
110 |
90,5 |
615 |
Rz =12,5 |
Чавун |
СЧ30-6 |
- |
163 |
В центрах |
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
74
80
70
200
Rz =16
Чавун
СЧ21
-
241
Патрон
75
36
22
510
Ra =2,0
Сталь
35ХГСА
850
-
В центрах
76
108
95
195
Rz =32
Чавун
КЧ37-12
-
163
Патрон
77
104
98
205
Ra =1,6
Сталь
12ХН3А
950
-
Патрон
78
118
10
125
Ra =2,5
Чавун
СЧ15
-
187
Патрон
79
80
71
700
Rz =25
Сталь
35Х1СА
700
-
В центрах
80
95
87
850
Rz =12,5
Сталь
45Х
700
-
Патрон і центр
81
20
16
400
Ra =1,6
Сталь
20Х
600
-
В центрах
82
123
112
938
Rz =20
Чавун
СЧ21
-
207
Патрон і центр
83
130
118
285
Rz =16
Сталь
20Х
600
-
Патрон
84
135
124
405
Ra = 2,0
Сталь
30ХМА
600
-
Патрон і центр
85
145
138
140
Ra =2,5
Сталь
65Г
650
-
Патрон
86
143
132
180
Rz =25
Сталь
20Х
550
-
В центрах
87
37
32
500
Ra =1,6
Сталь
40Х
700
-
Патрон і центр
88
102
95
648
Ra =2,0
Сталь
3Х13
700
-
Патрон
89
150
136
820
Ra =2,5
Сталь
38ХС
700
-
В центрах
90
95,5
82
800
Rz =16
Сталь
18ХГТ
700
-
Патрон і центр
91
110
103
725
Rz =20
Чавун
СЧ15
-
163
Патрон і центр
92
500
39
560
Ra =2,5
Чавун
КЧ21
-
187
Патрон і центр
93
76
54
120
Rz =12,5
Сталь
45Х
700
-
Патрон і центр
94
90
67
940
Rz =16
Чавун
СЧ24
-
207
Патрон і центр
95
32
27
450
Ra=1,6
Сталь
2Х13
600
-
Патрон і центр
96
113
100
725
Rz =32
Чавун
КЧ37-12
-
163
В центрах
97
100
96
925
Ra =1,6
Чавун
СЧ18
-
207
Патрон і центр
98
95
81,5
690
Ra =2,5
Чавун
КЧ33-8
-
163
Патрон
99
118
104
104
Rz =32
Сталь
38ХС
800
-
В центрах
100
98
87
1038
Rz =12,5
Сталь
65Г
650
-
Патрон і центр
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ДО РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧІ
Призначення режиму різання слід починати з аналізу деталі, яка підлягає обробці: фізико-механічних властивостей матеріалу, з якого вона виготовляється, габаритних розмірів, кінцевого стану оброблених поверхонь (шорсткість поверхні, точність розмірів), а також способу закріплення деталі, її жорсткості, згідно з виконаною схемою обробки (рис. 1). Схема обробки виконується відповідно завдання.
Рисунок 1 - Схема обробки
Такий аналіз дозволить нам вірно зорієнтуватись у виборі металорізального верстату, матеріалу різальної частини, її геометрії та розмірів різального інструменту, які повинні забезпечити необхідні технологічні вимоги.
1. Вибір верстата проводять із врахуванням габаритних розмірів деталі та технологічних вимог на її обробку (точність і шорсткість оброблюваних поверхонь). Слід також врахувати спосіб закріплення деталі на верстаті, жорсткість деталі, жорсткість системи ВПІД, а також вартість верстата.
Вибравши тип верстата, виписуємо його паспортні дані і всі необхідні параметри для розрахунку елементів режиму різання, як наприклад, число частот обертання шпинделя та їх значення, допустиме значення зусилля механізму подач Рм.п., розміри різцетримача, відстань від опорної площини різця в різцетримачі до осі центрів, кількість та значення поздовжніх і поперечних подач, максимальний діаметр оброблюваної деталі, максимальна довжина оброблюваної деталі, потужність електродвигуна Nдв , коефіцієнт корисної дії верстата – .
2. Визначаємо види обробки, кількість проходів, глибину різання на кожен прохід.
При точінні розрізняють наступні види обробки:
а) чорнову обробку, яка забезпечує, як правило, точність розмірів 14...16 квалітетів і шорсткість поверхні RZ=320...60 мкм, R=80...15 мкм при глибині різання t, що дорівнює припуску Z, але не більше ніж 8...10 мм;
б) напівчистову, яка забезпечує точність розмірів 11-13 квалітетів і шорсткість поверхні RZ =40...12,5 мкм, R=10...3,2 мкм при глибині різання t=0,5... 2,0мм;
в) чистову, яка забезпечує точність розмірів 10-8 квалітетів і шорсткість поверхні RZ =6,3...1,6 мкм. R= 1,25...0,32 мкм при глибині різання t=0,1...0,4мм.
При визначені кількості проходів необхідно враховувати, що при чорновій обробці більше одного проходу допускають у виключних випадках, при зніманні підвищених припусків і обробці на верстатах малої потужності. При напівчистовій і чистовій обробці кількість проходів залежить від шорсткості і точності оброблюваних поверхонь, жорсткості системи ВПІД і похибок попередньої обробки.
Глибину різання для кожного проходу визначаємо в зворотній послідовності (спочатку для чистової, потім для напівчистової і чорнової).
2.1 Визначаємо загальний припуск на обробку
(1)
За величиною припуску і шорсткістю поверхні призначаємо види обробки і необхідну кількість проходів (чорновий, напівчистовий, чистовий).
2.3 Визначаємо глибину різання для кожного проходу:
(2)
де: D – діаметр до проходу;
d – діаметр після проходу.
3. Вибираємо різець і встановлюємо його геометричні елементи.
Студент, повинен обґрунтувати вибір інструменту і дати повну характеристику різця, вказавши: тип різця ДСТУ або ГОСТ, технічні вимоги, матеріал різальної частини, тип та розміри пластинки, матеріал державки та її розміри, геометричні елементи різальної частини, критерії допустимого зносу h3, період стійкості Т. Виконати креслення одного різця на форматі А4 згідно з вимогами ЄСКД.
Для чорнового виду обробки різець вибирають окремо, а для напівчистового і чистового - окремо.
3.1 Вибираємо тип різця. Вихідними даними при цьому є: вид токарної операції (наприклад, при точінні до виступу і малої шорсткості деталі бажано вибрати прохідний упорний різець), вид обробки (наприклад, при чорновій обробці бажано вибрати відігнутий або зігнутий різець), умови підводу різця до деталі, напрямку подачі (праві, ліві).
Довжину прохідного різця вибирають з таблиць довідників, вона залежить в основному від розмірів різцетримача верстата і типу різця L=100…250мм.
Висота різця Н вибирається рівною відстані між опорною площиною різця в різцетримачі і лінією центрів верстата. Ширина різця В вибирається за відповідними таблицями ДСТУ, ГОСТІВ і довідників.
Державка різця, як правило, виготовляється із Сталі 45.
3.2 Вибір матеріалу різальної частини різця, типу і розмірів пластин. Матеріал різальної частини різця найбільше залежить від матеріалу оброблювальної деталі, а тип і розміри пластинок - від виду обробки. Їх вибирають за таблицям довідників, ДСТУ, ГОСТами.
Інструмент, споряджений пластинками із твердого сплаву, доцільно застосовувати для всіх видів робіт, якщо немає технологічних або інших обмежень їх застосування. До таких обмежень відносяться, наприклад, перервна обробка жароміцних сталей і сплавів, фасонна обробка, недостатня швидкість обертання шпинделя.
Застосування мінералокераміки доцільне при тонкому і алмазному точінні з малими подачами і глибинами та великими швидкостями різання.
3.3 Вибір форми передньої поверхні різця та встановлення його геометричних елементів.
Форма передньої поверхні та геометричні елементи різця залежать від виду обробки, матеріалу оброблюваної деталі, стану її поверхневого шару, жорсткості деталі та системи ВПІД, способу закріплення деталі. Вибираємо за таблицями довідників ДСТУ і ГОСТами.
4. Визначаємо подачу за картами і таблицями. [4] карта 1 ст. 36 [1] карта 1 ст.56.
При чорновій обробці величина подачі призначається із врахуванням розмірів оброблювальної поверхні, способу закріплення деталі, жорсткості системи верстат - інструмент - деталь. Вибрана для чорнової обробки подача перевіряється за лімітуючими факторами, до яких відносяться: допустима міцність державки різця, допустима міцність пластинки із твердого сплаву, спосіб закріплення і шорсткість заготовки, допустима міцність механізму подачі верстата Рх доп.
Найменша із оптимальних подач коректується за паспортними даними верстата.
При напівчистовій і чистовій обробці величина подачі призначається із умови забезпечення шорсткості оброблювальної поверхні.
4.1.Перевіряємо рекомендовану подачу за лімітуючи ми факторами:
4.1.1.Знаходимо максимальне значення подачі за заданою шорсткістю обробленої поверхні ( [3] таб.14 ст.267, [4] карта 3 ст. 39 ,[1] карта 3 ст.59).
4.1.2.Знаходимо максимальне значення подачі, що допускається жорсткістю заготовки, враховуючи спосіб закріплення ( [4] додаток 14 ст.388 , [1] карта 6 лист 1 ст.31).
4.1.3.Знаходимо максимальне значення подачі, що допускається міцністю державки різця ( [4] додаток 9 ст.385 [1] карта 4 ст.63).
4.1.4.Знаходимо максимальне значення подачі, що допускається міцністю пластинки твердого сплаву ( [2] таб.7 ст.421, [4] додаток 10 ст.387, [1] карта 5 ст.61).
4.1.5.Знаходимо подачу в залежності від жорсткості заготовки ( [1] карта 6 ст.62).
4.1.6.Вибираємо найменшу із знайдених допустимих подач.
4.1.7.Вибрану подачу остаточно перевіряємо за осьовою силою різання (силою подачі), допустимою міцністю механізму подачі верстата Рдоп. У верстата моделі 16К20, Рдоп=6000 Н ( [4] додаток 7 ст.382-383, [1] карта 10 с.67).
4.1.8.Коректуємо вибрану подачу за паспортними даними верстата і отримуємо дійсну подачу S дій для кожного проходу.
5. Призначаємо період стійкості різця Т [4] ст.31, знаходимо поправочні коефіцієнти по швидкості різання [1] табл. 6, ст.50, а також допустиму величину зношування різця h3 ( [2] таб.8 ст.153, [4] додаток 3 ст.370, [1] табл. 6, ст.50).
Середнє значення стійкості різця при одноінструментальній обробці Т = 60хв, за виключенням фасонного точіння при якому Т = 150хв.
6. Визначаємо допустиму різцем швидкість різання Vтаб і уточнюючі коефіцієнти для заданих умов ( [4] карта. 6,9 ст.46,50, [1] карта 13, ст.74).
6.1. Визначаємо кількість обертів шпинделя, яка відповідає Vтаб :
(3)
6.2. Коректуємо кількість обертів шпинделя за паспортом верстата, вибираючи найближче менше значення nд.
6.3. Знаходимо дійсне значення швидкості різання Vдій:
(4)
7. Визначаємо за довідниками потужність різання Nтаб і уточнюючі коефіцієнти до неї ( [4] карта.7,8 ст.48,49, [1] карта 15, ст.78).
7.1. Порівнюємо Nріз з потужністю приводу верстата. При цьому повинна виконуватись умова Nріз Nшп. Потужність на шпинделі верстата Nшп = Nдв. У токарних верстатах =0,75.
8. Якщо вибраний режим не відповідає вказаним умовам необхідно визначену за нормативами величину швидкості різання понизити відповідно до величини, яка допускається потужністю або крутним моментом верстата.
9. Визначаємо основний (машинний час).
Рисунок 2 - Елементи шляху, що проходить різець в напрямку подачі
Основний час при точінні визначається за залежністю:
(5)
де і - кількість проходів;
L - довжина проходу різця , мм;
y - величина різця , мм;
- величина перебігу різця 1-3 мм;
n – кількість обертів шпинделя;
VS - швидкість подачі;
S – подача різця;
10. Отримані результати заносимо в таблицю 2.
Таблиця 2 – Таблиця для призначення режимів різання
Вид обробки |
Ra Rz |
V м/хв |
n об/хв |
t мм |
S мм/об |
T хв |
|
|
|
|
|
|
|
11. Складаємо рівняння кінематичного балансу.
11.1. Скласти рівняння кінематичного балансу для отриманої кількості обертів на шпинделі, згідно з кінематичною схемою вибраного верстата.
11.2. Скласти рівняння кінематичного балансу для отриманої поздовжньої подачі, згідно з кінематичною схемою вибраного верстата.
11.3. Кінематичні ланцюги, знайдені в пунктах 1 і 2, виділити на кінематичній схемі верстата іншим кольором.
Для того щоб навчитись читати кінематичні схеми верстатів та складати рівняння кінематичного балансу необхідно вивчити умовні позначення елементів кінематичних схем ( додаток 1), та передаточні відношення елементарних механізмів і передач (рис.3).
У металорізальних верстатах для передачі руху від двигуна до виконавчих механізмів застосовують різні механічні, пневматичні тп гідравлічні передачі. За принципом дії механічні передачі ділять на передачі тертя і зчеплення. До перших відносять пасові і фрикційні, до других - зубчасто - пасові, ланцюгові та зубчасті.
Кожна передача має ведучий елемент (що передає рух) і ведений елемент (що приймає рух).
Основною характеристикою передачі є передаточне відношення, яке показує, у скільки разів частота обертання веденого елемента більша чи менша від частоти обертання ведучого елемента. Пасова передача (рис.3,а) складається із ведучого 1 і веденого 2 шківів і паса 3 (плоского, клиновидного або круглого). Її передаточне відношення
(6)
де n1, n2, d1, d2 - частоти обертання і діаметри ведучого та веденого шківів, мм;
p - коефіцієнт, який враховує проковзування паса відносно поверхонь шківів, p= 0,96-0,9
Ланцюгова передача (рис. 3,б) включає ведучу 1 і ведену 2 зірочки та ланцюг 3. Зубчаста передача здійснюється циліндричними (рис. 3,в), конічними (рис. 3,г) або зубчастими колесами. Передаточне відношення ланцюгової і зубчастої передач
(7)
де z1 і z2 - числа зубів ведучого і веденого елементів відповідних передач. Черв'ячна передача (рис.3,д) складається із ведучого черв'яка, який має к заходів, і веденого черв'ячного колеса із кількістю зубів Z. Її передаточне відношення
(8)
Для перетворення обертового руху в поступальний застосовують рейкову і гвинтову передачі. Рейкова передача (рис.3,е) складається із зубчастого колеса, яке має z зубців і зубчастої рейки. Якщо модуль рейкового зачеплення m, а обертовий рух здійснює зубчасте колесо, то за один його оберт рейка переміститься на величину. Гвинтова передача (рис.3,ж) складається із ходового гвинта кроку t і ходової гайки. У верстатах з програмним керуванням використовують кулькові гвинтові пари, які мають високу точність і ККД. За один оберт ходового гвинта, який має k заходів, гайка переміститься в осьовому напрямку на величину s=tk.
Ступінчасту зміну швидкості руху виконують дво-, три-, і чотиршвидкісними асинхронними електродвигунами або різними за конструкцією механізмами на основі зубчастих передач. Рух з валу І (рис.3,з) який обертається з постійною частотою, передається на вал II за допомогою двох пар зубчастих коліс z1/z2 і z3/z4. Дистанційне включення однієї з цих передач здійснюється електромагнітними фрикційними односторонніми муфтами А і В. Передаточні відношення передач z1/z2 і z3/z4 різні, тому вал II буде мати дві різні частоти обертання. Такі механізми широко використовують в верстатах з програмним керуванням. "Конус" зубчастих коліс з накидним зубчастим колесом (рис.3,и) застосовують в універсальних верстатах. Зубчасті колеса zs, z2, z3, z4, z5 жорстко закріпленні на валі І. рух на вал II передається зубчастим колесом zc, яке вільно сидить на валу, і зубчастим колесом zc яке переміщується на валу II на шпонці. В механізмі можуть бути включені п'ять передач з різними передаточними відношеннями, z1/zc , z2/zc , z3/zc , z4/zc , z5/zc .Тому вал II має п'ять різних частот обертання.
Механізми для безступінчастої зміни швидкості бувають електричні і механічні. В верстатах широко використовують системи електромашинного підсилення, системи генератор - двигун, гідравлічні двигуни і різноманітні механічні пристрої, наприклад варіатори. У варіаторі (рис.3,к) шківи 1 і 2, які мають криволінійну твірну, закріпленні відповідно на ведучому І і веденому II валах. Осі роликів 3, притиснутих до поверхні шківів, встановлюють під різними кутами до осі валів. Цим забезпечують плавну зміну частоти обертів веденого вала.
Реверсивні механізми призначені для зміни напрямку обертання. Реверсивний рух здійснюється зміною напрямку обертання ротора електродвигуна, гід-родвигуна або через циліндричні і конічні колеса з допомогою пересувних блоків шестерень і двосторонніх муфт.
Реверсування - зміна напрямку обертання всього приводу здійснюють переключенням фаз асинхронного електродвигуна і зміною полярності електродвигуна постійного струму. Реверсування гідравлічних механізмів виконують
золотниками. В механізмах із зубчастими колесами (рис.3,м) реверсування виконують переключенням кулачкової муфти А вправо або вліво. При незмінному напрямі обертання ведучого вала 1 ведений вал 11 буде змінювати напрям свого обертання.
Для отримання перервного руху в верстатах з програмним керуванням часто використовують крокові електродвигуни. В багатошпиндельних верстатах - автоматах для цього застосовують мальтійський хрест (риc.3,н). У ньому безперервний обертальний рух водила 1, закріпленого на ведучому валі , через палець 2 перетворюється в перервний обертальний рух мальтійського хреста 3. Поворот виконуються до тих пір, поки палець не вийде із зачеплення з пазом мальтійського хреста. Якщо мальтійський хрест має z пазів, то передаточне відношення механізму i=l/z.
Для складання заданих рівнянь кінематичного балансу користуємося кінематичними схемами токарно-гвинторізальних верстатів, та їх структурними схемами, які представлені на рисунках 3, 4, 5, 6.
Додаток 1