Разработка управляющей программы для токарной обработки

РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ

ИСХОДНОЕ ЗАДАНИЕ

Рисунок 1.1 – Эскиз детали

ВЫБОР МАТЕРИАЛА ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ

В качестве материала для заготовки выбираем конструкционную углеродистую сталь 25 ГОСТ 1050-88. Данная сталь обладает хорошими пластическими свойствами, малой концентрацией напряжений. Обрабатываемость резанием материала сталь 25 хорошая. Коэффициент обрабатываемости равен 1,5. Это обуславливается средним содержанием углерода в материале и, соответственно, средней твердостью.

Данные о химическом составе и механических свойствах сводим в таблицы.

Таблица 1.1- Механические свойства стали 25 ГОСТ 1050-88

σВ, МПа	σ0,2, МПа	δ, %	Ψ, %	KCU кДж/м2	Твердость в МПа

где σ_В – предел кратковременной прочности;

σ_0,2 – предел пропорциональности условный (предел текучести для остаточной деформации);

δ – относительное удлинение при разрыве;

ψ – относительное сужение;

KCU – ударная вязкость.

Таблица 1.2- Химический состав стали 25 ГОСТ 1050-88, %

Si	Cu	As	Mn	Ni	P	Cr	S
0,17-0,37	0,25	0,08	0,5-0,8	0,25	0,035	0,25	0,04

ВЫБОР ЗАГОТОВКИ, ЕЁ ОБОСНОВАНИЕ

В качестве заготовки выбираем калиброванный прокат ∅71 мм

ГОСТ 2590-88. Заготовки такого вида применяют при изготовлении валов с небольшим числом ступеней и незначительной разницей их диаметров.

Рисунок 1.2 – Эскиз заготовки

РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Операция токарная с ЧПУ:

1. Подрезание торца;

2. Черновое контурное точение;

3. Чистовое контурное точение;

4. Сверление отверстия;

5. Нарезание резьбы.

ВЫБОР ИНСТРУМЕНТА

В качестве режущего инструмента для контурной обработки выбираем по [1] токарные сборные контурные резцы с креплением клин-прихватом трехгранных пластин из твердого сплава. Для черновой обработки материал режущей части Т5К10 ГОСТ 20872-80, материал хорошо работает при черновой обработке. Для чистовой обработки материал режущей части Т15К6 ГОСТ 20872-80, материал принимаем исходя из справочника для чистовой обработки.

Размеры резца: h×b=25×25 мм; f=32 мм; L=150 мм; P=30 мм.

Рисунок 1.3 – Резец контурный правый

Размеры резца: h×b=25×25 мм; f=32 мм; L=150 мм; P=30 мм.

Рисунок 1.4 – Резец контурный левый

Для сверления отверстия выбираем спиральное сверло с коническим хвостовиком для станков с ЧПУ (ОСТ 2 И20-2-80), материал режущей части быстрорежущая сталь Р6М5.

Размеры сверла: d=8,5 мм; l=93 мм; L=155 мм.

Рисунок 1.5 – Сверло спиральное.

Для нарезания резьбы выбираем метчик ГОСТ 3266-81.

Размеры метчика: d=10мм; P=1,5; L=80мм; l=24мм.

Рисунок 1.6 – Метчик

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Контурное черновое точение.

Глубина резания t=1,5 мм.

Подача на оборот S_o=0,8 мм/об по таблицам [1].

Скорость резания при наружном точении:

, (1.1)

Где Т – период стойкости инструмента, 60 мин;

С_V=340; x=0,15; y=0,45; m=0,20

, (1.2)

где K_mv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_nv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_uv – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

, (1.3)

м/мин

Частота вращения заготовки:

(1.4)

мин^-1

Сила резания при точении:

(1.5)

где K_p – коэффициент учитывающий фактические условия резания;

(1.6)

где K_φp, K_γp, K_λp, K_rp – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние

геометрических параметров инструмента, K_φp=0,89;

K_γp=1,0; K_λp=1,0; K_rp=0,92.

(1.7)

Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам [1]:

Находим мощность резания:

(1.8)

Контурное чистовое точение:

Глубина резания t=0,5 мм.

Подача S₀=0,25∙K_З=0,25∙1,25=0,31 мм/об.

Материал режущей части Т15К6.

Стойкость инструмента Т=45 мин.

Скорость резания при наружном точении:

, (1.9)

где Т – период стойкости инструмента;

С_V=290; x=0,15; y=0,35; m=0,20

, (1.10)

где K_mv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_nv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_uv – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

, (1.11)

м/мин

Частота вращения заготовки:

(1.12)

мин^-1

Сила резания при точении:

(1.13)

где K_p – коэффициент учитывающий фактические условия резания;

(1.14)

где K_φp, K_γp, K_λp, K_rp – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние

геометрических параметров инструмента, K_φp=0,89;

K_γp=1,0; K_λp=1,0; K_rp=0,93.

(1.15)

Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам [1]:

Находим мощность резания:

(1.16)

Сверление отверстия:

Глубина резания t=4,25 мм.

Подача S_o=0,26 мм/об.

Материал режущей части Р6М5.

Стойкость инструмента Т=15 мин.

Скорость резания при сверлении рассчитывается по формуле:

, (1.17)

Показатели степеней находим по таблицам [1]:

С_V=9,8; q=0,40; y=0,5; m=0,20

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания находится по формуле:

, (1.18)

где K_mv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_lv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_uv – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

, (1.19)

м/мин

Частота вращения шпинделя станка определяется по формуле:

(1.20)

мин^-1

Крутящий момент М_кр:

(1.21)

Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам [1]:

С_М=0,0345; q=2,0; y=0,8.

Коэффициент учитывающий фактические условия обработки:

K_P=K_MP, и определяется по формуле:

(1.22)

Осевая сила:

(1.23)

Коэффициенты и показатели степени определяем по таблицам [1]:

С_P=68; q=1,0; y=0,7.

Находим мощность резания:

(1.24)

Определим режимы резания для нарезания резьбы (Р6М5):

Подача S=P=1,5 мм/об;

Стойкость инструмента – Т=90 мин;

Скорость резания при нарезании резьбы рассчитываем по следующей формуле:

(1.25)

где С_v– коэффициент скорости резания;

m, y, q– показатели степени;

K_v– общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

(1.26)

где K_mr=0,7 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, для Р6М5;

K_tr=0,8 – коэффициент, учитывающий глубину сверления;

K_ur=1 – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

Значение коэффициентов и показателей степени:

С_v=64,8; q=1,2; y=0,5; m=0,9;

Таким образом, скорость резания равна:

м/мин (1.27)

Частота вращения инструмента:

(1.28)

Крутящий момент М_кр определяем по формуле:

(1.29)

Коэффициенты и показатели степеней:

С_М=0,0270; q=1,4; y=1,5.

Коэффициент, учитывающий условия обработки К_р=К_r=1,3;

Подставив значения, получим:

Мощность резания:

(1.30)

РАЗРАБОТКА СХЕМ ОБРАБОТКИ

Рисунок 1.7 – Схема обработки контурным точением правым резцом

Рисунок 1.8 – Схема обработки контурным точением левым резцом

Рисунок 1.9 – Схема обработки отверстия

Определяем точки:

ИСХОДНОЕ ЗАДАНИЕ

Рисунок 2.1 – Эскиз детали

ВЫБОР ЗАГОТОВКИ

В качестве заготовки выбираем прямоугольную плиту.

Рисунок 2.2 – Эскиз заготовки.

ВЫБОР ИНСТРУМЕНТА

В качестве режущего инструмента для обработки данной детали будем использовать концевую фрезу с коническим хвостовиком ( по ГОСТ 17025-71). Материал режущей части быстрорежущая сталь Р6М5.

принимаем

Размер фрезы:

Рисунок 2.2 – Фреза концевая

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Черновое фрезерование по контуру:

Глубина резания t = 3 мм;

Ширина фрезерования В = 12 мм;

Подача на зуб S_z = 0,06 мм;

Материал режущей части Р6М5;

Стойкость инструмента Т = 80мин.

Скорость резания при фрезеровании рассчитывается по формуле:

(2.1)

Значение коэффициента С_V и показателей степени находим по таблицам [1]: С_V=46,7; q=0,45; х=0,5; y=0,5; u=0,1; p=0,1; m=0,33

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, устанавливающий фактические условия резания определяется по формуле:

(2.2)

где K_mv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_nv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_uv – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

, (2.3)

м/мин

Частота вращения шпинделя станка определяется по формуле:

(2.4)

мин^-1

Минутная подача: S_М=S_Z∙z∙n=0,06∙5∙939=281,7 мм/мин.

Сила резания при фрезеровании определяется по формуле:

(2.5)

С_P=68,2; x=0,86; y=0,72; u=1,0; q=0,86; W=0

Эффективная мощность резания:

(2.6)

СХЕМА ОБРАБОТКИ

Рисунок 2.2 – Эскиз расположения

Рисунок 2.3 – Траектория движения фрезы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ТОЧЕК

Таблица 2.3 Координаты точек

№ точки	Координата по Х	Координата по У
		-50
	-28,3
		-40

ОБОРУДОВАНИЕМ

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА СУ

Рисунок 3.1 – Структурная схема системы циклового программного управления

РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ

ИСХОДНОЕ ЗАДАНИЕ

Рисунок 1.1 – Эскиз детали