Модернизация токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3С32 с целью обеспечения возможности обработки поверхностей сложных форм

Проведём проверку

Td₃-Td_д=?2Zmax - 2Zmin

0,840-0,033=10,315-9,508

0,807=0,807

В качестве дополнительной оснастки для токарной обработки выбираем центр упорный с конусностью 1:7 ГОСТ18259 -72.

5.5 Основание выбора технологического оборудования

Наиболее эффективно в нашем случае для токарной обработки использовать токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3С32.

Станок 16К20Ф3С32 патронно-центровой предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилями в один или несколько проходов в замкнутом полуавтоматическом цикле, а также для нарезания крепежных резьб (в зависимости от возможностей системы ЧПУ). Станок используют в единичном, мелко- и среднесерийном производстве /16/

В качестве приспособления для закрепления режущего инструмента используется поворотный резцедержатель. В этой специальной инструментальной головке устанавливают шесть резцов-вставок или три инструментальных блока. Съемную инструментальную головку устанавливают на выходном валу резцедержателя. Головка связана с подвижной частью плоскозубой муфтой. Резцедержатель поворачивается электродвигателем через зубчатые колеса, червячную передачу и кулачковую муфту, часть которой жестко связана с валом резцедержателя.

В начальный момент движения этой кулачковой муфты вал перемещается влево; происходит расцепление плоскозубой муфты и поворот в нужную позицию. Поворот определяется сигналами, поступающими от соответствующих конечных выключателей, замыкаемых упорами, установленными на кольце. Затем происходит реверсирование электродвигателя.

Муфта начинает вращаться в другую сторону. Подвижная часть плоскозубой муфты с инструментальной головкой удерживается от поворота фиксатором. Кулачки полумуфты сжимают пружину, и подвижная часть плоскозубой муфты фиксируется на зубьях неподвижной полумуфты.

От конечного выключателя зажима подается сигнал на отключение приводного электродвигателя и начало рабочего цикла обработки. Для поворота и зажима резцедержателя вручную при наладке станка на валу имеется головка под ключ.

5.6 Расчёт режимов резания и техническое нормирование

Расчет режимов резания /3, 17, 18/: исходные данные: наружный 32 f9, Rа=1,6 мкм, заготовка - прокат, материал заготовки - Сталь 45 Операция «токарная»

Обработка производится на токарно-винторезном станке 16К20Ф3С32

Операция 005 Переход 1. Подрезать торец

Сверлить центровочное отверстие 010 в торце детали.

1.Глубина резания -0,5 мм. Т=0,5 х D=10 t=2мм

2. Подача - S, мм/об

S = 0,5

3. Скорость резания - V, м/мин

V = Ч K_v

С_v =9,8; q = 0_,4; у =0,5; m=0,2

Период стойкости инструмента Т=70 мин.

Поправочные коэффициенты

- поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки.

К_nу - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от состояния поверхности.

k_nv=1

k_иу- коэффициент, зависящий от РИ

k_иу = 1

n_у =1

К_i =1

Тогда

м/мин

4. Определим частоту вращения п, об/мин.

об\мин

5. Уточняем частоту вращения шпинделя, по паспортным данным станка. Принимаем п = 850 об/мин.

6. Пересчитываем фактическую скорость резания. 4. Определим частоту вращения п, об/мин

м/мин.

Операция 010 токарная Переход 1.

Точить поверхность предварительно

1. Глубина резания -1: мм

t = 1,54 (данные берутся из расчета припусков) 3,08

2. Подача - S, мм/об

S=0,5

3. Скорость резания - V, м/мин



Из С_V = 350; х_в = 750 МПа; х=0,15; у=0,35 ; m=0,2

Период стойкости инструмента Т=120 мин.

Поправочные коэффициенты

k_v = k_mv Ч k_nv Ч k_иv

- поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки.

k_nv - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от состояния поверхности.

k_nу=1

к_иу - коэффициент, зависящий от РИ

к_иу = 1

к_nу =1

к_г = 1

Тогда

м/мин.

4. Определим частоту вращения п, об/мин

об\мин

5. Уточняем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка 16К20Ф3С32. Частоты вращения шпинделя

Выбираем ближайшие меньшие значения 750 об\мин.

6. Сила резания - Р, Н

деталь станок подшипник зубчатый

Р = 10 Ч t^x Ч S^y Ч vⁿ Ч K_p

х = 1; у = 0,75; Кр = 1

P = 10 Ч1,54¹Ч 0,5^0,75 Ч160Ч1= 1465

7. Мощность резания - N, кВт

_кВт

Переход 2. Точить поверхность окончательно

1. Глубина резания -1 мм

t - 0,2 (данные берутся из расчета припусков)

2. Подача - S, мм/об

5 -0,19

3. Скорость резания - V, м/мин

Поправочные коэффициенты

С_у = 420; ст_в = 750 МПа; х=0,15; у=0,2 ; т=0,2

Период стойкости инструмента Т- 120 мин.

Операция 030 шлифовальная

Обработка производится на Круглошлифовальном станке ЗМ163В.

Материал образивного круга - Электрокарунд 50-СМ1 с керамической связкой.

Переход 1. Шлифовать поверхность однократно

1. Глубина шлифования -1 мм

t = 0,07 (данные берутся из расчета припусков)

2. Подача - S, мм/об

S= 0,6

3. Скорость заготовки - Vз, м/мин

Vз = 30

4. Скорость круга - Vк, м/с

Vк = 35

5. Определим частоту вращения заготовки пз, об/мин

об\мин

6. Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту - принимаем 125 об/мин.

7. Определим частоту вращения заготовки пк, об/мин

об\мин

8. Уточняем частоту вращения шпинделя круга по паспорту -принимаем 2350 об/мин.

Техническое нормирование токарной операции:

Исходные данные: деталь «шток». Длина обрабатываемой поверхности 985мм, диаметр 32 f9. Заготовка «прокат» из стали 45. Обработка ведется на токарном станке 16 К20, Приспособление - центр упорный ГОСТ 18259-72

Переход 1. точить наружную поверхность предварительно.

Резец проходной отогнутый. Угол резца в плане (р = 45°)

1. Основное время

мин

2. Вспомогательное время, связанное с переходом

Т_всп=0,09 мин,

Переход 2. Точить наружную поверхность окончательно.

Резец проходной отогнутый. Угол резца в плане ц = 45°.

1. Основное время

мин.

2. Вспомогательное время, связанное с переходом Т_всп = 0,09 мин,

3. Нормирование операции

Топер = Тосн + Твсп = 0,6 + 0,53 = 1,1 3 мин

1. Основное время на операцию

2. Вспомогательное время

Т_всп = Т_уст.оп + Т_всп = 0,35 + 0,09 + 0,09 = 0,53мин.

Туш.оп =0,35 мин,

3. Оперативное время

Т_осн = Т_осн = 0,24 = 0,36 = 0,6 _мин

4. Время на обслуживание рабочего места

Т_обс =0,05* Т_опер =0,05x1,13=0,06мин

5. Время на отдых

Т_отд = 0,04 * Т_опер = 0,04 * 1,13 = 0,045 мин

7. Штучное время

Т_шп=Т₀ + Т_всп + Т_обс + Т_отд =1,13 + 0,06 + 0,045 = 1,235 мин

Заключение

Проведена модернизация токарно-винторезного станка модели 16К20Ф3С32 с целью обеспечения возможности обработки поверхностей сложной формы. Станок является универсальным станком и предназначен для токарной обработки деталей из штучных заготовок в условиях серийного производства и является важным технологическим оборудованием предприятия.

Модернизация была проведена с целью повышения производительности, работоспособности станка, а также решения вопросов по расширению технологических возможностей, позволяющих производить обработку деталей разных форм.

• Указано назначение и область применения токарного станка Проведен анализ конструкции и возможностей токарно-винторезного станка модели 16К20Ф3С32.
• В ходе проделанной работы на основе использования новых технических решений, а также в результате проведенного патентно-информационного поиска были разработано и предложены к внедрению устройство - патрон, который обеспечивает снижение вспомогательного времени и повышают точность закрепления заготовки.
• Применено устройство для зажима коленчатых валов. Тем самым достигнута требуемая задача для модернизации, а также предложено использование приспособления для обработки деталей сложной формы, включая фасонных, без их переустановки.
• В ходе выполнения диплома проведены также следующие работы.
• Сделан анализ преимуществ и недостатков аналогов, что послужило основанием для выбора конструкторской части и предложений по применению приспособлений.
• Сделано описание работы основных и модернизируемых узлов станка мод. 16К20Ф3С32. Проведена общая компоновка станка и сделано описание особенностей его работы. Рассмотрена кинематическая схема станка. Сделан общий кинематический расчет. Проведена расчет привода главного движения, с целью, чтобы обеспечить повышение производительности обработки. Предложено к применению приспособление для обработки тонкостенных деталей.
• В расчетной части выполнены: выбор и предварительный расчет приводов; кинематический расчет; силовой расчет, определено число зубьев зубчатых колес; сделан силовой расчет. Проведен расчет особо нагруженного зубчатого зацепления, и расчет шпоночного соединения.
• Сделан расчет детали «Шток» методом конечных элементов при расчетах использованы ЭВМ.
• Представителем обрабатываемых на станке деталей, согласно задания, является шток
• Рассмотрены особенности технологии изготовления детали шток. Шток выполняет роль опоры и основания, для закрепления на него других деталей, при помощи резьбы М20, фрезерованной поверхности и посадочных поверхностей Ш 32 f9 (допуск в интервале с (-0,025) по (-0,087) мм.) и Ш 24 е8 (допуск в интервале с (-0,040) по (-0,073) мм). Шток изготовлен из стали 45 ГОСТ 1050-88. Данные химсостава и свойств приведены в табл. 7.1 и 7.2.
• В технологической части проведен расчет технологических параметров процесса обработки детали типа колесо выбрано оборудование, инструменты, приспособления, режимы резания, осуществлено техническое нормирование.
• Для получения основных поверхностей детали используется исследуемый нами токарно-винторезный станок 16К20Ф3С32.
• Рассмотрены вопросы охраны труда, техники безопасности и экологии.
• В итоге проверены все заданные расчеты параметров станка, сделаны необходимые кинематических расчетов, расчетов элементов конструкции модернизируемого станка и обосновано расширение технологических возможностей станка.
• В организационно-экономической части проведены работы по обоснованию экономических разработок, предлагаемых в дипломном проекте технических вариантов модернизации станка. Экономически доказана высокая эффективность предлагаемой модернизации токарно - винторезного станка 16К20Ф32.
• Список используемой литературы
• 1. СТП ВГТУ 62-2007. Текстовые документы (курсовые работы (проекты), рефераты, отчеты по лабораторным работам, контрольные работы). Правила оформления. Воронеж: ВГТУ, 2007. - 53 с.
• 2. Пачевский В.М. Методы обеспечения точности: курсовое проектирование: учеб. пособие / В.М. Пачевский. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007. - 175с.
• 3. Справочник технолога-машиностроителя /под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение-1, 2001, Т. 1. - 912 с. Т. 2. - 944 с.
• 4. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для ВУЗов / С. А. Чернавский, Г. А. Снегирев и др. 5-е изд. М.: Машиностроение, 1984. - 560 с.
• 5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.:/ А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др.- М.: Машиностроение, 1991. - 573 с.
• 6. СТП ВГТУ 001-98. Курсовое проектирование. Организация, порядок проведения, оформление расчетно-пояснительной записки и графической части. Воронеж: ВГТУ, 2008. - 48 с.
• 7. Панов А.А. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. - М: Машиностроение, 1988. - 736 с.
• 8. Пачевский В.М. Технология машиностроения: учеб. пособие / В.М. Пачевский. Воронеж: ВГТУ, 2003. - 180 с.
• 9. Пачевский В.М. Методы обеспечения точности: учеб. пособие / В.М. Пачевский. 2-е изд., перераб. и доп. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2008. 150 с.
• 10. Старов В.Н., Пачевский В.М. Расчет и конструирование станков. Учебн. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. у-нт, Ч.1.Ч.2, 2007. - 263с.
• 11. Тарзиманов Г.А. Проектирование металлорежущих станков / Г.А. Тарзиманов - 3-е изд., переработ. и доп.- М.: Машиностроение, 1980. - 288 с.
• 12. Гузеев В.И. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ: справочник / В.И. Гузеев, В.А. Батуев, И.В.Сурков; под ред. В.И. Гузеева. - М.: Машиностроение, 2005. - 968 с.
• 13. Пуш В.Э. Металлорежущие станки. М: Машиностроение, 1985 г.
• 14. Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков / В.Э. Пуш. - М.: Машиностроение, 1977. - 390 с.
• 15. Пачевский В.М. Режущий инструмент: учеб. пособие / В.М. Пачевский, Э.М. Янцов. Воронеж: ВГТУ, 2003. - 193 с.
• 16. Руководство к станкам. Станки токарные с числовым программным управлением моделей 16К20Ф3С32, 16К20РФ3С32. 16К20Т1.02.
• 17. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1, Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986. - 496 с.
• 18. Курсовое проектирование по технологии машиностроения/ Под общ. ред. А.Ф. Горбацевича. - Минск, «Вышейшая школа», 1975.
• 19. Колев Н.С. Металлорежущие станки. М: Машиностроение, 1980. - 548с.
• 20. Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. М: Высшая школа, 1967. - 438 с.
• 21. Румянцева З.П. Общее управление организацией. Теория и практика: учебник / З.П.Румянцева. М.: ИНФРА-М, 2001. - 304с.
• 22. Сетевые графики в планировании: учеб. пособие / под ред. И.М. Разумова, М.: Высш. шк., 1981. - 168с.
• 23. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник/ Под общ. ред. В.И.Баранчикова. - М.: Машиностроение,1990.
• 24. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - М.: Машиностроение, 1979.
• 25. Технология технического контроля в машиностроении: Справочное пособие/ Под ред. В.Н. Чупырина. - М.: Изд-во стандартов, 1990.
• 26. Организация производства и управления предприятием: учебник / под ред. О.Г. Туровца. М.: ИНФРА-М, 2005. - 528с.
• 27. Методические указания к выполнению организационно-экономической части дипломного проекта для студентов специальности 151002 «Металлообрабатывающие станки и комплексы» очной и очно-заочной форм обучения / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. О.В. Беспалова, И.В. Рощупкина. Воронеж, 2008 - 19 с.
• 28. Методические указания по выполнению курсового проекта «Повышение конкурентоспособности не предприятии» для студентов специальности 120200 -Автоматизированное оборудование, всех форм обучения/ О.В. Беспалова. - Воронеж, 2003. -23 с.
• 29. Новицкий Н.И. Организация, планирование и управление производством: учеб.-метод. Пособие / Н.И. Новицкий, В.П. Пашуто. М.: Финансы и статистика, 2007. - 576с.
• 30. Техника безопасности и экология учеб. пособие / В.К. Скляренко, В.М. Прудников. М.: ИНФРА-М, 2005. - 528 с.
• 31. АС № 1572759 А1 В 23 В 31/00. Самоцентрирующий патрон для закрепления эксцентричных деталей.
• 32. А.С. 396184, МКИ В23b 5/44 Приспособление для обработки эксцентричных поверхностей на токарных автоматах.
• 33. АС 1357147. В23В 25/06. Устройство для крепления патрона к шпинделю станка.
• 34. АС.611721. Устройство для обработки сферических поверхностей.
• Размещено на Allbest.ru