Технологический процесс изготовления вала

      - мощность станка,

      - частота вращения шпинделя,

      - скорость подачи.

      1.8.4 В связи с тем, что задание на дипломный проект требует применение прогрессивного оборудования, в проектируемом технологическом процессе, был выбраны на большинстве операций станки с ЧПУ. Так вместо фрезерного станка применена модель фрезерного станка с ЧПУ      которая имеет четырех координатное перемещение.  

      1.9 Расчёт режимов резания

      

1.9.1 Режимы обработки назначаются на все технологические операции по общемашиностроительным нормативам времени и режимов резания для соответствующего вида обработки и типа производства. Режимы резания рассчитываются на ЭВМ или определяются расчётно – аналитическим методом. В пояснительной записке дипломного проекта приводится пример подробного расчёта режимов резания. Расчёт расчетное – аналитическим методом, ниже, в данном разделе. Пример расчёта режимов резания расчетно – аналитическим методом: расчет производится по методике изложенной.

      1.9.2 Расчет режимов резания при операции «токарно-винторезная»

Элементы  режимов резания устанавливаются  в следующем порядке:

              - глубина резания t: при черновой обработке принимается наибольшая из возможных глубина резания, равная большей части припуска на обработку; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой точности размеров и требований к шероховатости поверхности;

              - подача s: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности технологической системы, мощности привода станка, прочности инструмента; при чистовой обработке – в зависимости от требуемой точности размеров и шероховатости поверхности. Выбранная подача согласовывается с паспортными данными станка;

            - скорость резания V рассчитывается по эмпирическим формулам;

                - частота вращения шпинделя n определяется, исходя из рассчитанной скорости резания, и корректируется по паспортным данным станка;

                - определяется фактическое значение  скорости резания с использованием скорректированного значения частоты вращения шпинделя;

                - определяются силы резания, мощность  резания, крутящий момент на  шпинделе станка. Мощность резания  не должна превышать мощность привода станка.

            1.9.3 Расчет режимов резания на операцию  015 “токарно-винторезная”. Оборудование – станок токарно-винторезный 16К20Ф3

    Последовательность:

    Точить  поверхность 1

    Точить  поверхность 2

    Глубина резания 2.5 мм

    Подача 0,4 мм\об (21, табл.11,с.266)

    Инструмент  резец проходной с механическим креплением трехгранной пластины Т5К10.

    Cкорость резания при фрезеровании определяется по формуле: 

                                                                             (1.9) 

          T – стойкость инструмента, мин;

         t – глубина резания, мм, s – подача, мм/об.

       Скорость  резания определяем по формуле 1.9. Величины коэффициентов см. [2, таблица 17, стр. 269]. Получим V=102,77м/мин. 

    

    

    Частота вращения шпинделя определяется по формуле 

                                             ,                                              (1.10) 

       где D – диаметр вала, мм

       Частота вращения фрезы по формуле 1.10 составит 460 мин^-1. По паспорту станка принимаем 450 мин^-1. Тогда фактическая скорость резания составит

       

мм/мин.

       Сила  резания составит

        ,                          (1.11) 

      где С_P=54,5; x=0,9; y=0,74; u=1,0; q=1,0; W=0 [2, табл.41, с.291]. Получим P_Z=1809 Н.

         1.9.4 Расчет режимов резания при сверление отверстия диаметром Æ10 , операция 085 «Вертикально - сверлильная»

      Произведем  расчет на данный переход в качестве вспомогательного инструмента используется втулка 5/3 ГОСТ 13598-85, сверло Æ 10 ГОСТ 19546-74.

      На  данной операции необходимо выполнить  следующие действия:

      Сверлить  1 отв. Æ10 мм.

      Оборудование радиально-сверлильный станок модели 2А554.

      Глубина резания t₁ = 5 мм. Подача S = 0,1-0,6 мм/об принимаем S=0,2 мм/об [21]

      Скорость  резания:

       ,        (1.12)

      где Т – стойкость ,

       Сv – коэффициент,

       x,y,m – показатель степени.

            Т = 60 мин; Сv = 340; х = 0,15; у = 0,45; m = 0,2 [ 21]

      Kv = K_mv × K_nv × K_uv × K_jv × K_j1v

      

      где K_mv – коэффициент влияния материала заготовки;

            K_nv – коэффициент учитывающий состояние поверхности;

            K_uv – коэффициент учитывающий влияние материала ;

            K_jv – коэффициент учитывающий влияние главного угла в плане;

            K_j1v – коэффициент учитывающий влияние вспомогательного угла в плане ;

       ,         (1.13)

      s_В = 600 мПа; К_Г = 1,0; n_v = 1,0 [21]

      

      K_nv = 0,9 ;

      при обработки детали, резцом коэффициент K_uv = 1;

      K_jv = 0,7; K_j1v = 1;

      Kv = 1.25 × 0.9 × 1 × 1 × 0.7 = 0.78

        

      

      Частота вращения.

       об/мин.

      Скорректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка: принимаем n_Ф = 160 об/мин.

      Фактическая скорость:

      

      

      Сила  резания:

       ,         (1.14)

      где С_Р – постоянная;

       x, y, n, - показатели степени;

             К_Р – поправочный коэффициент.

      С_Р = 300; х = 1; у = 0,75; n = - 0,15;

      К_Р = К_МР×К_jР×К_gР×К_lР×

      К_МР – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

      К_jР  – коэффициент учитывающий влияние главного угла в плане К_jР  = 0.89

      К_gР – коэффициент учитывающий влияние угла резца К_gР = 1.1

      К_lР - коэффициент учитывающий влияние угла резца К_lР = 1

       ,         (1.15)

      n = 0.75

      

      К_Р = 0.846×0.89×1.1×1 = 0.83

      Pz  = 10×300×15×0.83^0.75×15,07^-0.15 = 5488,3 Н.

      Мощность  резания:

      

      -что  намного меньше действительной мощности применяемого станка.  

      1.10 Расчёт нормы штучного времени

      Расчёт  нормы штучного времени и подготовительно – заключительного времени. Производится на следующие операцию.

      1.10.1 Определение штучно-калькуляционного времени на операцию «Токарно-винторезная»

      На  данной операции производиться точение поверхностей на станке 16К20 Ф3.

      Данная  операция производится по следующей  схеме:

      1) Закрепление детали;

      2) Точение;

      3) Открепить вал уложить на стеллаж.

      Основное  технологическое время определяется:

       ,          (1.16)

      L = L₀ + L₁ + L₂,          (1.17)

      где L – длина резания, мм;

      L₀ – длина обрабатываемой поверхности, мм;

      L₂ – величина врезания и перебега инструмента, мм;

      L₃ – дополнительная длина на взятие пробной стружки, мм;

      n – частота вращения шпинделя, мм/об;

      S_мин – минутная подача, мм/мин; 

      S – подача на один оборот шпинделя, мм/об;

      i – число проходов.

        

      Вспомогательное время на установку, закрепление  и снятие детали Т_ВСП = 4,5 мин.

      Вспомогательное время на переход (включение и  отключение подачи, подвод инструмента к детали и т.д.) Т_ВСП = 0,1 мин

      

      Оперативное время:

      Т_ОП = Т_ОСН + Т_ВСП = 0,15+4,5 +0,1 = 4,75(мин)

      Время на отдых составляет Т_ОТД = 9%, на обслуживание рабочего места Т_ОБС = 3% о оперативного времени

      Т_ОБС + Т_ОТД = 4,75×(0,09+0,03)=0,57 (мин)                                 (1.18)

      Штучное время:

      Т_ШТ = Т_ОП + Т_ОБС + Т_ОТД = 4,75+0,57=5,32 (мин)                       (1.19)

      Подготовительно заключительное время на партию деталей: Т_П.З. = 16,5 мин.

      Штучно-калькуляционное  время определяется:

       ,        (1.20)

      где П_З = партия запуска деталей.