2. Определяем режимы резания и основное время при обработке на токарно-винторезном станке винторезной головкой. Схему обработки покажем на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Схема нарезания резьбы винторезной головкой

В качестве режущего инструмента принимаем головку самооткрывающуюся с круглыми гребенками для наружной резьбы по ГОСТ 21760-76. Типоразмер головки 5К. Головка предназначена для нарезания наружной резьбы М24-М60 мм с шагом до 4,0 мм, см. [3, карта 4.1]. В качестве материала режущей части принимаем быстрорежущую сталь Р6М5.

Табличные режимы резания для наружной резьбы М48х2 мм [3, карта 4.2]:

- V_Т =17 м/мин - скорость резания;

- n_Т =110 мин^-1 ;

- Т = 50 мин - стойкость;

- L_Т =11 м – длина нарезанной резьбы до отказа головки;

- М_К =92 Нм - крутящий момент;

- N_Т =1,7 кВт – мощность резания.

Частоту вращения заготовки уточняем по паспорту станка. Ближайшее меньшее значение для станка 16К20: п_П = 100 мин^-1 .

Тогда действительная скорость резания

V_Д=π·D· n_П /1000=π·48·100/1000=15,0,7 м/мин

Основное время [3, с.93, формула (п. 35)]:

t₀ =(l+l₁)· /n_П ·Р,

где l – длина нарезаемого участка, мм;

l₁ – длина подвода и врезания инструмента, мм;

n_П – паспортное значение частоты вращения шпинделя, мин^-1;

Р – шаг резьбы, мм.

L=55 мм – по условию

l₁, см. рисунок 2.2; принимаем l₁ =6 мм

t₀ =(55+6) / 100·2,0=0,31 мин

Время обработки партии заготовок (N=2000 шт.)

Т₀ = t₀ · N=0,31·2000=620 мин=10,3ч.

Расход головок на 1000 часов основного времени [3, карта 11.5]:

Р₁₀₀₀ =17 шт (при стойкости Т=30 мин)

Расход головок на заданную партию заготовок

Р= Р₁₀₀₀ / 1000· Т₀ =17/1000·10,3=0,17 т.е. 1 головка

3. Определяем режимы резания и основное время при обработке на резьбофрезерном станке гребенчатой фрезой. Схему обработки покажем на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Схема нарезания резьбы гребенчатой фрезой

В качестве оборудования принимаем резьбофрезерный станок 5К63, на котором возможно получать наружные резьбы до 100 мм, внутренние – до 80 мм, шаг резьбы 1…6 мм, пределы чисел оборотов шпинделя фрезы – 75 – 375 мин^-1 (8 скоростей).

В качестве режущего инструмента принимаем резьбовую гребенчатую насадную фрезу по ГОСТ 1336-77 со следующими параметрами: D_Ф =80 мм - диаметр; L_Ф=63 мм - длина; р=2,0 мм – шаг резьбы; Z=16 – число зубьев.

Материал режущей части - сталь Р6М5.

По [3, карта 5.1, с.36,] находим табличное значение подачи на зуб фрезы. Для заданной резьбы М30х2 рекомендуется: S_{Z TАБЛ} = 0,051 мм/зуб.

Необходимо учесть поправочные коэффициенты на подачу:

- K_SM - от обрабатываемого материала;

- K_SD – от типа фрезы;

- K_SР - от расположения резьбы;

- K_SТ - от точности резьбы.

Из [3, с.36]:

K_SM = 0,9 (сталь легированная, 150-210 НВ);

K_SD =1,1 (насадная фреза, D_Ф≥63 мм);

K_SР =0,85 (наружная резьба);

K_SТ =1,0 (резьба 6-й степени точности).

Расчетная подача на зуб

S_Z = S_{Z ТАБЛ} ·K_SM ·K_SD ·K_SР ·K_SТ = 0,051 ·0,9· 1,1·0,85·1,0 = 0,042 мм/зуб

По [3, карта 5.2, с. 37] находим:

V_Т =30 м/мин - табличное значение скорости резания при S_Z = 0,04 мм/зуб;

Т=180 мин – стойкость фрезы;

С учетом поправочного коэффициента на скорость от обрабатываемого материала K_VM=0,5(сталь легированная, 150-210 НВ) [3, с.38]:

V=V_T·K_VM =30·0,6=18 м/мин

Частота вращения фрезы

n_Ф=1000·V/π·D_Ф=1000·18/π·80=71,6 мин^-1

Принимаем n_П =63 мин^-1 – ближайшее меньшее паспортное значение.

Тогда действительная скорость резания

V_Д=π·D_Ф· n_П /1000=π·80·63/1000=15,8 м/мин

Скорость подачи

V_S = n_П · S_Z ·Z=63·0,042·16=42,3 мм/мин

Частота вращения шпинделя изделия [3, с.93]

n_И =V_S/π·D=42,3/π·48=0,28 мин^-1

Скорректируем значение по паспорту станка: n_ИП =0,25 мин^-1.

Основное время [3, с.93]

t₀ =1,2/ n_ИП =1,2/0,25=4,8 мин

Определим время обработки заданной партии деталей N=2000 штук

Т₀ = t₀ ·N=4,8·2000=9600 мин =160 ч.

По [3, карта 11.7] находим норму расхода резьбовых гребенчатых фрез на 1000 часов основного времени работы при стойкости 180 мин: Р₁₀₀₀ = 39 шт.

Для заданной партии деталей расход фрез составит

Р=Р₁₀₀₀ ·Т₀ /1000=39·160/1000=6,24 шт

Принимаем Р=6 фрез.

Сравним 3 метода нарезания резьбы М48х2,0 мм по основному времени:

- резцом на станке 16К20 – 0,33 мин;

- винторезной головкой на станке 16К20 – 0,31 мин;

- гребенчатой фрезой на станке 5К63 – 4,8 мин.

Итак, самый производительный метод - нарезание резьбы винторезной головкой на токарном станке 16К20.

Наименее производительный метод - нарезание резьбы гребенчатой фрезой на резьбофрезерном станке 5К63.