Расчет режимов резания

Операция черновой токарной обработки при точении наружного диаметра фрезы.

Глубина резания t: при черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости системы СПИД принимается равным припуску на обработку, т.е. t = 5 мм.

Подача s: при черновом точении применяется максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, прочности режущей пластины и прочности державки, т.е. s = 1,0 мм (из справочника) [Колосова т. 2].

Скорость резания υ, м/мин: при наружном точении рассчитывают по эмпирической формуле:

 

;

 

Среднее значение стойкости при одноинструментальной обработке принимаем Т = 45 мин. Значения коэффициента С_υ, показателей степени х, у и m приведены в табл. 17 [Косилова т. 2].

С_υ =340; х = 0,15; у = 0,45; m =0,2.

Коэффициент К_υ является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки К_mυ, состояния поверхности К_nυ, материала инструмента К_uυ.

Тогда  (м/мин)

Сила резания. Силу резания Н принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Р_z, радиальную Р_y, и осевую Р_x). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов или фасонном точении эти составляющие рассчитывают по формуле:

 

 

Постоянная С_р и показатели степени х, у, n для конкретных условий обработки приведены в табл. 22 [Косилова т. 2].

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

Поправочный коэффициент К_р представляет собой произведение ряда коэффициентов (), учитывающих фактические условия резания.

Отсюда (Н).

Мощность резания, кВт, рассчитывают по формуле:

Расчет времени.

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

Нормы штучного времени определяются:

 

 

При серийном производстве дополнительно рассчитывается подготовительно-заключительное время Т_п.з. и штучно-калькуляционное время:

 

Определение основного (технологического) времени:

 

 

Где L – длина обрабатываемой поверхности,

i – число проходов,

n – частота вращения заготовки,

s – подача (мм/об).

 (мин).

Определение вспомогательного времени:

,

 

Где Т_ус – время на установку и снятие детали,

Т_уп - время на приемы управления станком,

Т_из - время на измерение детали.

Т_ус = 0,17 мин; Т_уп = 2∙0,01+0,025=0,045 (мин); Т_из = 0,12 мин.

Т_в = 0,17+0,045+0,12=0,335 (мин).

Определение времени обслуживания рабочего места:

, П = 6%.

 (мин).

Тогда  (мин).

Отсюда  (мин).

Операция черновой токарной обработки при растачивании внутреннего диаметра фрезы.

Глубина резания t: при черновом растачивании и отсутствии ограничений по мощности оборудования принимается равной припуску на обработку, т.е.   t = 4 мм.

Подача s: при черновом растачивании принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, прочности режущей пластины и прочности державки, т.е. s = 0.3 мм.

Скорость резания υ, м/мин: при растачивании внутреннего диаметра рассчитываем по эмпирической формуле:

 

,

 

Среднее значение при одноинструментальной обработке принимаем Т = 45 мин. Значения коэффициента С_υ, показателей степени х, у, т приведены в табл. 17 [Косилова т. 2].

С_υ = 420; х = 0,15; у = 0,20; т = 0,20.

Коэффициент К_υ является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки К_μυ, состояния поверхности К_пυ, материала инструмента К_uυ.

 

,

 

где

К_r = 0,8; п_υ = 1,

Тогда К_υ = 0,77∙0,8∙1=0,616.

Отсюда получаем  (м/мин).

Сила резания. Силу резания Н принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Р_z, радиальную Р_y, и осевую Р_x). При растачивании эти составляющие рассчитываются по формуле:

 

 

Постоянная С_р и показатели степени х, у, п для конкретных (расчетных) условий обработки приведены в табл. 22 [Косилова т. 2].

С_р = 300; х = 1,0; у = 0,75; п = -0,15.

Поправочный коэффициент К_р представляет собой произведение ряда коэффициентов (), учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 9, 10, 23 [Косилова т. 2].

 

 

Отсюда (Н).

Мощность резания, кВт, рассчитывают по формуле:

 

Расчет времени.

 

Норма штучного времени определяются:

 

 

При серийном производстве дополнительно рассчитывается подготовительно-заключительное время Т_п.з. и штучно-калькуляционное время:

 

Определение основного (технологического) времени:

 

 

Где L – длина обрабатываемой поверхности,

i – число проходов,

n – частота вращения заготовки,

s – подача (мм/об).

 (мин).

Определение вспомогательного времени:

 

,

 

Где Т_ус – время на установку и снятие детали,

Т_уп - время на приемы управления станком,

Т_из - время на измерение детали.

Т_ус = 0,17 мин; Т_уп = 2∙0,01+0,025=0,045 (мин); Т_из = 0,12 мин.

Т_в = 0,17+0,045+0,12=0,335 (мин).

Определение времени обслуживания рабочего места:

 

, П = 6%.

 

 (мин).

Тогда  (мин).

Отсюда  (мин).

Операция фрезерования пазов.

Глубина фрезерования t и ширина фрезерования В- понятия, связанные с размерами слоя заготовки, срезаемого при фрезеровании. Во всех случаях фрезерования, за исключением торцового, t определяет продолжительность контакта зуба фрезы с заготовкой; t измеряют в направлении, перпендикулярном к оси фрезы. Ширина фрезерования В определяет длину лезвия зуба фрезы, участвующую в резании; В измеряют в направлении, параллельном оси фрезы.

t =23 мм; В = 16 мм.

Подача. При фрезеровании различают подачу на один зуб s_z, подачу на один оборот фрезы s и подачу минутную s_м, мм/мин.

Исходной величиной подачи при черновом фрезеровании является величина ее на один зуб s_z = 0,08 мм.

Скорость резания – окружная скорость фрезы, мм/мин,

 

 

Значения коэффициента С_υ и показателей степени приведены в табл. 39 [Косилова т. 2], а периода стойкости Т в табл. 40 [Косилова т. 2].

С_υ = 690; Т = 130;

q = 0,2; х = 0,3; у =0,4; u = 0,1; р = 0; т = 0,35.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

 

.

 

Коэффициент К_υ является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки К_μυ, состояния поверхности К_пυ, материала инструмента К_uυ.

К_r = 0,8; п_υ = 1,

Тогда К_υ = 0,77∙0,8∙1=0,616.

Отсюда получаем  (м/мин).

Сила резания. Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила, Н:

 

,

 

где z – число зубьев фрезы; п – частота вращения фрезы, об/мин.

z = 22; п = 420 об/мин.

Значения коэффициента С_р и показатели степени приведены в табл. 41 [Косилова т. 2], поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала К_мр в табл. 9 [Косилова т. 2].

С_р = 261; t = 23 мм; s_z = 0,08 мм; В = 16 мм; D = 125 мм;

х = 0,9; у = 0,8; u = 1,1; q = 1,1; ω = 0,1.

Тогда получаем

Крутящий момент, Н*м, на шпинделе

 

 

где D – диаметр фрезы, мм, D = 125 мм,

Мощность резания (эффективная), кВт

Расчет времени.

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

Норма штучного времени определяются:

 

 

При серийном производстве дополнительно рассчитывается подготовительно-заключительное время Т_п.з. и штучно-калькуляционное время:

 

Определение основного (технологического) времени:

 

 

Где L – длина обрабатываемой поверхности,

i – число проходов,

n – частота вращения заготовки,

s – подача (мм/об).

 (мин).

Определение вспомогательного времени:

,

 

Где Т_ус – время на установку и снятие детали,

Т_уп - время на приемы управления станком,

Т_из - время на измерение детали.

Т_ус = 3,17 мин; Т_уп = 2∙0,01+0,025=0,045 (мин); Т_из = 1,12 мин.

Т_в = 3,17+0,045+1,12=4,335 (мин).

Определение времени обслуживания рабочего места:

, П = 6%.

 (мин).

Тогда  (мин).

Отсюда  (мин).

Операция фрезерования шпоночных пазов.

Глубина фрезерования t и ширина фрезерования В- понятия, связанные с размерами слоя заготовки, срезаемого при фрезеровании. Во всех случаях фрезерования, за исключением торцового, t определяет продолжительность контакта зуба фрезы с заготовкой; t измеряют в направлении, перпендикулярном к оси фрезы. Ширина фрезерования В определяет длину лезвия зуба фрезы, участвующую в резании; В измеряют в направлении, параллельном оси фрезы.

t =30 мм; В = 16 мм.

Подача. При фрезеровании различают подачу на один зуб s_z, подачу на один оборот фрезы s и подачу минутную s_м, мм/мин.

Исходной величиной подачи при черновом фрезеровании является величина ее на один зуб s_z = 0,08 мм.

Скорость резания – окружная скорость фрезы, мм/мин,

 

 

Значения коэффициента С_υ и показателей степени приведены в табл. 39 [Косилова т. 2], а периода стойкости Т в табл. 40 [Косилова т. 2].

С_υ = 234; Т = 80;

q = 0,44; х = 0,24; у =0,26; u = 0,1; р = 0,13; т = 0,37.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

 

.

 

Коэффициент К_υ является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки К_μυ, состояния поверхности К_пυ, материала инструмента К_uυ.

К_r = 0,8; п_υ = 1,

Тогда К_υ = 0,77∙0,8∙1=0,616.

Отсюда получаем  (м/мин).

Сила резания. Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила, Н:

 

,

 

где z – число зубьев фрезы; п – частота вращения фрезы, об/мин.

z = 2; п = 96 об/мин.

Значения коэффициента С_р и показатели степени приведены в табл. 41 [Косилова т. 2], поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала К_мр в табл. 9 [Косилова т. 2].

С_р = 12,5; t = 30 мм; s_z = 0,03 мм; В = 16 мм; D = 16 мм;

х = 0,85; у = 0,75; u = 1,0; q = 0,73; ω = -0,13.

Тогда получаем

Крутящий момент, Н*м, на шпинделе

 

 

где D – диаметр фрезы, мм, D = 16 мм,

Мощность резания (эффективная), кВт

Расчет времени.

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

Норма штучного времени определяются:

 

При серийном производстве дополнительно рассчитывается подготовительно-заключительное время Т_п.з. и штучно-калькуляционное время:

 

Определение основного (технологического) времени:

 

 

Где L – длина обрабатываемой поверхности,

i – число проходов,

n – частота вращения заготовки,

s – подача (мм/об).

 (мин).

Определение вспомогательного времени:

 

,

 

Где Т_ус – время на установку и снятие детали,

Т_уп - время на приемы управления станком,

Т_из - время на измерение детали.

Т_ус = 3,17 мин; Т_уп = 2∙0,01+0,025=0,045 (мин); Т_из = 1,12 мин.

Т_в = 3,17+0,045+1,12=4,335 (мин).

Определение времени обслуживания рабочего места:

, П = 6%.

 (мин).

Тогда  (мин).

Отсюда  (мин).