Пример № 2

Задача: Назначить инструментальный материал в случае сверления сквозных отверстий Æ12 в заготовке толщиной h=20 мм. Материал детали - сталь 20. Годовая программа выпуска изделий - 30 шт.

Решение задачи:

1. Установим химический состав и физико-механические свойства обрабатываемого материала.

Химический состав стали 20, %
C	Si	Mn	Fe
0,17-0,24	0,17-0,37	0,5-0,8	Остальное

Физико-механические свойства стали 20 (нормализация)
НВ	sв, МПа	а, кДж/м2	l, Вт/м 0К	qпл, 0С
163	412	510	78,5	1480

Для того, чтобы сформулировать ТЗ необходимо, установить характер операции и тип производства.

Характер операции следует определить как черновую т.к. лучший квалитет точности, который можно получить сверлением лежит в пределах 12-11 квалитетов.

Определим тип производства:

Рассчитаем такт выпуска:

где t шт. ср - среднее штучное время операции.

Так как в данной задаче нас интересует лишь одна операция сверления, то

может быть принять равным t шт сверления.

t _{шт.сверл}= t_о + t_в + t_оо + t_осн ,

где t_{о -} основное время операции

где L_вр - путь врезания инструмента на рабочем ходе

L_рез - длина пути резания

L_пб - длина пути перебега инструмента на рабочем ходе

S_мин - минутная подача инструмента

t_в - вспомогательное время операции

t_в = t_ус + t_вв ,

где t_ус - время на доставку и снятие детали,

t_вв - время на включение и выключение станка,

t_ус и t_вв - принимаются по нормативам

t_оо - время организационного обслуживания станка,

t_осн - время на отдых и естественные надобности оператора.

Итак, в нашем случае

t_в = 0,5 + 0,1 = 0,6 мин.

t_оо + t_осн составляет 5% от t_о + t_в

t_оо + t_осн = 0,05(1,2 + 0,6) = 0,09 мин.

Откуда t_шт=1,2 + 0,6 + 0,09 = 1,89 мин

Тогда

При К_сер > 40 тип производства - единичное

2. Сформулируем техническое задание

Марка обрабатываемого материала	Сталь 20
Вид операции	Сверлильная
Характер операции	Черновая
Тип производства	Единичное

3. Заполним оценочную таблицу характеристик ТЗ

Уровень Характеристика	высокий	низкий
1.Хим активность		+
2.Твердость		+
3.Прочность		+
4.Ударная вязкость		+
5.Теплопроводность	+
6.Температура плавления (фаз.превр.)	+
7.Требуемая надежность инструмента		+
8.Сложность инструмента.	+
9.Габариты инструмента		+
10.Характер операции		+
11.Тип производства		+

4.Произведем предварительное назначение инструментального материала.

В связи с тем, что сверло - достаточно сложный инструмент, имеющий разнообразные формы рабочей поверхности и сложную геометрию, а также не малой жесткостью сверла, от инструментального материала требуется повышенная прочность. Установленный тип производства - единичный, а, следовательно к инструменту не предъявляется никаких дополнительных требований по производительности и надежности.

Обрабатываемый материал, судя по его физико-механическим свойствам, обладает хорошей обрабатываемостью.

Следовательно указанным условиям в наибольшей мере удовлетворяют быстрорежущие стали нормальной теплостойкости: Р18, Р12, Р6М5. Из маркировки быстрорежущих сталей легко установить, что в стали Р6М5 - наименьшее содержание дорогостоящего редкого элемента - вольфрама W. Поэтому сталь Р6М5 - наиболее дешевая.

Окончательный выбор ИМ для сверла - Р6М5. С целью увеличения стойкости и долговечности сверла возможно применение покрытий на карбидной или нитридной основе.

Литература.

1. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали, Справочник. - М.: Машиностроение, 1981. - 391с.

2. Конструкционные материалы. Справочник. Под ред. Б.Н. Арзамасова - М.: Машиностроение, 1990.- 68с.

3. Самойлов В.С., Эйхманс Э.Ф. и др. Металлообрабатывающий твердосплавный инструмент: Справочник - М.: Машиностроение, 1988. - 368 с.

4. Справочник инструментальщика. Под ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение, 1987. - 846 с.

5. Справочник металлиста. Т2 Под ред. А.Г. Рахштадта и В.А. Брострема. - М.: Машиностроение, 1976. - 720 с.

6. Федоров В.Л. Физические основы обработки металлов резанием. - М.: УДН, 1987. - 80 с.

7. Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. Справочник. - М.: Металлургия, 1973. - 760 с.

8. Шустиков А.Д., Федоров В.Л. Инструментальные материалы. - М.: УДН, 1982 - 80 с.

9. Шустиков А.Д., Федоров В.Л. Инструментальные стали. - М.: УДН,1982 –

64 с.

26