Материал: Разработка конструкции и технологии изготовления штампового инструмента для изготовления железнодорожной шайбы

Контроль размеров детали в процессе обработки осуществляется как универсальным измерительным инструментом, так и специальным (табл.3.15).

Таблица 3.15- Средства измерения

3.11 Расчет режимов резания

Рассчитаем режимы резания для вертикально-фрезерной обработки плоскостей 1 и 2. Используем торцевую фрезу со сменными твердосплавными пластинами пятигранной формы (ГОСТ 26595-85), диаметром D = 200 мм, с числом зубьев z = 12, пятигранные пластинки, условное обозначение: 2214-0448.

Так как заготовка обрабатывается с двух сторон то общий припуск на обработку распределяем равномерно по припускам на обработку каждой стороны т.е.

tобр. = tобщ /2 = 8/2 = 4 мм.

При назначении глубины резания в первую очередь из припуска на обработку выделяется та его часть, которая остаётся для проведения чистовой обработки - шлифование, h2 = 0,4 мм на сторону. Общий припуск на фрезерование составит:

h1 = h - h2 = 4 - 0,4 = 3,2 мм.

Фрезеруем заготовку в два этапа - черновой и чистовой проходы. Чистовое фрезерование проводится за 1 рабочий ход i2 = 1, припуск на чистовой проход составит t2=1 мм . Отсюда припуск t1 при черновом фрезеровании составит:

t1=h1-t2=3.2-1=2.2 мм.

Для снятия этого припуска достаточно одного рабочего хода, поэтому принимаем число рабочих ходов при черновом фрезеровании ii = 1. Тогда глубина резания t\ при черновом фрезеровании составит t1 = 2,2 мм.

Выбираем режимы подачи. При черновом фрезеровании, для торцовых фрез с пластинами из твёрдого сплава с мощностью станка 5-10 кВт при несимметричном попутном фрезеровании для пластинки Т5К10 подача на зуб находится в пределах Sz1 = 0,06-0,10 мм/зуб.

Принимаем меньшую величину для гарантированного обеспечения условия по мощности на шпинделе, Sz1= 0,06 мм/зуб.

Подача на оборот составит:

So1 = Sz1 z = 0,06 ∙ 12 = 0,72 мм/об.

Назначаем подачу при чистовом фрезеровании для торцовых фрез с пластинами из твёрдого сплава, при обработке материала, имеющего в  700 МПа и обеспечении шероховатости обработанной поверхности Ra = 3,2 мкм. Подача на оборот фрезы находится в пределах So2 = 0,30-0,20 мм/об. Принимаем большую величину для повышения производительности процесса So2= 0,30 мм/об. При этом подача не зуб составит: Sz2 = S02 / z = 0,30 /12 = 0,025 мм/зуб.

Скорость резания, м/мин, определяем по формуле:

где v - скорость резания;

Значения коэффициента Cv и показателей степени определяем по табл. 39 [3]. Для чернового и чистового фрезерования конструкционной углеродистой стали с σв > 750 МПа с применением твердосплавных пластин: Cv = 332, q = 0,2; m = 0,2; x=0,1; y = 0,4; u= 0,2; р = 0.

Период стойкости фрезы принимаем Т= 240 мин (табл. 40, [3]).

Общий поправочный коэффициент:

Kv=,                                                                        (3.10)

находим по (по табл. 1, [3]) для обработки стали. Расчётная формула:

г(750/nv                                                                       (3.11)

По таблице 2, [3], находим для обработки стали углеродистой с σв > 550 МПа для материала инструмента из твёрдого сплава Кг = 1; nv = 1.

Тогда:

 = 1 (750/760)1,0 = 0,986.

Кnv находим (по табл. 5, [3]) для обработки при черновом фрезеровании поковки - Кnv1 = 0,8, при чистовом фрезеровании без корки - Кnv2 = 1;

Кuv находим (по табл. 6, [3])для обработки стали конструкционной фрезой с пластинками из твёрдого сплава Т5К10 при черновом фрезеровании - Кuv1 = 0,65, с пластинками Т15К6 при чистовом фрезеровании Kuv2=1;

 находим (по табл. 39, [3]) для чернового фрезерования:

ϕ= 45° -  = 1,1; для чистового фрезерования:

ϕ = 60° -  = 1,0;

Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования:

Kv1 = 0,986 ∙ 1,1 ∙ 0,8 ∙ 0,65 = 0,563;

Общий поправочный коэффициент для чистового фрезерования:

Kv2 = 0,986 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,0 = 0,986.

Скорость резания при черновом фрезеровании равна:

Скорость резания при чистовом фрезеровании равна:

Расчетное число оборотов фрезы, об/мин, определяем для чернового и чистового фрезерования по выражению:

где nф - число оборотов фрезы, (об.);

v - скорость резания, (м/мин.);

D - диаметр фрезы, (мм).

По паспорту станка 6Р12 уточняем возможную настройку числа оборотов фрезы и находим фактические значения для черновой обработки nф1 = 200 об/мин, для чистовой обработки nф2 = 630 об/мин, т.е. выбираем значения ближайшие меньшие от расчётных. В результате этого изменится и фактическая скорость резания, которая составит:

при черновой обработке

при чистовой обработке

Для уточнения величин подач необходимо рассчитать скорость движения подачи v, по величине подачи на зуб и на один оборот:

vs == Sо ∙ n = Sz ∙ z ∙ n, мм/мин.                                                   (3.13)

где v - скорость движения подачи, мм/мин;

So - подача на оборот, мм/об;

z - число зубьев фрезы;

n - число оборотов фрезы, об.;

vs1 = 0,06 ∙ 12 ∙ 200 =144 мм/мин;

vs2 = 0,025 ∙ 12 ∙ 630 =189 мм/мин.

По паспорту станка находим возможную настройку на скорость движения подачи, выбирая ближайшие меньшие значения - vs1 = 125 мм/мин, и vs2 =160 мм/мин. Исходя из принятых величин, уточняем значения подач на зуб и на оборот:

Sоф1 = 125/200 = 0,625 мм/об;

Szф1 = 0,625/12 = 0,05 мм/зуб;

Sоф2 = 160/630 = 0,25 мм/об;

Szф2 = 0,25/12 = 0,021 мм/зуб.

3.12 Расчет времени обработки

Основное время резания определяем по формуле:

где Т0 - основное время резания, мин;

L - общая длина прохода фрезы, мм;

l - длина фрезерования, мм;

l1 - величина участка врезания фрезы, мм;

- величину перебега фрезы, мм;

v - скорость движения подачи, мм/мин;

Длина фрезерования l = 180 мм;

Величина врезания фрезы l1 определяется для условия несимметричного встречного фрезерования, принимаем С1 = 0,04*D:

l1=0.5D-      (3.15)

где D - диаметр фрезы, (мм).

l1=0.5∙200-=100-39.19=60.8 мм.

Величину перебега фрезы l2 для чернового и чистового фрезерования принимаем одинаковой, 12 = 5 мм.

Число рабочих ходов i при чистовом и черновом фрезеровании равно 1. Общая длина прохода фрезы для чернового и чистового фрезерования

L = 180 + 60,8 + 5 = 245,8 мм.

Основное время при торцовом фрезеровании плоскости заготовки за черновой и чистовой переходы составит:

Так как заготовку обрабатываем с двух сторон то общее штучное время на обработку заготовки составит:

Тo1 =1,97∙2 = 3,93 мин;

То2 =1,54∙2 = 3,07 мин.

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию:

Тшт = Топ + Твсп + Тобс + Томд , мин                                       (3.16)

где Тщт - штучное время, затрачиваемое на операцию;

Топ - оперативное время, мин;

Твсп - вспомогательное время, мин;,

Тобс - время на обслуживание рабочего места, мин;

Тотд - время на личные потребности, мин;

Определим вспомогательное время Твсп, затрачиваемое на установку и снятие детали. Принимаем способ установки детали при длине 180 мм - в тисках с выверкой средней сложности, при массе детали до 20 кг - время на установку и снятие заготовки равно 2 мин. Вспомогательное время на рабочий ход принимаем для обработки плоскостей с одной пробной стружкой - 0,7 мин и на после дующие проходы - 0,1 мин, всего - 0,8 мин. Время на измерение заготовки с помощью штангенциркуля по толщине - размеры до 100 мм с точностью до 0,1 мм, принимаем равным 0,13 мин.

Таким образом:

Твсп = 2 + 0,8 + 0,13 = 2,93 мин.

Тогда оперативное время, мин:

Топ1 = То1 + Твсп = 3,93 + 2,93 = 6,86 мин.

Топ2 = То2 + Твсп = 1,3 + 2,93 = 5,53 мин.

Время на обслуживание рабочего места и время на личные потребности принимаем в процентах от оперативного времени, мин:

Тотд1 + Тобс1 = 10 % ∙ Топ = 0,1 ∙ 6,86= 0,686 мин.

Тотд2 + Тобс2 = 10 % ∙ Топ = 0,1 ∙ 5,53 = 0,553 мин.

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию, мин:

Тшт1 = То1 + Tвсп1 + Tобс1 + Tотд1 = Топ1 + 0,1∙ Топ1 = 6,86 + 0,686= 7,546 мин.

Тшт2 = То2 + Твсп2 + Тобс2 + Тотд2 = Топ2 + 0,1∙ Топ2 = 5,53 + 0,553 = 6,083 мин.

Определим основное технологическое время для остальных операций. Результаты расчета занесем в таблицу 3.16.

Таблица 3.16 - Основные параметры технологического процесса

.13 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ

Разрабатываем управляющую программу для обработки отверстий, колодцев и занижений на вертикальном обрабатывающем центре с ЧПУ модели «TOPPER TMV-850A», со стойкой ЧПУ «Fanuc 0i-MD». Деталь устанавливаем на рабочем столе в тисках. С помощью системы обмера «Renishaw» определяем локальную систему координат (угол заготовки), вносим данные обмера в корректор G54. Дальнейшее программирование осуществляем относительно локальной (относительной) системы координат.

Для составления управляющей программы определяем траектории движения режущих инструментов, определяем по паспорту станка адреса режущих инструментов и элементов режима резания. Затем составляем управляющую программу. В таблице 3.17 представлена управляющая программа на обработку отверстий детали - матрица.

Таблица 3.17. Управляющая программа обработки отверстий