Анализ технологической операции изготовления вала эксцентрикового АК – 60.131.00.001

Т ¾ период стойкости, мин;

К_V  ¾ поправочный коэффициент.

Коэффициент  С_V и показатели степеней выбираются по таблице 17

([2], с. 270): С_V =420; x=0,15; y=0,20; m=0,20.

Коэффициент К_V определяется по формуле:

 

                                            К_V = К_MV × К_ПV × К_ИV ,                                            (5.3)

 

где К_МV ¾ коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

К_ПV ¾ коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности;

К_МV ¾ коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента;

К_{j V} ¾ коэффициент, учитывающий влияние геометрии резца.

Значение коэффициента К_MV определяется по формуле

([2], таблица 1, с.261):

                                                    (5.4)

где К_г– коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости

        s_B – фактический параметр твердости материала;

        n_V ¾ показатель степени;

К_г= 0.8 - при обработке резцами из твёрдого сплава ([5], таблица 2, с.262).

 

n_V =1,25 - при обработке резцами из твёрдого сплава ([5], таблица 2, с.262).

 

                      К_МV =0,8(750/930)^1,25=0,61;

 

К_ПV =0,8- для деталей из поковки([5], таблица 5, с. 263);

 

К_ИV =0,65 - для инструмента из твёрдого сплава марки Т5К10

([5], таблица 6, с. 263).

 

                                           К_V = 0,61×0,8×0,65 = 0,32;

 

                    v =(420/ 30^0,2 ×2,5^0,15× 0,2 ^0,2 ) ´0,32= 84,6 м/мин;

Частота вращения шпинделя n, об/мин, определяется по формуле:

 

                                                 n = ;                                                           (5.5)

 

где D - диаметр заготовки, формируемый при обработке.

 

n =(1000×84,6)/(3,14×175)=153,9 об/мин;

 

Корректируем частоту  вращения шпинделя по станку. Принимаем, согласно паспортным данным станка, n=150 об/мин. Определяем скорректированную скорость резания:

(5.6)

Определяем минутную подачу по формуле:

 

                                 S_м=S_о×n =0,25×150 =37,5 мм/мин;                                    (5.7)

 

Выполним проверку достаточности мощности станка. Мощность, потребная на резание определяется по формуле:

                                                   (5.8)

где P_z – тангенциальная составляющая силы резания.

                                  (5.9)

где C_p – коэффициент, зависящий от угла в плане.

Принимаем C_p =285 – для j = 45° ([6],табл.2,с.42).

P_z = 285 × 0,25 ×0,2 ^0,75 82,4 ^-0,5 =9,4

N_э=9.4×82.4/6120=12 кВт

Следовательно, при таком  режиме резания обработка на выбранном  станке возможна.

Результаты расчёта  сведены в таблицу (таблица 5.3):

 

Таблица 5.3 - Режимы резания  при обработке поверхности Æ122,6

 

Параметр	Величина
Глубина резания, мм	2,5
Подача, мм/об	0,2
Частота вращения шпинделя, об/мин	150
Минутная подача, мм/мин	37,5
Скорость резания, м/мин	82,4

 

Рассмотрим обработку  поверхностей конавок 8 и 12 (рисунок 5.1).На эти переходы данной операции осуществляем выбор режимов резания табличным методом в соответствии с источником [6].

1) Выбор глубины  резания.

Выбор минимально необходимой глубины резания  осуществляется по карте 2 с. 37.Припуск на этих поверхностях такой же, как и на вышерассмотренных. Принимаем номинальную глубину резания равной 2 мм.

2) Выбор подачи.

Падачу выбираем по карте 6 (с. 46). Для поверхностей 8 и 12 табличная подача равна 0,20 мм/об. Выбранное  значение подачи корректируем с учетом поправочных коэффициентов, которые выбираем по карте 8  для измененных условий в зависимости от:

• инструментального материала К_и=1,1 ;
• сечения державки резца К_д=1,2 ;
• радиуса вершины резца К_р=0,85 ;
• квалитета обрабатываемой детали К_к=1,15 ;
• кинематического угла в плане K_ки=1 ;

Окончательно  значение подачи для обработки поверхностей 8 и 12 определяется по формуле:

 

                                            S=S_ТК_иК_дК_рК_кК_ки;                                                (5.10)

Подставляя  значения получим:

S=0,2

1,1 1,2 0,85 1,15 1=0,26 мм/об;

3) Выбор скорости  резания.

Скорость резания  для обработки поверхностей 8 и 12 определяется по карте 21 (с. 80). Для поверхностей 2 и 3 V_T=203 м/мин.По карте 23 (с. 82) выбираем поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от:

• инструментального материала К_и=0,85;

• группы обрабатываемого материала Кс=1;

• вида обработки К_о=1;
• жесткости станка К_ж=0,70;
• геометрических параметров резца К_г=0,95;
• периода стойкости режущей части резца К_Т=1;

• наличия охлаждения K_ох=0,75.

Значение скорректированной  скорости резания определяется по формуле:

 

                                              V=V_TК_иК_оК_жК_сК_гК_тК_ох;                                          (5.11)

 

Скорректированная скорость резания равна

V=203 0,85 1 1 0,7 0,95 1 0,75=86 м/мин;

4) Определение  частоты вращения шпинделя.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле (5.5)

Корректируем  полученную частоту по паспортным данным станка, принимаем: n_ф =22 об/мин.

Определяем  фактическую скорость резания по формуле (5.6):

5) Определение  минутной подачи.

Минутную подачу рассчитывают по формуле (5.7)

                                            S_м= 0,26 22=5,75 мм/мин;

6) Проверка достаточности  мощности станка.

Мощность резания N_рез , кВт, определяется по формуле:

 

                                   N_рез =N_{рез Т} × × К_МN,                                                 (5.12)

где N_резТ ¾ табличное значение мощности, затрачиваемой на резание;

       К_MN ¾ поправочный коэффициент, учитывающий влияние                     механических свойств обрабатываемого материала;

       v_ф ¾ фактическая скорость резания;

       v_т ¾ табличное значение скорости резания.

Для поверхностей 8 и 12 - N_{рез Т}=2,7 кВт (карта 21, с. 78); Поправочный коэффициент выбирается по карте 24 (с. 85) К_МN=0,85.

 

N_рез.  = 2,7×(91,3/86)×0,85 =2,4 кВт;

 

Мощность привода главного движения рассчитывается по формуле

 

N=N_дв×h;                                                    (5.13)

 

N=15*0,8=12 кВт. Следовательно, N=12кВт > N_рез  =2,4 кВт,а значит резание осуществимо.

Проверка достаточности  усилия подачи проводится по тангенциальной составляющей сил резания Р_z , которая определяется по формуле:

 

Р_z = ;                                         (5.14)

 

где Р_Х ¾ осевая составляющая сил резания;

       P_Y ¾ радиальная составляющая.

Значение каждой из составляющих определяется по формуле:

 

P_i = P_{i T}  × K_{Pj i} × K_{Pg i} × K_{Pl I};                                       (5.15)

 

где P_{i T} ¾ табличное значение каждой из составляющих сил резания;

       K_{Pj i} ¾ коэффициент влияния угла в плане;

       K_{Pg i}  ¾ коэффициент влияния переднего угла;

       K_{Pl i} ¾ коэффициент влияния угла наклона режущей кромки.

Значения составляющих сил резания в зависимости от глубины резания и подачи определяются по карте 33 (с. 98):Р_XT =890 Н; P_YT =310 Н.

Поправочные коэффициенты определяются по карте 33 (с. 99-100):

K_{Pj X}=K_{Pj Y} =1,0; K_{Pg X} =1,5; K_{Pg Y} =1,3; K_{Pl X}=K_{Pl Y}=1,0.

Тогда:

Р_X =890 × 1 × 1,5 × 1,0 = 1335 Н;

Р_Y =310 ×1 × 1,3 × 1,0 = 403 Н;

Усилие подачи станка равно Р_о=8000 Н>1394 Н, значит обработка возможна. Результаты расчёта сведены в таблицу 5.4.

 

 

Таблица 5.4 -  Режимы резания на токарную операцию

определенные табличным способом

 

Параметр	Величина
Глубина резания, мм	2,5
Подача, мм/об	0,26
Частота вращения шпинделя, об/мин	22
Минутная подача, мм/мин	5,75
Скорость резания, м/мин	91,3
Мощность, затрачиваемая  на резание, кВт	2,4

 

 

5.5 Техническое  нормирование операции

 

Исходные данные для расчета:

1) деталь – вал эксцентриковый;

2) обрабатываемый материал –  сталь 38ХА;

 3) станок – токарно-винторезный с ЧПУ, модели 1М63БФ101;

4) инструмент – резец проход-ной  ( =45⁰),

5) приспособление – патрон четырёхкулачковый.

Определим основное (технологическое) время по формуле

                                        T_o= ;                                             (5.16)

 

где L – длина обрабатываемой поверхности;

       L₁ – величина врезания и перебега резца, мм;

       L₂ – дополнительна длинна на взятие пробной стружки, мм;

       n – частота вращения шпинделя, об/мин;

       S – подача, мм/об;

       i – число проходов.

Согласно приложениям 1 ([7], с. 204) и 3 ([7], с. 220) устанавливаем величины врезания и перебега инструмента (L₁) и величины на взятие пробной стружки (L₂). Так как обработка поверхностей 7,8 и 10,12 эдентична рассмотрим нормирование на поверхности 7 и 8.

для поверхности 8 – L₁=1 мм, L₂=2 мм;

для поверхности 7 – L₁=3 мм, L₂=7 мм;

Тогда основное (технологическое) время  равно:

для поверхности 8 t_о =(1+1+1+2)/22*0,26=0,69 мин;

для поверхности 7 t_о =(24+3+7)/150*0,2=1,13 мин;

Основное технологическое время  на операцию определяем по формуле:

 

                                       ;                                                        (5.17)

 

                                   Т_о=0,69+1,13+0,69+1,13=3,64мин;

Определяем вспомогательное  время на операцию.

Время на установку и снятие детали весом до 15 кг в патроне с креплением ключом, без выверки, равно t_уст=0,65 мин([7], карта 2, с. 32).

Вспомогательное время, связанное  с переходом при обработке  несколькими инструментами в  операции устанавливается по карте 18([7], с. 64). Для обработки с пробными стружками, при установке резца по лимбу, время на проход равно: t_уст =0,11 мин; t_уст =0,35 мин.

По той же карте 18 (лист 4 с. 69) устанавливаем  время на изменение подачи для  переходов  равно 0,07 мин на один переход; время на изменение числа оборотов шпинделя для перехода  равно 0,08 мин.

Суммарное вспомогательное время, связанное с переходом равно: =5,04 мин.

Вспомогательное время на контрольные  измерения (t_изм) обработанной поверхности устанавливается по карте 86 ([7], с. 185). При измерении индикаторной скобой поверхностей 7 и 10 время на одно измерение равно 0,22 мин.Суммарное вспомогательное время на контрольные измерения равно: =0,44 мин.

Вспомогательное время на операцию определяем по формуле([7], с. 185):

Т_в= ;

 

Т_в=0,92+5,04+0,44=6,36 мин;

 

Время на обслуживание рабочего места (организационное и техническое)

определяется по карте 19 ([7], с. 70). Для станков II группы с наибольшим диаметром изделия устанавливаемого над станиной, 600 мм оно составляет 4,0 % от оперативного времени.

Время перерывов на отдых и личные надобности при работе на станке с  механической подачей составляет 4 % от оперативного времени

([7], карта 88, с. 185).

Определяем штучное время по формуле :

 

Т_шт=(Т_о+Т_в)(1+ );

Т_шт=(3,64+6,36)(1+ )=10,8 мин;

 

Подготовительно-заключительное время  определяется по карте 19([7], с. 70). При обработке детали в патроне с работой двумя режущими инструментами, участвующими в операции, подготовительно-заключительное время на партию деталей равно 15 мин.

Сводим полученные данные в таблицу (таблица 5.5):

 

Таблица 5,5 – Нормы времени на токарную чистовую операцию

Основное  время на операцию, мин	3,64
Вспомогательное время на операцию, мин	6,36
Штучное время на операцию, мин	10,8
Подготовительно-заключительное время на операцию, мин	15