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