1.3. Алгоритм решения типового задания при точении

1. Блок исходных данных.

• Тип производства, размер партии N_j, число партииn_n.

• Материал детали,,HB, HRC.

• Содержание операции, перехода, эскиз обработки.

• Технологические требования к готовому изделию (точность, Rz , Ra,отклонения формы и взаимного расположения).

• Припуск Zна обработку.

• Оборудование, приспособления, базирование детали.

• Последовательность расчета:

2. Выбор марки инструментального материала.

По нормативам [2, 3], в порядке предпочтительности.

3. Назначение конструкции и геометрии инструмента.

• Тип и размеры резца [1]

• Геометрия режущей части [3]

• Форма передней поверхности.

4. Выбор глубины резания tи числа проходовi.

• t = zприRz 80, но приt t

• t=2ммпри20 Rz 80,

• t=0,5 ммприRz 20[3],i=.

5. Выбор подачи инструмента S, S₀, с расчетом ограничений по формулам (1-8)

6. Расчет периода стойкости Т_Эили T_МП.

• ; T_МП= T_СМ

• m– по нормативам [1]

• T_СМ– по нормативам [2]

7. Расчет скорости резания V_Э и V_МП максимальной производительности

V_Э=,V=,

x, y, k– по справочным данным [1,3] при выбранных СОЖ

8. Расчет ограничений по силе резания P_z,P_x,P_y

9.Расчет мощности резания

N=

10. Расчет машинного времени.

1.4. Решение типового задания

Задание:

Провести оптимизацию режимов резания в целях достижения наибольшей производительности обработки.

Исходные задания:

1. Тип производства – мелкосерийное

2. Материал детали – 12Х18Н9Т.

3. Наружные поверхности обрабатывать одним резцом.

4. Тип лезвийной обработки – получистовая (Rz 40)

5. Содержание операции: точить наружные 88h7и80h7, подрезать торцы, обеспечив длинновые размеры90h9и65h12, обеспечив шероховатостьRz 40.

6. Закрепление заготовки – в патроне.

Решение.

1. Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части инструмента.

Сталь 12Х18Н9Т относится к группе коррозионно-стойких хромоникелевых сталей, для получистового и чистового точения которых рекомендуются твердые сплавы ВК8(ВК4) [1,табл.3.стр.117]. Принимаем сплав ВК8.

Исходя из конфигурации детали, необходимости подрезки торца, обработки цилиндрических и конической поверхности одним резцом, выбираем подрезной левый резец (ГОСТ 18871-73) со следующей геометрией режущей части: .

2. Выбор глубины резания tи числа проходов.

Для нормирования выбираем окончательный проход с максимальной глубиной резания (для обеспечения максимальной производительности) t=2мм, предельной для обработки с20 Rz 80.

3. Выбор подачи инструмента

Для чистовой обработки подачу S принимаем в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности с учетом радиуса при вершине резца [1, табл.14.стр. 268] приRz = 40, r_b= 0,5 мм,

_b = 550 МПа,.

Для стандартного ряда подач принимаем S= 0,15мм/об.

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

t_шт-к=t_шт+Т_п.з / N,

где t_шт- норма штучного времени, мин.

Т_п.з - подготовительно-заключительное время, мин.

N– количество заготовок в партии, шт.

При оптимизации по t_шт-кв качестве переменной целевой функции принимаем скорость резанияv.

Условие экстремума , гдеT – период стойкости инструмента.

При этом решение для периода стойкости T_МПмаксимальной производительности определяется в виде

,

где m– показатель степени в зависимостиm=0,25 [3]

[1, стр.261].

- время на смену затупившегося инструмента и поднастройку его на размер за период стойкости (нормативная величина) = 1,6мин. [2.прил.2]

мин.

При выборе экономического критерия в расчете периода стойкости можно использовать значения е=25 руб.,Е=1,84 руб. для тарифной ставки 4-го разряда [2].

5. Расчет скорости резания из условия обеспечения максимальной производительности обработки проводят по формуле:

C_v=580 m=0,25 x=0,15 y=0,2

K_i=0,70,90,94=0,59 [1,табл.18 стр.271]

Охлаждение 10% эмульсией из эмульсола Укр или МР- 6

м/мин

6. Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя.

м/мин

Применяем h_шп=1200об/мин [для станков типа 16К20Ф3]

V_МП=м/мин

7. Рассчитываем ограничения по силе резания

7.1. Составляющая

С_p=204x_p=1y_p=0,75n_p=0 (приv =v_МП) [1, табл.22 стр.275]

поправочный коэффициент k_Pz

P_Z=204102¹0,15^0,750,614=604 н.

7.2. Составляющая

P_Y=102432^0,90,15^0,60332⁰550/750^0,750,5110,66=379 н

7.3. Составляющая

P_X=103392¹0,15^0,5332⁰550/750^0,751,17111=243 н

8. Ограничение по мощности резания

кВт. < N_станка=10 кВт.

2. Назначение режима резания при сверлении.

Назначение элементов режима резания при сверлении и рассверливании для конкретных условий обработки сводится к определению подачи и скорости, при которых процесс резания будет наиболее производительным и экономичным.

Порядок назначения заключается в следующем:

1) Устанавливают характеристику сверла (материал, тип сверла, размеры, геометрию) в зависимости от обрабатываемого материала.

2) Выбирают подачу в зависимости от технологических и механических качеств и прочности сверла. Подача по нормативным данным выбирается по таблицам [1-3] в зависимости от диаметра сверла, глубины сверления, шероховатости обработанной поверхности, точности и прочности сверла, свойств обрабатываемого материала.

3. По известным ,и принятому периоду стойкости сверла определяют скорость резания и число оборотов. Скорость резания при сверлении, так же как и при точении, зависит от целого ряда факторов и может быть выражена формулой

, (24)

где – постоянная для определенной группы обрабатываемого материала;

–коэффициенты, учитывающие влияние свойств обрабатываемого и инструментального материала, геометрию инструмента, его износ, применяемые СОТС и др.

4. Определяют значения , и.

, Нм; (25)

, Н. (26)

Величина коэффициентов и зависит от свойств обрабатываемого материала, геометрии сверла, СОТС и других параметров резания. Значения коэффициентов и и показателей степени,,,приводятся в соответствующей справочной литературе [1-3]..

Действующие на сверло в процессе работы осевая сила и крутящий момент являются исходными для расчета сверла и частей станка на прочность и деформацию, а также для определения мощности.

Мощность, затрачиваемую на сверление, подсчитывают по формуле

, кВт, (27)

где – число оборотов сверла;

- суммарный крутящий момент.

Мощность электродвигателя станка определяется по формуле

, (28)

где – КПД станка.

Если установление режима производится независимо от станка, то по найденным значениям ,,,,выбирается модель станка.

Если режим резания устанавливается для заданного станка, то значения s, n, P₀, М_кр и N_э корректируются по паспорту станка.

Машинное время при сверлении и рассверливании подсчитывается по формуле

, , (29)

где L – длина прохода сверла в направлении подачи, ;

,

где – глубина сверления, ;

- величина врезания, ;

–величина перебега, .

Приближенно для сверл с одинарным углом в плане 2φ принимается .