Розрахунок режимiв рiзання та визначення штучного часу на одну операцiю механiчної обробки

Наприклад:

Вихiднi даннi для обробки:

Деталь: золотник

Матерiал: 45Х14Н14В2М

НБ: 269

Заготовка: прокат

Маса деталi: 0,98 г

Маса заготовки: 1,57

Верстат моделi: 16Д20

Рiжучий iнструмент: різець прохiдний

Вимiрювальний iнструмент: ШЦ-250-01-005

Кiлькiсть деталей в партii: n=100

 

Визначаємо глибину рiзання за формулою

 

t =D – d/2, (4.5)

 

де t – глибина рiзання, мм;

D –дiаметр до обробки, мм;

d – дiаметр пiсля обробки, мм.

Прохiд 1: t =1 мм

Обираємо подачу залежно вiд марки матерiалу, шорсткостi поверхнi. Для досягнення шорсткостi поверхнi Rz =160 мкм рекомендується подача S =0,4мм/об. Визначаємо швидкiсть рiзання, допустиму рiжучими властивостями різця [9, с.265]

 

V = (Cv/T^m · t^x · s^y) · Kv, (4.6)

 

де V – швидкiсть рiзання, м/хв;

Cv – коефiцiєнт, що враховує фiзико-механiчнi властивостi сталi;

m, x, y – показники ступенiв, що залежать вiд характеру обробки, матерiалу детелi й матерiалу рiжучої частини iнструменту;

Т – перioд стiйкостi різця, хв.;

Kv – загальний поправочний коефiцiєнт, що враховує фактичнi умови рiзання [9, с.268]

Kv = K_м · K_п · K_i · K_φ· K _φ1· K_r (4.7)

 

де K_м – коефiцiент, що враховує фiзико- механiчнi властивостi сталi обробляємого матерiалу [9, с. 261,с. 262, табл.1,2];

K_п – коефiцiєнт, що враховує стан поверхнi заготовки, [9, с.263,табл.5];

K_i – коефiцiєнт, що враховує матерiал iнструмента [9, с.263, табл.6];

– коефiцiєнт, що враховує головний кут в планi [9, с.271, табл.18];

₁ – коефiцiєнт, що враховує допомiжний кут в планi [9, с.271табл.18];

K_r – коефiцiєнт, що враховує радiус при вершинi [9, с.271табл.18].

Наприклад:

 

Км = Kr·(750/ _b)ⁿ, (4.8)

 

Км = 1·(750/930)¹=0,8.

 

K_п = 0,9[9, с.263,табл.5]; K_i= 1,0[9, с.263, табл.6]; = 0,7[9, с.271табл.18];

K ₁ =0,91 [9, с.271табл.18]K_r= 0,94 [9, с.271табл.18].

 

К_v = 0,8 · 0,9 · 1,0 · 0,7 · 0,91 · 0,94 = 0,85.

 

Обираємо: Cv =350; x=0,15; y=0,35; m= 0,2 [9, с.269, табл.17];

V= 350/(60^0,2 · 1^0,15 · 0,4^0,35) · 0,85 = 136,2м/хв.

Визначаємо розрахункову частоту обертання шпинделя верстата

 

 

n = V·1000/π D, (4.9)

 

де n – частота обертання шпинделя верстата,хв^-1..;

V– швидкicть рiзання, м/хв;

D– дiаметр оброблюваної поверхнi, мм.

Наприклад:

n = 136,2·1000/3,14·20 =2168,8 об/хв.

 

Корегуємо частоту обертання шпинделя за паспортними даними верстата та встановлюємо дiйсну частоту обертання шпинделя n_д = 2000 об/хв.

Розрахунок дiйсної швидкостi рiзання

V_д= π · D · n_д/1000, (4.310)

 

де V_д – дiйсна швидкicть рiзання,м/хв;

D – дiаметр оброблюваної поверхнi,мм;

n_д – дiйсна частота обертання шпинделя,об/хв.

Наприклад:

V_д = 3,14·20·2000/1000 = 125,6 м/хв;

Розрахунок тангенцiальної сили рiзання P_z.

Сили рiзання P_z визначаємо за формулою [9, с.271]

 

P_z = 10 · Cp · t^x · s^y · Vⁿ · Kp, (4.11)

 

де P_z– сили рiзання, Н;

C_p– коефiцiєнт, що враховує фiзико-механiчнi властивостi матерiалу заготовки;

t – глибина рiзання, мм;

s – подача, мм/об;

V – швидкicть рiзання, м/хв;

n, x, y – показники ступеня;

K_p– загальний поправочний коефiцiєнт [9, с.271]

 

Kp = K_mp · K_φp· K_γp · K_γp · K_rp, (4.12)

 

де K_mp– коефiцiєнт, що враховує твердiсть матерiалу заготовки [9, с.264,табл.9]

K_mp= ( _в/750)ⁿ, [9,с.264,табл.9] (4.13)

 

де _в– межа мiцностi матерiалу заготовки, МПа; _в= 930 Мпа,

n – показник ступеня, n = 0,75.

Наприклад:

K_mp= (930/750)^0,75 = 1,15.

 

K_φp, K_γp, K_γp, K_rp – коефiцiєнти, що враховують геометрiчнi параметри різця;

K_φp= 0,89; K_γp = 1,0; K_γp = 1,0; K_rp = 1,0 [9, табл.23, с.275]

 

K_p = 1,15 · 0,89 · 1,0 · 1,0 · 1,0 = 1,02.

 

C_p=300;x=1;y=0,75; n= -0,15 (табл.22,с.273)

P_z = 10 · 300 · 1,0^1,0· М · 0,4^0,75 · 125,6^-0,15 · 1,02 = 3168Н.

 

Розрахунок необхiдної потужностi рiзання проводиться за формулою:

Наприклад:

N = P_z·Vд/1000, (4.14)

де N – потужність рiзання, кВт;

P_z – сила рiзання, Н;

V_д – швидкicть рiзання, м/хв.

 

N = 3168 · 125,6/1000 = 3,97кВт.

 

Перевiряємо, чи достатня потужнiсть двигуна верстата.

При N<N_шп обробка можлива.

 

N_шп= N_д · η, (4.15)

 

де N_шп – потужнiсть на шпинделi верстата, кВт;

N_д – потужнiсть двигуна верстата, кВт;

η – коефiцiєнт корисної дiї.

 

N_шп = 7,5 · 0,75 = 5,6 кВт.

 

Обробка можлива тому, що 3,97<5,6.

Визначаємо основний технологiчний час за формулою:

 

T_o = L/(S · n) · i, (4.16)

 

де L – шлях проходу iнструменту, мм;

S – робоча подача, мм/об;

n – частота обертання шпинделя верстата, хв^-1.

L = l + y + Δ, (4.17)

де l – довжина обороблюваноiповерхнi,мм;

y – величина врiзання, мм;

Δ – перебiг iнструмента, мм.

Тому як рiзець контурний, величина врiзання y=0, Δ=2мм.

Наприклад:

T_o = 60 + 2/0,4 · 2000 = 0,07хв;

Визначаємо штучний час:

Т _шт = (Т_о+Т_доп) , (4.18)

де Т_о– основний час,хв;

Т_доп- допомiжний час,хв;

а _орг, а _тех, а _вiдп – час на технiчне та органiзацiйне обслуговування та вiдпочинок, особистi потреби.

 

Т _доп = Т_уст + Т_пер + Т_вим, (4.19)

 

де Т_уст- час на установку та змiну деталi, хв;

Т_пер- час, пов’язанний з операцiєю, хв;

Т_вим – час контрольних вимiрювань.

Т_уст = 0,4хв [9, с. 35, карта 4];

Т_пер = 0,32хв [9, с. 65, карта 18];

Т_вим = 0,5хв [9, с.191, карта 86];

а_орг+ а_тех = 3%; а_вiдп = 4%; [9, с.70, карта 19], [9, c.203, карта 88].

Т_доп =0,4+0,32+0,5=1,22хв.

Т _шт= (0,07+1,22) =1,4хв;

Визначаємо пiдготовчо – заключний час:

Т_п.з= 14+7=21хв [9, с.70, карта 19].