4. Расчёт периода стойкости стойкости инструмента из обеспечения максимальной производительности обработки, используя в качестве критерия трудоемкости норму штучно-калькуляционного времени

Переменная доля себестоимости операции, зависящая от скорости резания определяется формулой.

,

где - машинное время на операцию, ;

–минутная зарплата рабочего с начислениями, ;

–затраты связанные с эксплуатацией станка в течение 1 минуты; ;

- стоимость станкоминуты; ;

–время на смену затупившегося инструмента и его подналадку за период стойкости, мин;

–стоимость эксплуатации инструмента за период стойкости, ;

- количество обрабатываемых деталей за период стойкости, .

Для отыскания экономического периода стойкости _, соответствующего минимуму , находим первую производнуюи приравниваем к нулю:

.

Тогда ,

где m – показатель степени, зависящий от подачи и механических свойств обрабатываемого материала [_в=550 мПа], который равен 0,2 ([2],табл. 17, стр.269).

При выборе экономического критерия в расчете периода стойкости можно использовать значения е =2,5 руб., Е=1,84 руб. для тарифной ставки 4-го разряда.

Рассчитываем периода стойкости :

мин

Для обеспечения максимальной производительности труда на данном рабочем месте обработку необходимо вести на _. При определении периода стойкости , соответствующего скорости, пренебрегают затратамина эксплуатацию инструмента за период его стойкости, т. е. принимают=0.

Тогда,

, мин

Рассчитываем период стойкости :

мин.

Так как Т_МП<Т_Э, то скорость резания _., при которой достигается максимальная производительность труда на данном рабочем месте, выше экономической скорости резания, т.е. .

5. Расчёт скорости резания из условия обеспечения максимальной производительности обработки.

Скорость резания определяется по формуле:

м  мин

где C_v – коэффициент, характеризующий условия обработки,

k_v – обобщённый поправочный коэффициент, учитывающий влияние изменённых условий резания на величину скорости резания;

x, y – показатели степени, характеризующие влияние t и s на скорость резания.

k_v=

где k_ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на скорость резания;

k_1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние вспомогатель-ного угла в плане на скорость резания;

k_r – поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца r.

Найдем коэффициенты ([2], табл.18, стр. 271):

для φ=90º k_ = 0,7

для φ₁=10º k_1 = 1,0

для r=1 мм k_r =0,94

k_v = 0,7*1,0*0,94=0,658

В зависимости от характеристики подачи выбираем (2,табл. 17, стр.269):

C_v=350; x_v = 0,15; y_v = 0,35; m = 0,2

м/мин.

6. Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

об мин

Вычисляем значение частоты вращения шпинделя :

обмин.

Принимаем n_шп = 2000 об/мин для станков типа 16К20Ф3 [2, табл.19, стр.17]

Действительная скорость резания :

ммин

ммин

Получим:

ммоб

или

ммоб

Для каждого числа оборотов шпинделя может быть найдена такая подача S, при которой режущие свойства резца будут использованы полностью, т.е. будет обеспечиваться выбранный период стойкости инструмента Т_мп.

мм/об.

6. Расчёт скорости резания из условия полного использования мощности станка.

Необходимо проверит условие, что мощность на шпинделе станка N_шп. должна быть больше мощности процесса резания N_рез.

Для станка 16К20Ф3 N_шп.=10 кВт. [2, табл. 9,стр. 17]

кВт

Сила P_z определяется по формуле Н

Поправочный коэффициент k_p , учитывающий фактические условия резания вычисляется по формуле

где k_Mp – поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала.

k_p – поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане 

k_p – поправочный коэффициент, учитывающий передний угол .

k_p – поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона главной режущей кромки .

k_rp–поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца r.

Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента определяется по ([2], табл. 23, cтр.275):

- при главном угле в плане φ=90º k_р=1,82

- при переднем угле в плане γ=0º k_р=1,4

- при угле наклона главного лезвия λ=0º k_р=1

- с радиусом при вершине r=1 мм k_rр=1

n=0.75 ([2] табл. 9 стр. 264);

Тогда поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания равен: k_p=1*1,82*1,4*1*1= 2,5

C_p=204, Х_р=1.0, Y_р=0,75, n=0 ([2] табл. 22 стр. 273)

P_z = 2041¹0,3^0,75126⁰2,5=206,5 Н

Мощность резания :

кВт

Проверяем условие по мощности резания :

N_рез=4,3 кВт.< N_станка=10 кВт.

Условие выполняется, значит дальнейшая обработка возможна.

Мощность станка с учетом КПД () и перегрузкиk_n:

Получим:

мм  об

или ммоб

По уравнению для каждого числа оборотов шпинделя может быть найдена такая подача S, при которой мощность станка будет использована полностью.

Подача, при которой полностью используются режущие свойства резца и

мощность станка, называется одновременной и обозначается S_одн.

Для нахождения подачи S_одн. делим уравнения. Получаем:

ммоб

ммоб.

6. Расчёт машинного времени выполняется по формуле

, мин.

где L – общая длина прохода инструмента в направлении подачи, мм

n – число оборотов заготовки в минуту;

S – подача, мм об

i – число проходов .

Выбирается подача S₁ или S_одновр, при которой обеспечивается большая минутная подача, т.е. S_одновр=0,7 мм об

L= l + l₁ + l₂, мм

где l – длина обрабатываемой поверхности, мм

l₁ =t*ctg – величина врезания, мм

l₂= 1 – 3 мм – величина перебега.

мин.