Расчет режимов резания
При назначении режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования. При расчете режимов резания устанавливают глубину резания, минутную подачу, скорость резания. Приведем пример расчета режимов резания для двух операций. Для остальных операций режимы резания назначаем согласно [5], т.2,стр. 265-303. 010 . Точение черновое (Ø24) Модель стана 1П365, обрабатываемый материал – сталь 45, материал инструмента СТ 25. 1. Обоснование марки материала и геометрии режущей части. Резец оснащен твердосплавной пластиной СТ 25 (Al2O3+TiCN+T15K6+TiN). Применение твердосплавной пластины, которая не нуждается в переточке, снижает затраты времени на смену инструмента, кроме того, основой данного материала является улучшенный Т15К6, что существенно повышает износостойкость и температуростойкость СТ 25. Геометрия режущей части. Все параметры режущей части выбираем из источника [5] Проходной резец: α= 8°, γ = 10°, β = +3º, f = 45°, f1 = 5°. 2. Марка СОЖ: 5%-ая эмульсия. 3. Глубина резания соответствует величине припуска, так как припуск снимается за один поход. t = 2,8 мм. 4. Расчетная подача определяется исходя из требований шероховатости ([5],стр.266) и уточняется по паспорту станка. S = 0,5 об/мин. 5. Стойкость [5],стр.268. Т = 50 мин. 6. Расчетная скорость резания определяется из заданной стойкость, подачи и глубины резания из [1],стр.265.
где Сv , х , m, у – коэффициенты [ 5 ],стр.269; Т – стойкость инструмента, мин; S – подача, об/мм; t – глубина резания, мм; Кv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки.
Кv = Кмv ∙Кпv ∙Киv,
Кмv – коэффициент, учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала на скорость резания; Кпv = 0,8 – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания; Киv = 1 – коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.
Кмv = Кг∙ ,
где Кг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.
Кмv = 1∙ Кv = 1,25 ∙0,8 ∙1 = 1,
7. Расчетная частота вращения.
где D – обрабатываемый диаметр детали, мм; VР – расчетная скорость резания, м/ мин.
По паспорту станка принимаем n = 1500 об/мин. 8. Фактическая скорость резания.
где D - обрабатываемый диаметр детали, мм; n – частота вращения, об/мин.
9. Тангенциальную составляющую силы резания Pz, H определяем по формуле источника [5], с.271.
РZ = 10∙Ср∙tх∙Sу∙Vn∙Кр,
гдеРZ – сила резания, Н; Ср, х, у, n – коэффициенты [5], стр.273; S – подача, мм/об; t – глубина резания, мм; V – скорость резания, об/мин; Кр– поправочный коэффициент (Кр= Кмр∙К jр∙К gр∙Кlр, – численные значения этих коэффициентов из [5], стр.264, 275).
Кр = 0,846∙1∙1,1∙0,87 = 0,8096. РZ = 10∙300∙2,8∙0,50,75∙113-0,15∙0,8096 = 1990 Н.
10. Мощность из [5],стр.271.
,
где РZ – сила резания, Н; V – скорость резания, об/мин.
.
Мощность электродвигателя станка 1П365 составляет 14 квт, поэтому мощность привода станка достаточна:
Nрез.< Nст. 3,67 кВт <14 кВт.
035. Сверлильная Сверление отверстия Ø8 мм. Модель станка 2550Ф2, обрабатываемый материал – сталь 45, материал инструмента Р6М5. Обработка ведется за один проход. 1. Обоснование марки материала и геометрии режущей части. Материал режущей части инструмента Р6М5. - твердость 63…65 HRCэ, - предел прочности на изгиб sп = 3,0 ГПа, - предел прочности на растяжение sв = 2,0 ГПа, - предел прочность на сжатие sсж = 3,8 ГПа, Геометрия режущей части: w =10°– угол наклона винтового зуба; f = 58° - главный угол в плане, a = 8° - задний затачиваемый угол. 2. Глубина резания t = 0,5∙D = 0,5∙8 = 4 мм. 3. Расчетная подача определяется исходя из требований шероховатости [5].с 266 и уточняется по паспорту станка. S = 0,15 об/мин. 4. Стойкость [5]с. 270. Т = 25 мин. 5. Расчетная скорость резания определяется из заданной стойкость, подачи и глубины резания.
где Сv , х , m, у – коэффициенты [5], с.278. Т – стойкость инструмента, мин. S – подача, об/мм. t – глубина резания, мм. КV – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, состояние поверхности, материал инструмента и т.д.
6. Расчетная частота вращения.
,
где D – обрабатываемый диаметр детали, мм. Vр – расчетная скорость резания, м/ мин.
По паспорту станка принимаем n = 1000 об/мин. 7. Фактическая скорость резания.
где D - обрабатываемый диаметр детали, мм. n - частота вращения, об/мин.
.
8. Крутящий момент
Мкр = 10∙СМ∙ Dq ∙ Sу ∙Кр.
где СМ, q, у, Kр, – коэффициенты [5], с.281. S – подача, мм/об. D – диаметр сверления, мм.
Мкр = 10∙0,0345∙ 82 ∙ 0,150,8 ∙0,92 = 4,45 Н∙м.
9. Осевая сила Ро, Н по [5], с. 277;
Ро = 10∙СР·Dq·Sy·КР,
где СР, q, у, Kр, – коэффициенты [5] с.281.
Ро = 10∙68·81·0,150,7·0,92 = 1326 Н.
9. Мощность резания.
гдеМкр - крутящий момент, Н∙м. V – скорость резания, об/мин.
0,46 кВт < 7 кВт. Мощность станка достаточна для заданных условий обработки. 040. Шлифовальная Модель станка 3Т160, обрабатываемый материал – сталь 45, материал инструмента – нормальный электрокорунд 14А. Врезное шлифование периферией круга. 1. Марка материала, геометрия режущей части. Выбираем круг: ПП 600×80×305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424-83. 2. Глубина резания t = 0,04 мм. 3. Радиальная подача Sр, мм/об определяем по формуле из источника [5], с. 301, табл. 55. SР = 0,005 мм/об. 4. Скорость круга VК, м/с определяем по формуле из источника [5], стр. 79:
где DК - диаметр круга, мм; DК = 300 мм; nК = 1250 об/мин – частота вращения шлифовального шпинделя.
5. Расчетную частоту вращения заготовки nз.р, об/мин определим по формуле из источника [5], с.79.
где VЗ.Р – выбранная скорость заготовки, м/мин; VЗ.Р определим по табл. 55, стр. 301 [5]. Примем VЗ.Р = 40 м/мин; dЗ – диаметр заготовки, мм;
6. Эффективная мощность N, кВт определим по рекомендации в источнике [5] стр. 300: при врезном шлифовании периферией круга
где коэффициент CN и показатели степеней r, y, q, z приведены в [5], табл. 56, стр. 302; VЗ.Р – скорость заготовки, м/мин; SP – радиальная подача, мм/об; dЗ – диаметр заготовки, мм; b – ширина шлифования, мм равна длине шлифуемого участка заготовки; b = 22 мм;
Мощность электродвигателя станка 3Т160 составляет 17 кВт, поэтому мощность привода станка достаточна: Nрез< Nшп 1,55 кВт < 17 кВт.
Нормирование операций
Расчетно-технологические нормы времени определяются расчетным путем. Существуют, норма штучного времени ТШТ и норма времени калькуляционная. Калькуляционная норма определяется по формуле на стр. 46, [9]:
где Тшт – норма штучного времени, мин; Тп.з. – подготовительно-заключительное время, мин; n - количество деталей в партии, шт. Норма штучного времени определяется по формуле:
Тшт = tосн + tвсп + tобсл + tпер,
где tосн – основное технологическое время, мин; tвсп – вспомогательное время, мин; tобсл – время обслуживания рабочего места, мин; tпер – время перерывов и отдыха, мин. Основное технологическое время для токарных, сверлильных операций определяется по формуле на стр. 47, [9]:
, мин,
гдеL – расчетная длина обработки, мм; - число проходов; Sмин – минутная подача инструмента; а - число одновременно обрабатываемых деталей. Расчетная длина обработки определяется по формуле:
L = Lрез + l1 + l2 + l3.
гдеLрез – длина резания, мм; l1 – длина подвода инструмента, мм; l2 – длина врезания инструмента, мм; l3 – длина перебега инструмента, мм. Время обслуживания рабочего места определяется по формуле:
tобсл = tтехн.обсл + tорг.обсл,
гдеtтехн.обсл – время технического обслуживания, мин; tорг.обсл – время организационного обслуживания, мин. ,
где - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем .
,
где - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем . Время на перерыв и отдых определяется по формуле:
,
где - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем . Приведем расчет норм времени для трех различных операций 010 Токарная Предварительно определим расчетную длину обработки. l1, l2, l3 определим по данным табл.3.31 и 3.32 на стр.85 [3]. L = 12 + 6 +2 = 20 мм. Минутная подача
Sмин = Sоб∙n, мм/мин,
где Sоб – оборотная подача, мм/об; n – число оборотов, об/мин. Sмин = 0,5∙1500 = 750 мм/мин. Основное технологическое время: мин.
Вспомогательное время состоит из трех составляющих: на установку и на снятие детали, на переход, на измерение. Это время определяется по картам 51, 60, 64 на стр. 132, 150, 160 по [10]: tуст/снят = 1,2 мин; tпереход = 0,03 мин; tизм = 0,12 мин;
tвсп = 1,2 + 0,03 + 0,12 = 1,35 мин.
Время технического обслуживания
мин.
Время организационного обслуживания
мин.
Время перерывов
мин.
Норма штучного времени на операцию:
Тшт = 0,03 + 1,35 + 0,09 + 0,07 = 1,48 мин.
035 Сверлильная Сверление отверстия Ø8 мм. Определим расчетную длину обработки.
L = 12 + 10,5 + 5,5 = 28 мм.
Минутная подача
Sмин = 0,15∙800 = 120 мм/мин.
Основное технологическое время:
мин.
Обработка производится на станке с ЧПУ. Время цикла автоматической работы станка по программе определяется по формуле:
Тц.а = То + Тмв, мин,
гдеТо – основное время автоматической работы станка, То = tосн; Тмв – машинно-вспомогательное время.
Тмв = Тмв.и + Тмв.х, мин,
гдеТмв.и – машинно-вспомогательное время на автоматическую смену инструмента, мин; Тмв.х – машинно-вспомогательное время на выполнение автоматических вспомогательных ходов, мин. Тмв.и определяем по приложению 47, [11]. Принимаем Тмв.х = То/20 = 0,0115 мин. Тц.а = 0,23 + 0,05 + 0,0115 = 0,2915 мин.
Норма штучного времени определяется по формуле:
,
гдеТв – вспомогательное время, мин. Определяется по карте 7, [12]; атех, аорг, аотл – время на обслуживание и отдых, определяется по [12], карта 16: атех + аорг + аотл = 8%; Тв = 0,49 мин.
мин.
040. Шлифовальная Определение основного (технологического) времени:
,
гдеl – длина обрабатываемой части; l1 – величина врезания и перебега инструмента по карте 43, [12]; i – число проходов; S – подача инструмента, мм.
мин
Определение вспомогательного времени см. карту 44, [5]
Тв=0,14+0,1+0,06+0,03=0,33 мин
Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности:
,
где аобс и аотд – время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности в процентах от оперативного времени по карте 50, [5]:
аобс = 2% и аотд = 4%. мин
Определение нормы штучного времени:
Тш=То + Тв + Тобс + Тотд = 3,52 + 0,33 + 0,231 = 4,081 мин
1.11 Экономическое сравнение 2-х вариантов операций
При разработке технологического процесса механической обработки возникает задача выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки и большое разнообразие станков позволяют создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающих всем требованиям чертежа. В соответствии с положениями по оценке экономической эффективности новой техники признается наиболее выгодным тот вариант, у которого сумма текущих и приведенных капитальных затрат на единицу продукции будет минимальной. В число слагаемых суммы приведенных затрат следует включать лишь те затраты, которые изменяют свою величину при переходе на новый вариант технологического процесса. Сумму этих расходов, отнесенную к часам работы машины, можно назвать часовыми приведенными затратами . Рассмотрим следующие два варианта выполнения токарной операции, в которых обработка ведется на разных станках: 1. по первому варианту черновое обтачивание наружных поверхностей детали производится на универсальном токарно-винторезном станке модели 1К62; 2. по второму варианту черновое обтачивание наружных поверхностей детали производится на токарно-револьверном станке модели 1П365. 1. Операция 10 выполняется на станке 1К62. Величина характеризует экономичность оборудования. Меньшее значение для сопоставления станков при равной производительности свидетельствует о том, что станок более экономичен. Величина часовых приведенных затрат
,
где - основная и дополнительная заработная плата, а также начисления на соцстрах оператору и наладчику за физический час работы обслуживаемых машин, коп/ч; - коэффициент многостаночности, принимаемый по фактическому состоянию на рассматриваемом участке, принимаем М = 1; - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч; - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений: для машиностроения = 2; - удельные часовые капитальные вложения в станок, коп/ч; - удельные часовые капитальные вложения в здание, коп/ч. Основную и дополнительную заработную плату, а также отчисления на соцстрах оператору и наладчику можно определить по формуле:
, коп/ч,
где - часовая тарифная ставка станочника соответствующего разряда, коп/ч; 1,53 – суммарный коэффициент, представляющий произведение следующих частных коэффициентов: 1,3 – коэффициент выполнения норм; 1,09 – коэффициент дополнительной зарплаты; 1,077 – коэффициент отчислений на соцстрах; к – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика, принимаем к = 1,15.
Величина часовых затрат по эксплуатации рабочего места в случае понижения загрузки станка должна быть скорректирована с помощью коэффициента , если станок не может быть дозагружен. В этом случае скорректированная величина часовых затрат:
, коп/ч, где - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч; - поправочный коэффициент:
,
- удельный вес условно-постоянных затрат в часовых затратах на рабочем месте, принимаем ; - коэффициент загрузки станка.
,
гдеТШТ – штучное время на операции, ТШТ = 2,54 мин; tВ – такт выпуска, принимаем tВ = 17,7 мин; mП – принятое число станков на операции, mП = 1.
; ,
где - практические скорректированные часовые затраты на базовом рабочем месте, коп; - машино-коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка. Принимаем .
коп. коп/ч.
Капитальные вложения в станок и здание можно определить:
, коп/ч,
гдеЦ – балансовая стоимость станка, принимаем Ц = 2200.
, коп/ч,
Где F – производственна площадь, занимаемая станком, с учетом проходов:
, м2,
где - производственная площадь, занимаемая станком, м2; - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь, .
м2. коп/ч. коп/ч. коп/ч.
Стоимость механической обработки на рассматриваемой операции: , коп. коп.
2. Операция 10 выполняется на станке 1П365. Ц = 3800 руб.
м2.
ТШТ = 1,48 мин. mП = 1. М = 1. . .
коп. коп/ч. коп/ч. м2. коп/ч. коп/ч. коп.
Сопоставив варианты выполнения токарной операции на различных станках, приходим к выводу, что токарную обработку наружных поверхностей детали следует производить на токарно-револьверном станке модели 1П365. Так как себестоимость механической обработки детали ниже, чем если выполнять ее на станке модели 1К62.
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1155)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |