Разработка технологического процесса механической обработки детали «Корона» автоматической восьмипозиционной головки УГ936 (Исследовательский раздел дипломного проекта)

3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ

Для ускорения технической подготовки производства большая роль отводится использованию вычислительной техники, которая зачастую не только облегчает выполнение рутинной, однообразной работы инженера, но и позволяет найти оптимальные решения задач. В настоящее время необходимо учитывать тенденцию, более быстрой замены выпускаемой продукции, появление современного высокопроизводительного и высокоточного оборудования, при этом возникает задача не только эффективного функционирования производства, но и быстрой её переориентация на новую продукцию с соответствующей технической подготовкой производства.

Субъективные ошибки при выборе данных из таблиц, а также возможные методические ошибки могут приводить к значительным потерям не только рабочего времени технолога, но и к затратам материальных средств, живого и овеществленного труда при изготовлении продукции. Следовательно, процесс назначения режимов резания на токарную обработку рационально автоматизировать, чтобы облегчить работу технолога и исключить вероятность субъективных ошибок, в задачах, не требующих творческих усилий человека. Кроме того, автоматизация решения любой задачи предполагает предоставление набора стандартных решений, которые могут значительно облегчить обучение не подготовленного пользователя, при условии наличия в программном средстве развитой системы подсказок и пояснений.

3.1 Составление математической модели расчета режимов резания на токарных универсальных станках

Перед тем как приступить к разработке алгоритма расчета режимов резания, необходимо создать математическую модель самого процесса, при помощи математического моделирования, для изучения и выявления закономерностей процесса. Математическое моделирование основано на том, что реальные процессы в объекте моделирования описывают определенными математическими соотношениями, устанавливающими связь между входными и выходными воздействиями. Математическое моделирование, сохраняя основные черты протекающих явлений, основано на упрощении и схематизации.

Расчет режимов резания является важной задачей на уровне проектирования перехода. Он заключается в определении частоты вращения шпинделя (n), подачи (S) и глубины резания (t) на каждом рабочем ходе для заданного перехода. Режимы должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечит требуемую точность размеров и качество поверхности при наименьшей стоимости обработки.

Входными параметрами для этой задачи являются:

  вид перехода;

  форма, размеры (и их точность) обработанной поверхностей;

  характеристика используемого на переходе режущего и вспомогательного инструмента;

  характеристика модели оборудования применяемого на проектируемой операции.

Конечной целью расчета является проверка осуществимости режимов обработки по мощности резания и получение наименьшего основного времени без потери качества обработки.

Проверка осуществимости режимов обработки осуществляется в следующем порядке, согласно рекомендациям [15]:

1)  определение силы резания

 , где      – табличная сила резания, которая зависит от подачи на оборот шпинделя S_o (определяется с помощью отдельной подпрограммы) и  t глубины резания(задается в исходных данных).

К₁ – коэффициент зависящий от обрабатываемого материала, выбирается из таблицы, зависит от материала инструмента (задается в исходных данных) и обрабатываемого материала (задается в исходных данных);

К₂ – коэффициент зависящий от скорости резания (определяется с помощью отдельной подпрограммы) и переднего угла (задается в исходных данных) при точении сталей твердосплавным инструментом;

2)  расчет мощности резания

, где     V – скорость резания (определяется с помощью отдельной подпрограммы);

3)  проверка по мощности двигателя станка

, где     N_дв – Мощность двигателя (задается в исходных данных по паспорту станка);

η – КПД станка (задается в исходных данных по паспорту станка) .

4) при невыполнении условия  необходимо скорректировать режимы обработки, чтобы условие выполнялось. Для этого производят перерасчет скорости резания

;

5) по полученному значению V производим расчет числа оборотов шпинделя n и уточнение скорости V_изм, значение которой принимаем при перерасчете мощности резания

,

,

, где     d – диаметр обработки (задается в исходных данных).

Основное время определяется по следующей формуле:

, где     L_р.х. – длинна рабочего хода суппорта (определяется с помощью отдельной подпрограммы, мм);

S_o – подача на оборот шпинделя (определяется с помощью отдельной подпрограммы),  мм/об ;

n – число оборотов шпинделя в минуту (принятое значение ).

Согласно рекомендациям [15] последовательность расчета режимов резания для токарных универсальных станков состоит из следующих этапов:

1. Расчет длины рабочего хода суппорта L_р.х.,мм;

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя S_o, мм/об;

3. Определение стойкости режущего инструмента Т_р, мин;

4. Расчет скорости резания V в м/мин и числа оборотов шпинделя n, об\мин;

5. Определение силы резания P_z, Н;

6. Проверочные  расчеты по мощности резания Nрез, кВт;

7. Расчет основного машинного времени обработки t_м  в мин.