Определение режимов резания и норм времени

 

a) Точение.

1. Для обработки поверхности воспользуемся проходным отогнутым резцом. Материал режущей части Р18. Так как резцом необходимо обработать ст. 3, с пределом прочности при растяжении sв.р. = 42кг/мм² [5, с34, т7]. То значение углов геометрии токарного резца будут следующие:

a = 12°; j1 = 5 - 10°

g = 25° j = 45°

Н ´ В = 25 ´ 16 [5, с103, т.34]

2. Исходя из общего припуска и характера выполняемого перехода (чистового) определяем глубину резания, мм:

t = (D – d)/ 2

D – диаметр обрабатываемой поверхности в мм;

d – диаметр обработанной поверхности в мм;

t = (40 - 38) / 2 = 1мм;

3. Выбираем табличное значение подачи S.

S = 0,4 мм/об;

4. Исходя из оптимального времени работы инструмента без переточки, выбираем стойкость инструмента Т = 60 мин [5, с96, т32] и определяем допустимую для этой стойкости скорость резания, м/мин:

V = (Сv * Кv) / (Т^m * t^хv * S^Yv),

где Сv, m, xv, Yv, постоянная и показатели степени, соответственно: 56; 0,20; 0,15; 0,20; [10, с430 т22]

Кv - поправочный коэффициент,

Кv = Кmv * Кnv * Кuv * Кjv * Кj'v * Кrv * Кqv * Кov

Кmv - качество обрабатываемого материала, 1,36

Кnv – состояние поверхности заготовки, 0,9

Кuv – материал режущей части, 1

Кjv – коэффициент главного угла в плане, 1

Кj'v – коэффициент вспомогательного угла в плане, 0,94

Кrv – коэффициент радиуса при вершине, 1

Кqv – коэффициент поперечного сечения державки, 0,97

Кov – вид обработки, 1

Кmv = 0,6(75 / sв.р.)^1,25 = 0,6 * (75/ 42) ^1,25 = 1,23

Кv = 1,23 * 0,9 * 1 * 1 * 0,94 * 1 * 0,97 * 1 = 1,016

V = (56 * 1,016) / (60^0,20 * 1^0,15 * 0,4^0,20) = 30,13 м/мин.

5. Рассчитываем частоту вращения шпинделя по допустимой скорости резания, об/мин:

n = (1000V) / (DП)

V – скорость резания, 30,13 м/мин;

D – диаметр обрабатываемой поверхности, 40мм;

n = (1000 * 30,13) / (40 * 3,14) = 239,88 об/мин;

6. Полученную расчетную частоту вращения корректируем по паспортным данным станка и рассчитываем действительную скорость резания Vд (об/мин):

Vд = (p * D * nд) /1000

nд – действительная частота вращения шпинделя (скорректированная по паспорту), 200 об/мин.

Vд = (3,14 * 40 * 200) / 1000 = 25,12 об/мин;

7. Определяем требуемую мощность станка (кВт):

N = (Pz * V) (60 * 102h)

Pz – тангенциальная составляющая силы резания, кгс

Pz = Ср * t^хр * S^yp * V^np* Кp

t – глубина резания, 1мм;

Ср – постоянная для данных условий резания, 300;

xp, yp, np – показатели степени составляющих силы резания, соответственно: 1; 0, 75; -0,15; [10, т24]

Кp – поправочный коэффициент:

Кp = Кmp * Кjp* Кgp * Кlр * Кгp

Кmp – учитывает обрабатываемый материал;

Кmp = (sв.р. / 75) np0.35 = (42 / 75)-0.15 0.35 = 1,030

Кjp, Кgp, Кlр, Кгp – учитывают влияние геометрических параметров резца на составляющие силы резания, соответственно: 1; 1; 1; 1,04;

Кp = 1,030 * 1 * 1* 1 * 1,04 = 1,072

V – скорость резания, 30,13 м/мин;

h - к.п.д. передач станка, 0,75;

Pz = 300 * 11 * 0,40,75 * 30,13-0,15 * 1,07 = 96,87 кгс

N = (96,87 * 30,13) / (60 * 102 * 0,75) = 0,635 кВт

8.  Определяем усилие подачи:

Pх = Ср * t^хр * S^yp * V^np * Кp

Ср = 339; хp = 1; yp = 0,5; np = -0,4, [10, т24];

Кp = Кmp * Кjp* Кgp * Кlр * Кгp

Кmp = (sв.р. / 75) np0.35 = (42 / 75)-0.4 0.35 = 1,08

Кjp = 1;

Кgp = 1;

Кlр = 0,85;

Кгp = 1;

Кp = 1,08 * 1 * 1* 0,85 * 1= 0,92

Pх = 339 * 11 * 0,40,5 * 30,13-0,4 * 0,92 = 50,51 кгс

Определяем радиальную составляющую силы резания:

Pу = Ср * t^хр * S^yp * V^np * Кp

Ср = 243; хp = 0,9; yp = 0,6; np = -0,13, [10, т24];

Кp = Кmp * Кjp* Кgp * Кlр * Кгp

Кmp = (sв.р. / 75) np0.35 = (42 / 75)-0.13 0.35 = 1,026

Кjp = 1;

Кgp = 1;

Кlр = 1,25;

Кгp = 1,14

Кp = 1,026 * 1 * 1 * 1,25 * 1,14 = 1,46

Pу = 243 * 10,9 * 0,40,6 * 30,13-0,13 * 1,46 = 71,28 кгс

Pz: Py: Px

96,87: 71,28: 50,51

9. Определяем основное время (мин):

То = (L * i) / (n * S)

L – длина прохода, 40мм [3, с44, т.47]

i – количество проходов, 1

n – частота вращения шпинделя, 1250 об/мин;

S – подача, 0,4 мм/об;

То = (40 * 1) / (1250 * 0,4) = 0,08 мин;

10. Вспомогательное время определяем по справочнику – мин; [9, с275]

Продольное точение и растачивание – 0,42

Твсп = 4,5 мин.

б) Сверление.

1. Материал режущей части инструмента – Р18, [5, с.145], тип – сверло спиральное Æ 16. геометрия сверла:

a = 12°;  = 4-6°;

a = 1,5 мм; l = 3мм; l1 = 1,5 мм;

2. Исходя, из диаметра просверливаемого отверстия и характера выполняемого перехода назначаем количество проходов – 1 и определяем глубину резания:

t = 0,5D

D – диаметр просверливаемого отверстия, 16мм;

t = 0,5 * 16 = 8

3. Выбираем максимальную допустимую подачу:

S = 0,1 мм/об [5, с.224, т.63]

Принятую подачу проверяем по осевой силе, допускаемой прочностью станка. Для этого определяем осевую силу:

Р0 = Ср * Dqp * S^yp * Kр

Ср, qp, ур – постоянная и показатели степени, соответственно: 37,5; 1; 0,7; [10, т32];

Кp = Кmp – поправочный коэффициент, 0,92

Р0 = 37,5 * 161 * 0,10,7 * 0,92 = 178,92 кгс

Р0 < Р0 max.

178,92 < 300

4. Назначаем период стойкости сверла: Т = 25 мин, [5, с.97, т.32]

5. Определяем скорость резания:

V = [(Cv * D^qp) / (T^m * t^xv * S^Yv)] * Кv

Cv, qp, m, xv, Yv – постоянная и показатели степени, соответственно: 7; 0,4; 0,2; 0; 0,7; [10, т32];

Кv = Кmv * Кuv * Кlv – общий поправочный коэффициент.

Кmv – коэффициент на качество обрабатываемого материала,

Кmv = Cm * (75 / sв)^nv = 0,6 * (75 / 75) ^0,9 = 0,6

Кuv – коэффициент на инструментальный материал, 0,3;

Кlv - коэффициент, учитывающий глубину просверливаемого отверстия, 1;

Кv = 0,6 * 0,3 * 1 = 0,18

V = [(7 * 16^0,4 ) / (25^0,2 * 8⁰ * 0,1^0,7)] * 0,18 = 19,79 м/мин

6. Рассчитываем частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости резания об/мин:

n = (1000 * V) / (p * D)

n = (1000 * 19,79) / 3,14 * 16 = 393,90 об/мин.

nд = 400 об/мин.

7. Определяем действительную скорость резания м/мин:

V = (p * D * nд) / 1000

V = (3,14 * 16 * 400) / 1000 = 20,096 м/мин.

8. Рассчитываем крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении, кгс/м:

M = Cm * D^qm * S^Ym * Kр

Cm, qm, Ym – постоянная и показатели степени, соответственно: 0,0345; 2; 0,8; [10, т32];

Кp = Кmp – поправочный коэффициент, 0,92

M = 0,0345 * 16² * 0,1^0,8 * 0,92 = 1,28

9. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

Nрез = (M * nд) / 975

Nрез = (M * nд) / 975 = 0,52 кВт.

10. Проверяем достаточность мощности привода станка.

Nшп = Nэ * h

Nэ – мощность электродвигателя станка, 10 кВт

h - к.п.д. станка, 0,75

Nшп = 10 * 0,75 = 7,5 кВт.

11. Определяем основное и машинное время:

Tо = L / (nд * S)

L – общая длина прохода сверла, 40 мм

Tо = 40 / (400 * 0,4) = 0,25 мин

12. Определяем вспомогательное время, связанное с переходом:

Твсп = 1,8 мин.