http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9264
Коробка скоростей радиально-сверлильного станка 258
воскресенье, 21 января 2018 г.
Разработка коробки скоростей радиально-сверлильного станка 258, переключение передач в которой осуществляется с помощью ручного управления
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9263
Перед станкостроением всегда будет стоять задача – создание металлорежущих станков, отвечающих современным требованиям машиностроения и всего народного хозяйства. Следовательно, требуется создание станков высокой производительности, точности и экономичности.
Целью данного курсового проекта является разработка коробки скоростей радиально-сверлильного станка, переключение передач в которой осуществляется с помощью ручного управления.
Расчёт коробки скоростей включает определение диапазона регулирования скоростей, построение структурной сетки и, в соответствии с ней, графика частот вращения и кинематической схемы, определение чисел зубьев зубчатых колёс коробки, определения требуемой эффективной мощности коробки скоростей, определения модулей и параметров зубчатых колёс, определение параметров валов и уточнённый расчёт на усталость самого нагруженного вала, выбор шпоночных или шлицевых соединений, передающих крутящий момент, выбор ручного управления, выбор подшипниковых опор валов, выбор системы смазки, расчёт динамических характеристик обеспечивающих заданную точность обработки.
Перед станкостроением всегда будет стоять задача – создание металлорежущих станков, отвечающих современным требованиям машиностроения и всего народного хозяйства. Следовательно, требуется создание станков высокой производительности, точности и экономичности.
Целью данного курсового проекта является разработка коробки скоростей радиально-сверлильного станка, переключение передач в которой осуществляется с помощью ручного управления.
Расчёт коробки скоростей включает определение диапазона регулирования скоростей, построение структурной сетки и, в соответствии с ней, графика частот вращения и кинематической схемы, определение чисел зубьев зубчатых колёс коробки, определения требуемой эффективной мощности коробки скоростей, определения модулей и параметров зубчатых колёс, определение параметров валов и уточнённый расчёт на усталость самого нагруженного вала, выбор шпоночных или шлицевых соединений, передающих крутящий момент, выбор ручного управления, выбор подшипниковых опор валов, выбор системы смазки, расчёт динамических характеристик обеспечивающих заданную точность обработки.
пятница, 19 января 2018 г.
Станок токарно-винторезный модели 16К20П. Схема кинематическая
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9262
Станок токарно-винторезный модели 16К20П. Схема кинематическая
Станок токарно-винторезный модели 16К20П. Схема кинематическая
Станок токарно-винторезный модели 16К20П. Чертеж общего вида
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9261
Станок токарно-винторезный модели 16К20П. Чертеж общего вида
Станок токарно-винторезный модели 16К20П. Чертеж общего вида
Зубодолбежный станок модели 514. Чертеж общего вида
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9260
Зубодолбежный станок модели 514. Чертеж общего вида
Зубодолбежный станок модели 514. Чертеж общего вида
Мероприятия по технике безопасности работе на металлообрабатывающем оборудовании
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9259
Мероприятия по технике безопасности работе на металлообрабатывающем оборудовании
Общие положения
1.1. Работать только на станках, к которым имеется допуск, и выполнять работу, которая поручена.
1.2. Сосредоточить внимание на выполняемой работе, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры, не отвлекать других.
1.3. Не допускать на свое рабочее место лиц, не имеющих отношения к порученной работе. Без разрешения мастера не доверять свой работающий станок другому рабочему.
1.4. Не опираться на станок во время его работы и не позволять делать это другим.
1.5. Заметив нарушение инструкции другим рабочим, предупредить его о необходимости соблюдения требований по технике безопасности.
1.6. О всяком несчастном случае немедленно поставить в известность мастера или бригадира и обратиться в медицинский пункт.
1.7. При ремонте станка и пусковых устройств на станке должен быть вывешен плакат: «Не включать — ремонт».
1.8. Нельзя работать на неисправном и не имеющем необходимых ограждений станке. Не производить ремонт и переделку станка самостоятельно.
1.9. Не разрешать уборщику убирать у станка во время его работы.
1.10. Запрещается работать на станке в рукавицах или перчатках, а также с забинтованными пальцами без резиновых напальчников.
1.11. Во избежание несчастных случаев и попадания грязи и стружки в механизмы станка запрещается обдувать воздухом из шланга обрабатываемую поверхность и станок.
1.12. Надежно и жестко закреплять обрабатываемую деталь на станке.
1.13. Масса и габаритные размеры обрабатываемой детали должны соответствовать паспортным данным станка.
1.14. Устанавливать и снимать тяжелые детали и приспособления (массой более 16 кг) только с помощью подъемных механизмов. Не превышать нагрузку, установленную для грузоподъемных средств.
1.15. Пользоваться грузоподъемными механизмами только после специального обучения и аттестации.
1.16. Деталь должна быть надежно застроплена; для подъема применять специально строповочно-захватные приспособления. Освобождать обрабатываемую деталь от стропов или захватных приспособлений только после надежной установки, где надо — и закрепления детали на станке.
1.17. Отрегулировать местное освещение станка так, чтобы рабочая зона была достаточно освещена и свет не слепил глаза. Протереть арматуру и светильник. Пользоваться местным освещением напряжением выше 36 В запрещается.
1.18. При всяком перерыве в подаче электроэнергии немедленно выключить электрооборудование станка.
1.19. Если на металлических частях станка обнаружено напряжение (ощущение тока), электродвигатель работает на две фазы (гудит), заземляющий провод оборван, остановить станок и немедленно доложить мастеру о неисправности электрооборудования.
1.20. Если пол скользкий (облит маслом, эмульсией), потребовать, чтобы его посыпали опилками, или сделать это самому.
1.21. Пользоваться деревянной решеткой и содержать ее в исправном состоянии.
1.22. Каждый рабочий обязан:
а) требовать от администрации цеха проведения инструктажа по технике безопасности до назначения на работу и при переводе на станок другой модели;
б) требовать от администрации цеха, чтобы печатная инструкция о мерах безопасности при работе на данном станке находилась на рабочем месте станочника;
в) строго выполнять все правила безопасности;
г) обязательно пользоваться полагающейся спецодеждой, спецобувью и индивидуальными защитными средствами (очками, респираторами, масками и др.);
д) при обнаружении возможной опасности предупредить товарищей и немедленно сообщить администрации цеха;
е) содержать в чистоте рабочее место в течение всего рабочего дня и не загромождать его деталями, заготовками, металлическими отходами, мусором и т. п.;
ж) укладывать устойчиво на подкладках и стеллажах поданные на обработку и обработанные детали; высота штабелей не должна превышать для мелких деталей
0,5 м, для средних — 1 м, для крупных — 1,5 м;
з) применять только исправные гаечные ключи соответствующих размеров;
и) при работе ключами не наращивать их трубой или другими рычагами; нельзя пользоваться прокладками, если ключи не соответствуют размерам гаек.
к) не мыть руки в масле, эмульсии, керосине и не вытирать их обтирочными концами, загрязненными стружкой;
л) не принимать пищу у станка;
м) не оставлять свою одежду на рабочем месте.
1.23. На территории выполнять следующие правила:
а) быть внимательным к предупредительным сигналам автомашин и других видов движущегося транспорта;
б) не находиться под поднятым грузом;
в) не проходить в местах, не предназначенных для прохода;
г) не заходить без разрешения за ограждения технологического оборудования;
д) не прикасаться к токоведущим частям электрооборудования, клеммам и электропроводам, к арматуре общего освещения, не открывать дверцы электрошкафов; в необходимых случаях обращаться к электромонтеру;
е) не включать и не останавливать (кроме аварийных случаев) станки, механизмы, работа на которых Вам не поручена.
1.24. Работая с подручным или учеником, обучать его безопасным приемам работы и следить за их выполнением.
1.25. К работе с грузоподъемными кранами могут быть допущены лица не моложе 18 лет, специально обученные, систематически инструктируемые, сдавшие экзамен квалификационной комиссии и имеющие на руках удостоверение.
Требования безопасности перед началом работы
2.1. Перед каждым включением станка убедиться, что пуск станка никому не угрожает опасностью.
2.2. Привести в порядок рабочую одежду: застегнуть или подвязать обшлага рукавов, надеть головной убор; женщины должны убрать волосы под косынку, повязанную без свисающих концов.
2.3. Проверить, хорошо ли убраны станок и рабочее место, выявить неполадки в работе станка и принять меры по их устранению.
2.4. О неисправности станка немедленно заявить мастеру; до устранения неисправности к работе не приступать.
2.5. Приготовить крючок для удаления стружки, ключи и другой необходимый инструмент. Не применять крючок с ручкой в виде петли.
2.6. Проверить наличие и исправность;
а) ограждений зубчатых колес, приводных ремней, валиков, приводов и пр., а также токоведущих частей электрической аппаратуры (пускателей, рубильников, трансформаторов, кнопок);
б) заземляющих устройств;
в) предохранительных устройств для защиты от стружки, охлаждающих жидкостей;
г) устройств для крепления инструмента (отсутствие трещин, надломов, прочность крепления пластинок твердого сплава или керамических пластинок, стружколомающих порогов и пр.);
д) режущего, измерительного, крепежного инструмента и приспособлений и разложить их в удобном для пользования порядке.
Работать только исправным инструментом и приспособлениями и применять их строго по назначению.
2.7. Если при обработке металла образуется отлетающая стружка, то при отсутствии специальных защитных устройств на станке надеть защитные очки или предохранительный щиток из прозрачного материала.
2.8. При обработке вязких металлов, дающих сливную стружку, применять резцы со специальными стружколомающими устройствами.
2.9. При обработке хрупких металлов (чугуна, бронзы и т. д.), дающих отлетающую стружку, а также при дроблении стальной стружки в процессе обработки применять следующие защитные устройства: специальные стружкоотводчики, прозрачные экраны или индивидуальные щитки (для защиты лица).
2.10. Проверить на холостом ходу станка:
а) исправность органов управления (механизмов главного движения, подачи, пуска, останова движения и др.);
б) исправность системы смазки и охлаждения (убедиться в том, что смазка и охлаждающая жидкость подаются нормально и бесперебойно);
в) исправность фиксации рычагов включения и переключения (убедиться в том, что возможность самопроизвольного переключения с холостого хода на рабочий исключена);
г) нет ли заеданий или излишней слабины в движущихся частях станка, особенно в шпинделе, в продольных и поперечных салазках суппорта.
2.11. Для предупреждения кожных заболеваний рук при применении на станках охлаждающих масел и жидкостей по указанию врача перед началом работ смазывать руки специальными пастами и мазями.
2.12. Проверять доброкачественность ручного инструмента при получении его из кладовой:
а) ручка напильника и шабера должна иметь металлическое кольцо, предохраняющее ее от раскалывания;
б) молоток должен быть насажен на рукоятку овального сечения, расклиненную металлическим клином и изготовленную из твердых и вязких пород дерева; боек молотка должен иметь ровную слегка выпуклую поверхность; нельзя работать молотком со сбитым бойком, имеющим трещины или насаженным на рукоятку из дерева мягких пород, а также плохо закрепленным на рукоятке:
в) зубило и другой ударный инструмент должны быть длиной не менее 150 мм, кернер— 100 мм и не иметь наклепа на бойке;
г) гаечные ключи должны быть исправными и соответствовать размеру гаек; запрещается работать гаечными ключами с прокладками, удлинять их трубами и применять контрключи;
д) разложить инструмент и приспособления в удобном для пользования порядке.
2.13. Пользоваться режущим инструментом, имеющим правильную заточку. Применение неисправного инструмента и приспособлений запрещается.
2.14. Проверить и обеспечить достаточную смазку станка; при смазке пользоваться только соответствующими приспособлениями.
2.15. Разместить шланги, подводящие охлаждающую жидкость так, чтобы была исключена возможность соприкосновения их с режущим инструментом и движущимися частями станка. Охлаждающую жидкость подавать только насосом.
2.16. Запрещается охлаждать режущий инструмент мокрыми тряпками или щетками.
2.17. Не допускать разбрызгивания масла и жидкости на пол. Для защиты от брызг устанавливать щитки.
Требования безопасности во время работы
3.1. Выполнять указания по обслуживанию и уходу за станками, изложенные в «Руководстве к станку», а также требования предупредительных таблиц, имеющихся на станке.
3.2. Устанавливать и снимать режущий инструмент только после полного останова станка.
3.3. Не работать без кожуха, прикрывающего сменные шестерни.
3.4. Остерегаться срыва ключа, правильно накладывать ключ на гайку и не поджимать им гайку рывком.
3.5. Во время работы станка не брать и не подавать через работающий станок какие-либо предметы, не подтягивать болты, гайки и другие соединительные детали станка.
3.6. Остерегаться наматывания стружки на обрабатываемый предмет или резец, не направлять вьющуюся стружку на себя. Пользоваться стружколомателем.
3.7. Не удалять стружку от станка непосредственно руками и инструментом, пользоваться для этого специальными крючками и щетками-сметками.
3.8. Следить за своевременным удалением стружки с рабочего места и станка.
3.9. Остерегаться заусенцев на обрабатываемых деталях.
3.10. При возникновении вибрации остановить станок. Принять меры к устранению вибрации: проверить крепление резца и детали.
3.11. Обязательно остановить станок и выключить электродвигатель при:
а) уходе от станка даже на короткое время (если не поручено обслуживание двух или нескольких станков);
б) временном прекращении работы;
в) перерыве в подаче электроэнергии;
г) уборке, смазке, чистке станка;
д) обнаружении неисправности в оборудовании;
е) подтягивании болтов, гаек и других соединительных деталей станка;
ж) установке, измерении и съеме детали;
з) проверке или зачистке режущей кромки резца;
и) снятии и надевании ремней на шкивы станка.
3.12. Передвижение ремня по ступенчатым шкивам на ходу допускается только с применением переводок.
3.13. При обработке деталей применять режимы резания, указанные в операционной карте для данной детали.
3.14. Не увеличивать установленные режимы резания без ведома мастера.
3.15. При закреплении детали в кулачковом патроне или использовании планшайб следует захватывать деталь кулачками на возможно большую величину. Не допускать, чтобы после закрепления детали кулачки выступали из патрона или планшайбы за пределы их наружного диаметра. Если кулачки выступают, заменить патрон или установить специальное ограждение.
3.16. При установке (навинчивании) патрона или планшайбы на шпиндель подкладывать под них на станок деревянные прокладки с выемкой по форме патрона (планшайбы).
3.17. Устанавливать тяжелые патроны и планшайбы на станок и снимать их со станка при помощи подъемного устройства и специального захватного приспособления.
3.18. Не свинчивать патрон (планшайбу) внезапным торможением шпинделя. Свинчивание патрона (планшайбы) ударами кулачков о подставку допускается только при ручном вращении патрона; в этом случае следует применять подставки с длинными ручками (для удержания рукой).
3.19. В кулачковом патроне без подпора центром задней бабки можно закреплять только короткие, длиной не более двух диаметров, уравновешенные детали; в других случаях для подпора пользоваться задней бабкой.
3.20. При обработке в центрах деталей длиной, равной 12 диаметрам и более, а также при скоростном и силовом резании деталей длиной, равной восьми диаметрам и более, применять дополнительные опоры (люнеты).
3.21. При обработке деталей в центрах проверить, закреплена ли задняя бабка, и после установки изделия смазать центр. При дальнейшей работе нужно периодически смазывать задний центр.
3.22. При работе с большими скоростями применять вращающийся центр, прилагаемый к станку.
3.23. Нельзя работать со сработанными или забитыми центрами.
3.24. При обточке длинных деталей надо следить за центром задней бабки: периодически центр следует смазывать и проверять осевой зажим.
3.25. Во избежание травм из-за инструмента необходимо:
а) включить сначала вращение шпинделя, а затем подачу; при этом обрабатываемую деталь следует привести во вращение до соприкосновения ее с резцом, врезание производить плавно, без ударов;
б) перед остановом станка сначала выключить подачу, отвести режущий инструмент от детали, а потом выключить вращение шпинделя.
3.26. Резцовую головку отводить на безопасное расстояние при выполнении следующих операций: центровании деталей на станке, зачистке, шлифовании деталей наждачным полотном, опиловке, шабровке, измерении деталей, а при смене патрона и детали отодвигать подальше также задний центр (заднюю бабку).
3.27. Следить за правильной установкой резца и не подкладывать под него разные куски металла; пользоваться подкладками, равными площади резца.
3.28. Резец следует зажимать с минимально возможным вылетом и не менее чем тремя болтами. Нужно иметь набор подкладок различной толщины, длиной и шириной не менее опорной части резца. Не следует пользоваться случайными подкладками.
3.29. Не затачивать короткие резцы без соответствующей оправки.
3.30. При подводке резца к оправке или планшайбе соблюдать осторожность и избегать чрезмерно глубокой подачи резца.
3.31. При надевании планшайбы на конец шпинделя очистить ее от стружки и загрязнения.
3.32. При обработке вязких металлов, дающих сливную ленточную стружку, применять резцы с выкрутками, накладными стружколомателями или стружкозавивателями.
3.33. Не пользоваться зажимными патронами, если изношены рабочие плоскости кулачков.
3.34. При скоростном резании на токарных станках работать с невращающимся центром запрещается.
3.35. Обрабатываемую поверхность располагать как можно ближе к опорному или зажимному приспособлению.
3.36. При установке детали на станок не находиться между деталью и станком.
3.37. Не класть детали, инструмент и другие предметы на станину станка и крышку передней бабки.
3.38. При отрезании тяжелых частей детали или заготовок не придерживать отрезаемый конец руками.
3.39. При опиловке, зачистке, шлифовании обрабатываемых деталей на станке:
а) не прикасаться руками или одеждой к обрабатываемой детали;
б) не производить указанных операций с деталями, имеющими выступающие части, пазы и выемки (пазы и выемки предварительно заделывать деревянными пробками);
в) стоять лицом к патрону, держать ручку напильника левой рукой, не перенося правую руку за деталь.
3.40. Для обработки деталей, закрепленных в центрах, применять безопасные поводковые патроны (например, чашкообразного типа) или безопасные хомутики.
3.41. После закрепления детали в патроне вынуть торцовый ключ.
3.42. При закреплении детали в центрах:
а) протереть и смазать центровые отверстия;
б) не применять центр с изношенными или забитыми конусами;
в) следить за тем, чтобы размеры токарных центров соответствовали центровым отверстиям обрабатываемой детали;
г) не затягивать туго задний центр, надежно закреплять заднюю бабку и пиноль;
д) следить за тем, чтобы деталь опиралась на центр всей конусной частью центрового отверстия; не допускать упора центра в дно центрового отверстия детали.
3.43. Работать на станке без закрепления патрона сухарями, предотвращающими самоотвинчивание при реверсе, запрещается.
3.44. Не тормозить вращение шпинделя нажимом руки на вращающиеся части станка или детали.
3.45. Проверить крепление и прочность специальных ограждений, обеспечивающих безопасность и удобство обслуживания, расположенных на уровне 0,5 м и выше над полом.
Требования безопасности по окончании работы
4.1. Выключить станок и электродвигатель.
4.2. Привести в порядок рабочее место: убрать со станка стружку, инструмент, приспособление, очистить станок от грязи, вытереть и смазать трущиеся части станка, аккуратно сложить готовые детали и заготовки.
4.3. Убрать инструмент в отведенные для этой цели места. Соблюдать чистоту и порядок в шкафчике для инструмента.
4.4. По окончании смены о замеченных дефектах станка, вентиляции и др. и о принятых мерах по их устранению сообщить мастеру.
4.5. О всякой замеченной опасности немедленно заявить администрации.
4.6. Вымыть лицо и руки теплой водой с мылом или принять душ.
Требования безопасности в аварийных ситуациях
5.1. При обнаружении неисправности оборудования, инструмента, приспособлений, оснастки работу приостановить и принять меры к ее устранению. В случае невозможности или опасности устранения аварийной ситуации собственными силами сообщить руководителю работ.
2. При появлении отклонений от нормальной работы станка немедленно остановить станок и сообщить руководителю.
5.3. При поражении электрическим током необходимо немедленно освободить пострадавшего от действия тока, соблюдая требования электробезопасности, оказать доврачебную помощь и вызвать работника медицинской службы, поставить в известность руководство.
5.4. При возникновении пожара сообщить в пожарную охрану по телефону 101, руководителю работ и приступить к тушению.
5.5. При заболевании, травмировании оказать доврачебную помощь, сообщить в медицинское учреждение и руководителю.
Мероприятия по технике безопасности работе на металлообрабатывающем оборудовании
Общие положения
1.1. Работать только на станках, к которым имеется допуск, и выполнять работу, которая поручена.
1.2. Сосредоточить внимание на выполняемой работе, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры, не отвлекать других.
1.3. Не допускать на свое рабочее место лиц, не имеющих отношения к порученной работе. Без разрешения мастера не доверять свой работающий станок другому рабочему.
1.4. Не опираться на станок во время его работы и не позволять делать это другим.
1.5. Заметив нарушение инструкции другим рабочим, предупредить его о необходимости соблюдения требований по технике безопасности.
1.6. О всяком несчастном случае немедленно поставить в известность мастера или бригадира и обратиться в медицинский пункт.
1.7. При ремонте станка и пусковых устройств на станке должен быть вывешен плакат: «Не включать — ремонт».
1.8. Нельзя работать на неисправном и не имеющем необходимых ограждений станке. Не производить ремонт и переделку станка самостоятельно.
1.9. Не разрешать уборщику убирать у станка во время его работы.
1.10. Запрещается работать на станке в рукавицах или перчатках, а также с забинтованными пальцами без резиновых напальчников.
1.11. Во избежание несчастных случаев и попадания грязи и стружки в механизмы станка запрещается обдувать воздухом из шланга обрабатываемую поверхность и станок.
1.12. Надежно и жестко закреплять обрабатываемую деталь на станке.
1.13. Масса и габаритные размеры обрабатываемой детали должны соответствовать паспортным данным станка.
1.14. Устанавливать и снимать тяжелые детали и приспособления (массой более 16 кг) только с помощью подъемных механизмов. Не превышать нагрузку, установленную для грузоподъемных средств.
1.15. Пользоваться грузоподъемными механизмами только после специального обучения и аттестации.
1.16. Деталь должна быть надежно застроплена; для подъема применять специально строповочно-захватные приспособления. Освобождать обрабатываемую деталь от стропов или захватных приспособлений только после надежной установки, где надо — и закрепления детали на станке.
1.17. Отрегулировать местное освещение станка так, чтобы рабочая зона была достаточно освещена и свет не слепил глаза. Протереть арматуру и светильник. Пользоваться местным освещением напряжением выше 36 В запрещается.
1.18. При всяком перерыве в подаче электроэнергии немедленно выключить электрооборудование станка.
1.19. Если на металлических частях станка обнаружено напряжение (ощущение тока), электродвигатель работает на две фазы (гудит), заземляющий провод оборван, остановить станок и немедленно доложить мастеру о неисправности электрооборудования.
1.20. Если пол скользкий (облит маслом, эмульсией), потребовать, чтобы его посыпали опилками, или сделать это самому.
1.21. Пользоваться деревянной решеткой и содержать ее в исправном состоянии.
1.22. Каждый рабочий обязан:
а) требовать от администрации цеха проведения инструктажа по технике безопасности до назначения на работу и при переводе на станок другой модели;
б) требовать от администрации цеха, чтобы печатная инструкция о мерах безопасности при работе на данном станке находилась на рабочем месте станочника;
в) строго выполнять все правила безопасности;
г) обязательно пользоваться полагающейся спецодеждой, спецобувью и индивидуальными защитными средствами (очками, респираторами, масками и др.);
д) при обнаружении возможной опасности предупредить товарищей и немедленно сообщить администрации цеха;
е) содержать в чистоте рабочее место в течение всего рабочего дня и не загромождать его деталями, заготовками, металлическими отходами, мусором и т. п.;
ж) укладывать устойчиво на подкладках и стеллажах поданные на обработку и обработанные детали; высота штабелей не должна превышать для мелких деталей
0,5 м, для средних — 1 м, для крупных — 1,5 м;
з) применять только исправные гаечные ключи соответствующих размеров;
и) при работе ключами не наращивать их трубой или другими рычагами; нельзя пользоваться прокладками, если ключи не соответствуют размерам гаек.
к) не мыть руки в масле, эмульсии, керосине и не вытирать их обтирочными концами, загрязненными стружкой;
л) не принимать пищу у станка;
м) не оставлять свою одежду на рабочем месте.
1.23. На территории выполнять следующие правила:
а) быть внимательным к предупредительным сигналам автомашин и других видов движущегося транспорта;
б) не находиться под поднятым грузом;
в) не проходить в местах, не предназначенных для прохода;
г) не заходить без разрешения за ограждения технологического оборудования;
д) не прикасаться к токоведущим частям электрооборудования, клеммам и электропроводам, к арматуре общего освещения, не открывать дверцы электрошкафов; в необходимых случаях обращаться к электромонтеру;
е) не включать и не останавливать (кроме аварийных случаев) станки, механизмы, работа на которых Вам не поручена.
1.24. Работая с подручным или учеником, обучать его безопасным приемам работы и следить за их выполнением.
1.25. К работе с грузоподъемными кранами могут быть допущены лица не моложе 18 лет, специально обученные, систематически инструктируемые, сдавшие экзамен квалификационной комиссии и имеющие на руках удостоверение.
Требования безопасности перед началом работы
2.1. Перед каждым включением станка убедиться, что пуск станка никому не угрожает опасностью.
2.2. Привести в порядок рабочую одежду: застегнуть или подвязать обшлага рукавов, надеть головной убор; женщины должны убрать волосы под косынку, повязанную без свисающих концов.
2.3. Проверить, хорошо ли убраны станок и рабочее место, выявить неполадки в работе станка и принять меры по их устранению.
2.4. О неисправности станка немедленно заявить мастеру; до устранения неисправности к работе не приступать.
2.5. Приготовить крючок для удаления стружки, ключи и другой необходимый инструмент. Не применять крючок с ручкой в виде петли.
2.6. Проверить наличие и исправность;
а) ограждений зубчатых колес, приводных ремней, валиков, приводов и пр., а также токоведущих частей электрической аппаратуры (пускателей, рубильников, трансформаторов, кнопок);
б) заземляющих устройств;
в) предохранительных устройств для защиты от стружки, охлаждающих жидкостей;
г) устройств для крепления инструмента (отсутствие трещин, надломов, прочность крепления пластинок твердого сплава или керамических пластинок, стружколомающих порогов и пр.);
д) режущего, измерительного, крепежного инструмента и приспособлений и разложить их в удобном для пользования порядке.
Работать только исправным инструментом и приспособлениями и применять их строго по назначению.
2.7. Если при обработке металла образуется отлетающая стружка, то при отсутствии специальных защитных устройств на станке надеть защитные очки или предохранительный щиток из прозрачного материала.
2.8. При обработке вязких металлов, дающих сливную стружку, применять резцы со специальными стружколомающими устройствами.
2.9. При обработке хрупких металлов (чугуна, бронзы и т. д.), дающих отлетающую стружку, а также при дроблении стальной стружки в процессе обработки применять следующие защитные устройства: специальные стружкоотводчики, прозрачные экраны или индивидуальные щитки (для защиты лица).
2.10. Проверить на холостом ходу станка:
а) исправность органов управления (механизмов главного движения, подачи, пуска, останова движения и др.);
б) исправность системы смазки и охлаждения (убедиться в том, что смазка и охлаждающая жидкость подаются нормально и бесперебойно);
в) исправность фиксации рычагов включения и переключения (убедиться в том, что возможность самопроизвольного переключения с холостого хода на рабочий исключена);
г) нет ли заеданий или излишней слабины в движущихся частях станка, особенно в шпинделе, в продольных и поперечных салазках суппорта.
2.11. Для предупреждения кожных заболеваний рук при применении на станках охлаждающих масел и жидкостей по указанию врача перед началом работ смазывать руки специальными пастами и мазями.
2.12. Проверять доброкачественность ручного инструмента при получении его из кладовой:
а) ручка напильника и шабера должна иметь металлическое кольцо, предохраняющее ее от раскалывания;
б) молоток должен быть насажен на рукоятку овального сечения, расклиненную металлическим клином и изготовленную из твердых и вязких пород дерева; боек молотка должен иметь ровную слегка выпуклую поверхность; нельзя работать молотком со сбитым бойком, имеющим трещины или насаженным на рукоятку из дерева мягких пород, а также плохо закрепленным на рукоятке:
в) зубило и другой ударный инструмент должны быть длиной не менее 150 мм, кернер— 100 мм и не иметь наклепа на бойке;
г) гаечные ключи должны быть исправными и соответствовать размеру гаек; запрещается работать гаечными ключами с прокладками, удлинять их трубами и применять контрключи;
д) разложить инструмент и приспособления в удобном для пользования порядке.
2.13. Пользоваться режущим инструментом, имеющим правильную заточку. Применение неисправного инструмента и приспособлений запрещается.
2.14. Проверить и обеспечить достаточную смазку станка; при смазке пользоваться только соответствующими приспособлениями.
2.15. Разместить шланги, подводящие охлаждающую жидкость так, чтобы была исключена возможность соприкосновения их с режущим инструментом и движущимися частями станка. Охлаждающую жидкость подавать только насосом.
2.16. Запрещается охлаждать режущий инструмент мокрыми тряпками или щетками.
2.17. Не допускать разбрызгивания масла и жидкости на пол. Для защиты от брызг устанавливать щитки.
Требования безопасности во время работы
3.1. Выполнять указания по обслуживанию и уходу за станками, изложенные в «Руководстве к станку», а также требования предупредительных таблиц, имеющихся на станке.
3.2. Устанавливать и снимать режущий инструмент только после полного останова станка.
3.3. Не работать без кожуха, прикрывающего сменные шестерни.
3.4. Остерегаться срыва ключа, правильно накладывать ключ на гайку и не поджимать им гайку рывком.
3.5. Во время работы станка не брать и не подавать через работающий станок какие-либо предметы, не подтягивать болты, гайки и другие соединительные детали станка.
3.6. Остерегаться наматывания стружки на обрабатываемый предмет или резец, не направлять вьющуюся стружку на себя. Пользоваться стружколомателем.
3.7. Не удалять стружку от станка непосредственно руками и инструментом, пользоваться для этого специальными крючками и щетками-сметками.
3.8. Следить за своевременным удалением стружки с рабочего места и станка.
3.9. Остерегаться заусенцев на обрабатываемых деталях.
3.10. При возникновении вибрации остановить станок. Принять меры к устранению вибрации: проверить крепление резца и детали.
3.11. Обязательно остановить станок и выключить электродвигатель при:
а) уходе от станка даже на короткое время (если не поручено обслуживание двух или нескольких станков);
б) временном прекращении работы;
в) перерыве в подаче электроэнергии;
г) уборке, смазке, чистке станка;
д) обнаружении неисправности в оборудовании;
е) подтягивании болтов, гаек и других соединительных деталей станка;
ж) установке, измерении и съеме детали;
з) проверке или зачистке режущей кромки резца;
и) снятии и надевании ремней на шкивы станка.
3.12. Передвижение ремня по ступенчатым шкивам на ходу допускается только с применением переводок.
3.13. При обработке деталей применять режимы резания, указанные в операционной карте для данной детали.
3.14. Не увеличивать установленные режимы резания без ведома мастера.
3.15. При закреплении детали в кулачковом патроне или использовании планшайб следует захватывать деталь кулачками на возможно большую величину. Не допускать, чтобы после закрепления детали кулачки выступали из патрона или планшайбы за пределы их наружного диаметра. Если кулачки выступают, заменить патрон или установить специальное ограждение.
3.16. При установке (навинчивании) патрона или планшайбы на шпиндель подкладывать под них на станок деревянные прокладки с выемкой по форме патрона (планшайбы).
3.17. Устанавливать тяжелые патроны и планшайбы на станок и снимать их со станка при помощи подъемного устройства и специального захватного приспособления.
3.18. Не свинчивать патрон (планшайбу) внезапным торможением шпинделя. Свинчивание патрона (планшайбы) ударами кулачков о подставку допускается только при ручном вращении патрона; в этом случае следует применять подставки с длинными ручками (для удержания рукой).
3.19. В кулачковом патроне без подпора центром задней бабки можно закреплять только короткие, длиной не более двух диаметров, уравновешенные детали; в других случаях для подпора пользоваться задней бабкой.
3.20. При обработке в центрах деталей длиной, равной 12 диаметрам и более, а также при скоростном и силовом резании деталей длиной, равной восьми диаметрам и более, применять дополнительные опоры (люнеты).
3.21. При обработке деталей в центрах проверить, закреплена ли задняя бабка, и после установки изделия смазать центр. При дальнейшей работе нужно периодически смазывать задний центр.
3.22. При работе с большими скоростями применять вращающийся центр, прилагаемый к станку.
3.23. Нельзя работать со сработанными или забитыми центрами.
3.24. При обточке длинных деталей надо следить за центром задней бабки: периодически центр следует смазывать и проверять осевой зажим.
3.25. Во избежание травм из-за инструмента необходимо:
а) включить сначала вращение шпинделя, а затем подачу; при этом обрабатываемую деталь следует привести во вращение до соприкосновения ее с резцом, врезание производить плавно, без ударов;
б) перед остановом станка сначала выключить подачу, отвести режущий инструмент от детали, а потом выключить вращение шпинделя.
3.26. Резцовую головку отводить на безопасное расстояние при выполнении следующих операций: центровании деталей на станке, зачистке, шлифовании деталей наждачным полотном, опиловке, шабровке, измерении деталей, а при смене патрона и детали отодвигать подальше также задний центр (заднюю бабку).
3.27. Следить за правильной установкой резца и не подкладывать под него разные куски металла; пользоваться подкладками, равными площади резца.
3.28. Резец следует зажимать с минимально возможным вылетом и не менее чем тремя болтами. Нужно иметь набор подкладок различной толщины, длиной и шириной не менее опорной части резца. Не следует пользоваться случайными подкладками.
3.29. Не затачивать короткие резцы без соответствующей оправки.
3.30. При подводке резца к оправке или планшайбе соблюдать осторожность и избегать чрезмерно глубокой подачи резца.
3.31. При надевании планшайбы на конец шпинделя очистить ее от стружки и загрязнения.
3.32. При обработке вязких металлов, дающих сливную ленточную стружку, применять резцы с выкрутками, накладными стружколомателями или стружкозавивателями.
3.33. Не пользоваться зажимными патронами, если изношены рабочие плоскости кулачков.
3.34. При скоростном резании на токарных станках работать с невращающимся центром запрещается.
3.35. Обрабатываемую поверхность располагать как можно ближе к опорному или зажимному приспособлению.
3.36. При установке детали на станок не находиться между деталью и станком.
3.37. Не класть детали, инструмент и другие предметы на станину станка и крышку передней бабки.
3.38. При отрезании тяжелых частей детали или заготовок не придерживать отрезаемый конец руками.
3.39. При опиловке, зачистке, шлифовании обрабатываемых деталей на станке:
а) не прикасаться руками или одеждой к обрабатываемой детали;
б) не производить указанных операций с деталями, имеющими выступающие части, пазы и выемки (пазы и выемки предварительно заделывать деревянными пробками);
в) стоять лицом к патрону, держать ручку напильника левой рукой, не перенося правую руку за деталь.
3.40. Для обработки деталей, закрепленных в центрах, применять безопасные поводковые патроны (например, чашкообразного типа) или безопасные хомутики.
3.41. После закрепления детали в патроне вынуть торцовый ключ.
3.42. При закреплении детали в центрах:
а) протереть и смазать центровые отверстия;
б) не применять центр с изношенными или забитыми конусами;
в) следить за тем, чтобы размеры токарных центров соответствовали центровым отверстиям обрабатываемой детали;
г) не затягивать туго задний центр, надежно закреплять заднюю бабку и пиноль;
д) следить за тем, чтобы деталь опиралась на центр всей конусной частью центрового отверстия; не допускать упора центра в дно центрового отверстия детали.
3.43. Работать на станке без закрепления патрона сухарями, предотвращающими самоотвинчивание при реверсе, запрещается.
3.44. Не тормозить вращение шпинделя нажимом руки на вращающиеся части станка или детали.
3.45. Проверить крепление и прочность специальных ограждений, обеспечивающих безопасность и удобство обслуживания, расположенных на уровне 0,5 м и выше над полом.
Требования безопасности по окончании работы
4.1. Выключить станок и электродвигатель.
4.2. Привести в порядок рабочее место: убрать со станка стружку, инструмент, приспособление, очистить станок от грязи, вытереть и смазать трущиеся части станка, аккуратно сложить готовые детали и заготовки.
4.3. Убрать инструмент в отведенные для этой цели места. Соблюдать чистоту и порядок в шкафчике для инструмента.
4.4. По окончании смены о замеченных дефектах станка, вентиляции и др. и о принятых мерах по их устранению сообщить мастеру.
4.5. О всякой замеченной опасности немедленно заявить администрации.
4.6. Вымыть лицо и руки теплой водой с мылом или принять душ.
Требования безопасности в аварийных ситуациях
5.1. При обнаружении неисправности оборудования, инструмента, приспособлений, оснастки работу приостановить и принять меры к ее устранению. В случае невозможности или опасности устранения аварийной ситуации собственными силами сообщить руководителю работ.
2. При появлении отклонений от нормальной работы станка немедленно остановить станок и сообщить руководителю.
5.3. При поражении электрическим током необходимо немедленно освободить пострадавшего от действия тока, соблюдая требования электробезопасности, оказать доврачебную помощь и вызвать работника медицинской службы, поставить в известность руководство.
5.4. При возникновении пожара сообщить в пожарную охрану по телефону 101, руководителю работ и приступить к тушению.
5.5. При заболевании, травмировании оказать доврачебную помощь, сообщить в медицинское учреждение и руководителю.
Определение оптимальных режимов обработки детали Вал на токарно-винторезном станке 16К20П
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9258
Определение оптимальных режимов обработки детали Вал на токарно-винторезном станке 16К20П
Исходными данными для настройки на обработку токарно-винторезным станком 16К20П является чертеж детали, выданный преподавателем с указанием обрабатываемой поверхности.
Рисунок 2.6 – Чертеж детали с указанием обрабатываемой поверхности для настройки станка 16К20П
Таблица 2.2 – Исходные данные
Диаметр заготовки D, мм Диаметр после обработки d, мм Длина обработки B, мм Обрабатываемый материал Твёрдость обрабатываемого материала НВ Способ установки Материал режущей части Угол φ1 Вид обработки Модель станка
33 25 18,7 Сталь 45 179 В центрах Т15К6 75º Черновая 16К20П
Определение оптимальных режимов обработки
Глубину резания t, (в миллиметрах), определим по формуле
мм, (43)
где D – диаметр заготовки;
d – диаметр после обработки.
Для определения наивыгоднеших (оптимальных) режимов резания введем ряд следующих ограничений:
– режущие возможности инструмента;
– мощность электродвигателя привода главного движения;
– заданную производительность станка;
– наименьшую возможную скорость резания;
– наибольшую частоту вращения шпинделя;
– наибольшую подачу, допустимую прочностью и жесткостью станка;
– наименьшую подачу, допускаемую кинематикой станка;
– наибольшую подачу, допустимую кинематикой станка;
– наибольшую подачу, допустимую требованиями, предъявляемыми к шероховатости обработанной поверхности.
Таким образом, при расчете оптимальных режимов резания необходимо учитывать минимум ограничений, которые оказалось невозможно или нецелесообразно устранить.
Данные ограничения выбираем так, как их невозможно или нецелесообразно устранить организационно, и они оказывают самое большое влияние при процессе резания. От них напрямую зависит качество обработанной поверхности, шероховатость и выбор оптимальных режимов резания. Существует еще несколько ограничений: прочность режущего инструмента и жёсткость технологической системы. Эти ограничения мы устраним организационно. Для повышения жесткости обработки мы будем использовать люнет. Для устранения ограничения по прочности режущего инструмента мы будем использовать инструмент с сечением достаточным для обеспечения обработки на максимальных условиях обработки.
Кроме перечисленных, на выбор режимов резания влияют и другие ограничения: жесткость приспособления и обрабатываемой детали, вибрации при резании, нагрев детали, усилие закрепления детали и ряд других. Многие из этих ограничений могут быть устранены при проектировании станка или технологического процесса, часть же ограничений в настоящее время еще недостаточно хорошо изучена, не поддается расчету и устраняется при экспериментальной проверке режимов резания.
Важнейшим и решающим ограничением является заданная производительность станка или линии, так как никакой режим не может быть признан оптимальным, если он не обеспечивает требуемой производительности.
Выбранные технические ограничения, отражающие с определенной точностью физический процесс резания в совокупности с критерием оптимальности, позволяют построить математическую модель процесса резания.
Критерием оптимальности целесообразно принять основное технологическое время.
Для обработки выбираем резец проходной L = 125 сечением державки 4032 мм с углом φ1 = 750, γ = 60, α = 150, r = 1,5 мм по ГОСТ 18878-73 оснащённый твердосплавной пластиной Т15К6 как в подразделе 2.3.
Уравнение, характеризующее первое ограничение для точения, выводится как и все последующие ограничения, следующем образом [11]: экономическая скорость резания, то есть скорость, соответствующая экономической стойкости, учитывая режущие возможности инструмента, экономику производства и организацию инструментального хозяйства, определяется для резцов при наружном продольном и поперечном точении по формуле:
. (35)
Так как при точении всех видов показатели степеней zv, uv, rv равны нулю, а поправочный коэффициент КНБ=200 [11], то получаем формулу:
, (36)
где m – показатель степени при Тэк;
Сv – постоянный коэффициент, учитывающий влияние на скорость резания обрабатываемого материала и другие факторы;
Кv – общий поправочный коэффициент, характеризующий условия обработки;
D – диаметр инструмента или места обработки, мм;
Тэк – расчетная экономическая стойкость инструмента, мин;
t – глубина резания, мм;
s – подача на оборот, мм/зуб;
HБ – твердость материала заготовки по Бринеллю;
xv, yv, zv, nv, uv, rv – показатели степеней при переменных в формуле скорости резания.
Скорость резания, определяемая кинематикой станка, выражается формулой:
м/мин, (34)
где n – число оборотов изделия или инструмента, мин-1.
Приравнивая правые части формул (35) и (34), получаем:
= . (35)
Выделим в левую часть уравнения элементы режима резания, подлежащие определению:
= (36)
Для приведения полученных уравнений и неравенств технических ограничений и критерия оптимальности к линейным формам необходимо их логарифмировать.
Так как входящие в уравнения величины s, t в ряде случаев имеют значения порядка 0,01…0,1 мм, и им будут соответствовать отрицательные логарифмы. Для того чтобы исключить возможность появления отрицательных логарифмов, умножим уравнение на 1000 и произведем соответствующие преобразования.
= (37)
Логарифмируем правые и левые части полученного уравнения. В результате получаем:
, будет иметь вид:
, (44)
где Т – период стойкости наибольшей производительности, мин;
CV – постоянный коэффициент, зависящий от условий обработки;
m, х, у – показатели степеней;
КV – общий поправочный коэффициент;
D – диаметр обработки, мм.
Согласно [4, таблица 17], для CV = 350, m = 0,2; х = 0,15; у = 0,35.
Период стойкости соответствующий наибольшей производительности Т, мин, определим по формуле
Tпр.max = (μ – 1) • tСМ (45)
где μ – величина, обратная показателю относительной стойкости m. Для случая, когда в качестве инструментального материала принимается твёрдый сплав, а в качестве обрабатываемого материала выступает сталь по [11], таблица 4.1] принимаем m = 0,2;
tСМ – время на смену затупленного инструмента, затрачиваемое за период его стойкости, мин. Для проходного твердосплавного резца tСМ = 3 мин [11], тогда
Tпр.max = (5 – 1) • 3 = 12 мин. (46)
Общий поправочный коэффициент для скорости резания КV, определим по формуле
KV=Kmv • Knv • Kuv, (47)
где Kмv – коэффициент, учитывающей влияние материала заготовки,
Kпv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
Kuv – коэффициент, учитывающий материал инструмента.
(48)
где КГ – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, по [4, таблица 2] при обработке стали 40Х твердосплавным инструментом КГ = 1;
σв- придел текучести [12].
. (49)
По [4, таблица 5] исходя из того, что обрабатываемой заготовкой является прокат с коркой Knv = 0,9.
По [4, таблице 6] при обработке стали 45 инструментом, оснащенным пластиной твёрдого сплава Т15К6 Kuv = 1.
KV = 1,17 • 0,9 • 1 = 1,0547, (50)
b1 = 1n =14,091. (51)
Обозначив через х1 = ln (n), x2 = ln (1000 S), получим следующее уравнение.
Уравнение первого ограничения:
Х1 + 0,35Х2 ≤ 14,091. (52)
Согласно исходным данным для обработки применяется станок 16К20П с наибольшей длиной обработки 1000 мм и мощностью привода главного движения Nn = 11 кВт; коэффициент полезного действия привода главного движения станка η = 0,8.
Уравнение, характеризующее второе ограничение для точения, будет иметь вид:
(nZ + 1)1n(n) + YZ • 1n(1000S) ≤ 1n = b2 (53)
Согласно [4, таблица 22] , для CZ = 300, х = 1, у = 0,75, nz = -0,15.
Общий поправочный коэффициент КPZ, определим по формуле
KPZ = Kmp • Kφp • Kγp • Kλp • Krp, (54)
где Kmp – коэффициент, учитывающей влияние материала заготовки;
Kφp – коэффициент, учитывающий влияние значения главного угла в плане;
Kγp – коэффициент, учитывающий влияние значения переднего угла;
Kλp – коэффициент, учитывающий влияние значения угла наклона главного лезвия.
Kmp = = 0,8878, (55)
где σв- придел текучести [12];
n – показатель степени [4].
По [4, таблица 23] Kφp = 0,94; Kγр = 1,0; Kλр = 1.
КPZ = 0,8878 • 0,94 • 1 • 1 = 0,8345, (56)
b2 = 1n = 13,017. (57)
Уравнение второго ограничения:
0,85Х1 + 0,75Х2 ≤ 13,017 (58)
Уравнение, характеризующее третье ограничение (заданную производительность станка) для точения, будет иметь вид:
1n(n) + 1n(1000S) ≥ 1n = b3, (59)
где L – длина рабочего хода инструмента, мм.
LPX = l + y, (60)
где l = 595 – длина резания, мм;
у = 3 – величина врезания резца, мм.
LPX = 595 + 3=598 мм (61)
Продолжительность цикла работы станка выражается следующей формулой:
, (53)
где КЗ – коэффициент загрузки станка, принимается в зависимости от типа производства. В нашем случае обработка осуществляется в условиях среднесерийного производства. Для этого типа производства K3 = 0,75…0,85.
rR =1 – число деталей, обрабатываемых одновременно на одной позиции;
R – заданная производительность станка, шт/ч;
tВ – вспомогательное время, мин.
Время цикла можно выразить и таким образом:
ТЦ = ТО + ТВ.Н, (54)
где ТО =0,4477 – основное технологическое время, мин [12];
ТВ.Н – вспомогательное неперекрываемое время, мин по [12, с. 101–105; 197–221].
Сумма всех вспомогательных неперекрываемых времён при работе, состоит из затрат на отдельные приёмы ТBH.
ТBH = ТУС + ТЗО + ТУП + ТИЗ, (62)
где ТУС – время на установку и снятие детали, мин;
ТЗО – время на закрепление и открепление детали, мин;
ТУП – время на приёмы управления, мин;
ТИЗ – время на измерение детали, мин.
При определении ТBH используем сведения и нормативную информацию, приведённую в [12, с. 101–105; 197–221].
Тус = 0,08 мин, (63)
Тзо = 0,024 мин, (64)
Туп = 2∙0,01+0,025=0,045 мин, (65)
Тиз = 0,12 мин, (66)
ТBH = 0,08 +0,024 +0,045 + 0,12=0,269, (67)
ТЦ = ТО + ТВ.Н=0,1049 + 0,269=0,3739 мин. (54)
Тогда из формулы (53) зададимся производительностью станка:
шт/ч. (54)
Коэффициент загрузки станка принимается в зависимости от типа производства. В нашем случае обработка осуществляется в условиях среднесерийного производства. Для этого типа производства K3 = 0,75…0,85.
b3 = 1n = 12,23. (68)
Уравнение третьего ограничения:
Х1 + Х2 ≥ 12,23. (69)
Уравнение, характеризующее четвёртое ограничение (наименьшую скорость резания) для точения, будет иметь вид:
1n(n) ≥ 1n = b4, (70)
Первая часть уравнения в скобках характеризует выбор минимальной скорости резания исходя из вида обработки и условий обработки. Так как для обработки применяется твердосплавный инструмент, то целесообразность использования наступает от скорости резания Vmin = 50м/мин [11], тогда частота вращения шпинделя, соответствующая обработке нашей детали при принятой минимальной скорости nmin, мин-1, определится по формуле
nmin = = 482,3 мин-1, (71)
По паспорту станка наименьшая частота вращения шпинделя nmin = 12,5 мин-1. Соответственно лимитирующей частотой вращения будет частота, соответствующая скорости Vmin = 50 м/мин и коэффициент рассчитаем по формуле
b4 = 1n = 6,18, (72)
Уравнение четвертого ограничения будет иметь вид:
Х1 ≥ 6,18. (73)
Получим значения, соответствующие пятому ограничению. Рассмотрим общее уравнение, учитывающее и максимальную скорость резания исходя из режущих способностей твердосплавного инструмента, и максимальную скорость резания, которую можно получить для данных условий обработки исходя из кинематики станка.
1n(n) ≥ 1n = b5, (74)
Как правило, теплостойкость твердосплавного инструмента достаточно высока и главным ограничивающим фактором при выборе верхнего предела скорости резания при расчёте данного ограничения является наибольшая частота вращения по станку nст.max. По паспорту станка наибольшая частота вращения шпинделя nст.max = 1600 мин-1.
1n(n) ≤ 1n(nCT.max) = b5, (75)
b5 = 1n(1600) = 7,38, (76)
Уравнение пятого ограничения будет иметь вид:
Х1 ≤ 7,38. (77)
Уравнение, характеризующее шестое ограничение (прочность механизма подачи станка) для точения, будет иметь вид:
nS • 1n(n) + YS • 1n(1000S) ≤ 1n = b6 (78)
Согласно паспорту станка наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи РCT.ДОП = 5884 Н.
Согласно [4, таблица 22], для СS = 339; ХS = 1,0; УS = 0,5; nS = -0,4.
Общий поправочный коэффициент КX определим по формуле
KS = Kmp • Kjp • Kγp • Kλp • Krp , (79)
КMP = 0,8878; Kφp = 0,94; Kγp = 1,0; Kλp = 1; Krp = 1,0; KS = 1.
b6 = 1n = 0,29. (80)
Уравнение шестого ограничения будет иметь вид:
-0,4Х1 + 0,5Х2 ≤ 0,29 (81)
Уравнение, характеризующее седьмое ограничение (наименьшая подача, допускаемая кинематикой станка по паспарту [7]) для точения, будет иметь вид:
1n(1000S) ≥ 1n(SCT.min • 1000) = b7, (82)
b7 = 1n(0,05 • 1000) = 3,91. (83)
Уравнение седьмого ограничения будет иметь вид:
Х2 ≥ 3,91 (84)
Уравнение, характеризующее восьмое ограничение (наибольшая подача, допускаемая кинематикой станка по паспарту [7]) для точения, будет иметь вид:
1n(1000S) ≤ 1n(SCT.mах • 1000) = b8, (85)
b8 = 1n(2,8 • 1000) = 7,94. (86)
Уравнение восьмого ограничения:
X2 ≤ 7,94 (87)
Уравнение, характеризующее девятое ограничение (наибольшая подача, допустимая требованиями, предъявляемыми к шероховатости обработанной поверхности) для точения, будет иметь вид:
1n(1000S) ≤ 1n( = b9, (85)
где Сн – коэффициент, характеризующий условия обработки, Сн =0,008 [12];
Hmax – максимальная высота микронеровностей поверхности, Hmax= 38 [12];
r – радиус закругления при вершине резца, r=1,5 [4];
t – глубина резания, t= 4[4];
φ – главный угол в плане резца, φ = 150 [4];
φ1 – вспомогательный угол в плане резца, φ1=750 [4];
y – показатель степени, y=1,4 [4];
u – показатель степени, u=0,7 [4];
x – показатель степени, x=0,3 [4];
z – показатель степени, z=0,35 [4];
b9 = 1n( ) = 9,8. (86)
Уравнение девятого ограничения:
X2 ≤ 9,8 (87)
В результате произведённых расчётов мы получили систему уравнений характеризующих процесс резания для данных условий обработки.
Х1 + 0,35Х2 ≤ 14,091,
0,85Х1 + 0,75Х2 ≤ 13,017,
Х1 + Х2 ≥ 12,23,
Х1 ≥ 6,18,
Х1 ≤ 7,38, (88)
-0,4Х1 + 0,5Х2 ≤ 0,29,
Х2 ≥ 3,91,
X2 ≤ 7,94,
X2 ≤ 9,8,
Целевая функция имеет вид:
f(x)=Х1 + Х2 → max (89)
Найдем графически оптимальные значения Х1 и Х2.
Рисунок 2.7 – Графическое изображение математической модели процесса резания
Из графика Х1опт = 7,38; Х2опт = 6,484.
Теперь найдем оптимальные значения Х1 и Х2 в табличном процессоре Microsoft Excel 2010 при помощи средства анализа “Поиск решения”.
Рисунок 2.8 – Оптимальные значения Х1 и Х2 в табличном процессоре Microsoft Excel 2010 при помощи средства анализа “Поиск решения”
Полученные графически оптимальные значения Х1 и Х2 полностью соответствуют оптимальным значениям Х1 и Х2 полученным в табличном процессоре Microsoft Excel 2010 при помощи средства анализа “Поиск решения”.
Соответствие оптимальных значений Х1 и Х2 полученных графическим путем и через средство анализа “Поиск решения” видно при сравнении рисунков 2.7 и 2.8 .
Максимальное значение целевой функции при пересечении области значений: Х1опт = 7,38, Х2опт = 6,484.
Оптимальную частоту вращения шпинделя nопт, определим по формуле
nопт = ех1 = 1603,6 мин –1 (90)
Оптимальную подачу Sо, определим по формуле
S0=ex2/1000=0,65 мм/об (91)
Полученные значения режимов резания являются оптимальными для заданных исходных данных. Так как обработка производится на станке с ступенчатым регулирование, то полученные значения режимов резания округляем до станочных значений.
Определение оптимальных режимов обработки детали Вал на токарно-винторезном станке 16К20П
Исходными данными для настройки на обработку токарно-винторезным станком 16К20П является чертеж детали, выданный преподавателем с указанием обрабатываемой поверхности.
Рисунок 2.6 – Чертеж детали с указанием обрабатываемой поверхности для настройки станка 16К20П
Таблица 2.2 – Исходные данные
Диаметр заготовки D, мм Диаметр после обработки d, мм Длина обработки B, мм Обрабатываемый материал Твёрдость обрабатываемого материала НВ Способ установки Материал режущей части Угол φ1 Вид обработки Модель станка
33 25 18,7 Сталь 45 179 В центрах Т15К6 75º Черновая 16К20П
Определение оптимальных режимов обработки
Глубину резания t, (в миллиметрах), определим по формуле
мм, (43)
где D – диаметр заготовки;
d – диаметр после обработки.
Для определения наивыгоднеших (оптимальных) режимов резания введем ряд следующих ограничений:
– режущие возможности инструмента;
– мощность электродвигателя привода главного движения;
– заданную производительность станка;
– наименьшую возможную скорость резания;
– наибольшую частоту вращения шпинделя;
– наибольшую подачу, допустимую прочностью и жесткостью станка;
– наименьшую подачу, допускаемую кинематикой станка;
– наибольшую подачу, допустимую кинематикой станка;
– наибольшую подачу, допустимую требованиями, предъявляемыми к шероховатости обработанной поверхности.
Таким образом, при расчете оптимальных режимов резания необходимо учитывать минимум ограничений, которые оказалось невозможно или нецелесообразно устранить.
Данные ограничения выбираем так, как их невозможно или нецелесообразно устранить организационно, и они оказывают самое большое влияние при процессе резания. От них напрямую зависит качество обработанной поверхности, шероховатость и выбор оптимальных режимов резания. Существует еще несколько ограничений: прочность режущего инструмента и жёсткость технологической системы. Эти ограничения мы устраним организационно. Для повышения жесткости обработки мы будем использовать люнет. Для устранения ограничения по прочности режущего инструмента мы будем использовать инструмент с сечением достаточным для обеспечения обработки на максимальных условиях обработки.
Кроме перечисленных, на выбор режимов резания влияют и другие ограничения: жесткость приспособления и обрабатываемой детали, вибрации при резании, нагрев детали, усилие закрепления детали и ряд других. Многие из этих ограничений могут быть устранены при проектировании станка или технологического процесса, часть же ограничений в настоящее время еще недостаточно хорошо изучена, не поддается расчету и устраняется при экспериментальной проверке режимов резания.
Важнейшим и решающим ограничением является заданная производительность станка или линии, так как никакой режим не может быть признан оптимальным, если он не обеспечивает требуемой производительности.
Выбранные технические ограничения, отражающие с определенной точностью физический процесс резания в совокупности с критерием оптимальности, позволяют построить математическую модель процесса резания.
Критерием оптимальности целесообразно принять основное технологическое время.
Для обработки выбираем резец проходной L = 125 сечением державки 4032 мм с углом φ1 = 750, γ = 60, α = 150, r = 1,5 мм по ГОСТ 18878-73 оснащённый твердосплавной пластиной Т15К6 как в подразделе 2.3.
Уравнение, характеризующее первое ограничение для точения, выводится как и все последующие ограничения, следующем образом [11]: экономическая скорость резания, то есть скорость, соответствующая экономической стойкости, учитывая режущие возможности инструмента, экономику производства и организацию инструментального хозяйства, определяется для резцов при наружном продольном и поперечном точении по формуле:
. (35)
Так как при точении всех видов показатели степеней zv, uv, rv равны нулю, а поправочный коэффициент КНБ=200 [11], то получаем формулу:
, (36)
где m – показатель степени при Тэк;
Сv – постоянный коэффициент, учитывающий влияние на скорость резания обрабатываемого материала и другие факторы;
Кv – общий поправочный коэффициент, характеризующий условия обработки;
D – диаметр инструмента или места обработки, мм;
Тэк – расчетная экономическая стойкость инструмента, мин;
t – глубина резания, мм;
s – подача на оборот, мм/зуб;
HБ – твердость материала заготовки по Бринеллю;
xv, yv, zv, nv, uv, rv – показатели степеней при переменных в формуле скорости резания.
Скорость резания, определяемая кинематикой станка, выражается формулой:
м/мин, (34)
где n – число оборотов изделия или инструмента, мин-1.
Приравнивая правые части формул (35) и (34), получаем:
= . (35)
Выделим в левую часть уравнения элементы режима резания, подлежащие определению:
= (36)
Для приведения полученных уравнений и неравенств технических ограничений и критерия оптимальности к линейным формам необходимо их логарифмировать.
Так как входящие в уравнения величины s, t в ряде случаев имеют значения порядка 0,01…0,1 мм, и им будут соответствовать отрицательные логарифмы. Для того чтобы исключить возможность появления отрицательных логарифмов, умножим уравнение на 1000 и произведем соответствующие преобразования.
= (37)
Логарифмируем правые и левые части полученного уравнения. В результате получаем:
, будет иметь вид:
, (44)
где Т – период стойкости наибольшей производительности, мин;
CV – постоянный коэффициент, зависящий от условий обработки;
m, х, у – показатели степеней;
КV – общий поправочный коэффициент;
D – диаметр обработки, мм.
Согласно [4, таблица 17], для CV = 350, m = 0,2; х = 0,15; у = 0,35.
Период стойкости соответствующий наибольшей производительности Т, мин, определим по формуле
Tпр.max = (μ – 1) • tСМ (45)
где μ – величина, обратная показателю относительной стойкости m. Для случая, когда в качестве инструментального материала принимается твёрдый сплав, а в качестве обрабатываемого материала выступает сталь по [11], таблица 4.1] принимаем m = 0,2;
tСМ – время на смену затупленного инструмента, затрачиваемое за период его стойкости, мин. Для проходного твердосплавного резца tСМ = 3 мин [11], тогда
Tпр.max = (5 – 1) • 3 = 12 мин. (46)
Общий поправочный коэффициент для скорости резания КV, определим по формуле
KV=Kmv • Knv • Kuv, (47)
где Kмv – коэффициент, учитывающей влияние материала заготовки,
Kпv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
Kuv – коэффициент, учитывающий материал инструмента.
(48)
где КГ – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, по [4, таблица 2] при обработке стали 40Х твердосплавным инструментом КГ = 1;
σв- придел текучести [12].
. (49)
По [4, таблица 5] исходя из того, что обрабатываемой заготовкой является прокат с коркой Knv = 0,9.
По [4, таблице 6] при обработке стали 45 инструментом, оснащенным пластиной твёрдого сплава Т15К6 Kuv = 1.
KV = 1,17 • 0,9 • 1 = 1,0547, (50)
b1 = 1n =14,091. (51)
Обозначив через х1 = ln (n), x2 = ln (1000 S), получим следующее уравнение.
Уравнение первого ограничения:
Х1 + 0,35Х2 ≤ 14,091. (52)
Согласно исходным данным для обработки применяется станок 16К20П с наибольшей длиной обработки 1000 мм и мощностью привода главного движения Nn = 11 кВт; коэффициент полезного действия привода главного движения станка η = 0,8.
Уравнение, характеризующее второе ограничение для точения, будет иметь вид:
(nZ + 1)1n(n) + YZ • 1n(1000S) ≤ 1n = b2 (53)
Согласно [4, таблица 22] , для CZ = 300, х = 1, у = 0,75, nz = -0,15.
Общий поправочный коэффициент КPZ, определим по формуле
KPZ = Kmp • Kφp • Kγp • Kλp • Krp, (54)
где Kmp – коэффициент, учитывающей влияние материала заготовки;
Kφp – коэффициент, учитывающий влияние значения главного угла в плане;
Kγp – коэффициент, учитывающий влияние значения переднего угла;
Kλp – коэффициент, учитывающий влияние значения угла наклона главного лезвия.
Kmp = = 0,8878, (55)
где σв- придел текучести [12];
n – показатель степени [4].
По [4, таблица 23] Kφp = 0,94; Kγр = 1,0; Kλр = 1.
КPZ = 0,8878 • 0,94 • 1 • 1 = 0,8345, (56)
b2 = 1n = 13,017. (57)
Уравнение второго ограничения:
0,85Х1 + 0,75Х2 ≤ 13,017 (58)
Уравнение, характеризующее третье ограничение (заданную производительность станка) для точения, будет иметь вид:
1n(n) + 1n(1000S) ≥ 1n = b3, (59)
где L – длина рабочего хода инструмента, мм.
LPX = l + y, (60)
где l = 595 – длина резания, мм;
у = 3 – величина врезания резца, мм.
LPX = 595 + 3=598 мм (61)
Продолжительность цикла работы станка выражается следующей формулой:
, (53)
где КЗ – коэффициент загрузки станка, принимается в зависимости от типа производства. В нашем случае обработка осуществляется в условиях среднесерийного производства. Для этого типа производства K3 = 0,75…0,85.
rR =1 – число деталей, обрабатываемых одновременно на одной позиции;
R – заданная производительность станка, шт/ч;
tВ – вспомогательное время, мин.
Время цикла можно выразить и таким образом:
ТЦ = ТО + ТВ.Н, (54)
где ТО =0,4477 – основное технологическое время, мин [12];
ТВ.Н – вспомогательное неперекрываемое время, мин по [12, с. 101–105; 197–221].
Сумма всех вспомогательных неперекрываемых времён при работе, состоит из затрат на отдельные приёмы ТBH.
ТBH = ТУС + ТЗО + ТУП + ТИЗ, (62)
где ТУС – время на установку и снятие детали, мин;
ТЗО – время на закрепление и открепление детали, мин;
ТУП – время на приёмы управления, мин;
ТИЗ – время на измерение детали, мин.
При определении ТBH используем сведения и нормативную информацию, приведённую в [12, с. 101–105; 197–221].
Тус = 0,08 мин, (63)
Тзо = 0,024 мин, (64)
Туп = 2∙0,01+0,025=0,045 мин, (65)
Тиз = 0,12 мин, (66)
ТBH = 0,08 +0,024 +0,045 + 0,12=0,269, (67)
ТЦ = ТО + ТВ.Н=0,1049 + 0,269=0,3739 мин. (54)
Тогда из формулы (53) зададимся производительностью станка:
шт/ч. (54)
Коэффициент загрузки станка принимается в зависимости от типа производства. В нашем случае обработка осуществляется в условиях среднесерийного производства. Для этого типа производства K3 = 0,75…0,85.
b3 = 1n = 12,23. (68)
Уравнение третьего ограничения:
Х1 + Х2 ≥ 12,23. (69)
Уравнение, характеризующее четвёртое ограничение (наименьшую скорость резания) для точения, будет иметь вид:
1n(n) ≥ 1n = b4, (70)
Первая часть уравнения в скобках характеризует выбор минимальной скорости резания исходя из вида обработки и условий обработки. Так как для обработки применяется твердосплавный инструмент, то целесообразность использования наступает от скорости резания Vmin = 50м/мин [11], тогда частота вращения шпинделя, соответствующая обработке нашей детали при принятой минимальной скорости nmin, мин-1, определится по формуле
nmin = = 482,3 мин-1, (71)
По паспорту станка наименьшая частота вращения шпинделя nmin = 12,5 мин-1. Соответственно лимитирующей частотой вращения будет частота, соответствующая скорости Vmin = 50 м/мин и коэффициент рассчитаем по формуле
b4 = 1n = 6,18, (72)
Уравнение четвертого ограничения будет иметь вид:
Х1 ≥ 6,18. (73)
Получим значения, соответствующие пятому ограничению. Рассмотрим общее уравнение, учитывающее и максимальную скорость резания исходя из режущих способностей твердосплавного инструмента, и максимальную скорость резания, которую можно получить для данных условий обработки исходя из кинематики станка.
1n(n) ≥ 1n = b5, (74)
Как правило, теплостойкость твердосплавного инструмента достаточно высока и главным ограничивающим фактором при выборе верхнего предела скорости резания при расчёте данного ограничения является наибольшая частота вращения по станку nст.max. По паспорту станка наибольшая частота вращения шпинделя nст.max = 1600 мин-1.
1n(n) ≤ 1n(nCT.max) = b5, (75)
b5 = 1n(1600) = 7,38, (76)
Уравнение пятого ограничения будет иметь вид:
Х1 ≤ 7,38. (77)
Уравнение, характеризующее шестое ограничение (прочность механизма подачи станка) для точения, будет иметь вид:
nS • 1n(n) + YS • 1n(1000S) ≤ 1n = b6 (78)
Согласно паспорту станка наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи РCT.ДОП = 5884 Н.
Согласно [4, таблица 22], для СS = 339; ХS = 1,0; УS = 0,5; nS = -0,4.
Общий поправочный коэффициент КX определим по формуле
KS = Kmp • Kjp • Kγp • Kλp • Krp , (79)
КMP = 0,8878; Kφp = 0,94; Kγp = 1,0; Kλp = 1; Krp = 1,0; KS = 1.
b6 = 1n = 0,29. (80)
Уравнение шестого ограничения будет иметь вид:
-0,4Х1 + 0,5Х2 ≤ 0,29 (81)
Уравнение, характеризующее седьмое ограничение (наименьшая подача, допускаемая кинематикой станка по паспарту [7]) для точения, будет иметь вид:
1n(1000S) ≥ 1n(SCT.min • 1000) = b7, (82)
b7 = 1n(0,05 • 1000) = 3,91. (83)
Уравнение седьмого ограничения будет иметь вид:
Х2 ≥ 3,91 (84)
Уравнение, характеризующее восьмое ограничение (наибольшая подача, допускаемая кинематикой станка по паспарту [7]) для точения, будет иметь вид:
1n(1000S) ≤ 1n(SCT.mах • 1000) = b8, (85)
b8 = 1n(2,8 • 1000) = 7,94. (86)
Уравнение восьмого ограничения:
X2 ≤ 7,94 (87)
Уравнение, характеризующее девятое ограничение (наибольшая подача, допустимая требованиями, предъявляемыми к шероховатости обработанной поверхности) для точения, будет иметь вид:
1n(1000S) ≤ 1n( = b9, (85)
где Сн – коэффициент, характеризующий условия обработки, Сн =0,008 [12];
Hmax – максимальная высота микронеровностей поверхности, Hmax= 38 [12];
r – радиус закругления при вершине резца, r=1,5 [4];
t – глубина резания, t= 4[4];
φ – главный угол в плане резца, φ = 150 [4];
φ1 – вспомогательный угол в плане резца, φ1=750 [4];
y – показатель степени, y=1,4 [4];
u – показатель степени, u=0,7 [4];
x – показатель степени, x=0,3 [4];
z – показатель степени, z=0,35 [4];
b9 = 1n( ) = 9,8. (86)
Уравнение девятого ограничения:
X2 ≤ 9,8 (87)
В результате произведённых расчётов мы получили систему уравнений характеризующих процесс резания для данных условий обработки.
Х1 + 0,35Х2 ≤ 14,091,
0,85Х1 + 0,75Х2 ≤ 13,017,
Х1 + Х2 ≥ 12,23,
Х1 ≥ 6,18,
Х1 ≤ 7,38, (88)
-0,4Х1 + 0,5Х2 ≤ 0,29,
Х2 ≥ 3,91,
X2 ≤ 7,94,
X2 ≤ 9,8,
Целевая функция имеет вид:
f(x)=Х1 + Х2 → max (89)
Найдем графически оптимальные значения Х1 и Х2.
Рисунок 2.7 – Графическое изображение математической модели процесса резания
Из графика Х1опт = 7,38; Х2опт = 6,484.
Теперь найдем оптимальные значения Х1 и Х2 в табличном процессоре Microsoft Excel 2010 при помощи средства анализа “Поиск решения”.
Рисунок 2.8 – Оптимальные значения Х1 и Х2 в табличном процессоре Microsoft Excel 2010 при помощи средства анализа “Поиск решения”
Полученные графически оптимальные значения Х1 и Х2 полностью соответствуют оптимальным значениям Х1 и Х2 полученным в табличном процессоре Microsoft Excel 2010 при помощи средства анализа “Поиск решения”.
Соответствие оптимальных значений Х1 и Х2 полученных графическим путем и через средство анализа “Поиск решения” видно при сравнении рисунков 2.7 и 2.8 .
Максимальное значение целевой функции при пересечении области значений: Х1опт = 7,38, Х2опт = 6,484.
Оптимальную частоту вращения шпинделя nопт, определим по формуле
nопт = ех1 = 1603,6 мин –1 (90)
Оптимальную подачу Sо, определим по формуле
S0=ex2/1000=0,65 мм/об (91)
Полученные значения режимов резания являются оптимальными для заданных исходных данных. Так как обработка производится на станке с ступенчатым регулирование, то полученные значения режимов резания округляем до станочных значений.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)