5.4. Проверка по прочности пластинки твердого сплава резца

Условие прочности пластинки твердого сплава резца выражается следующей формулой:

где Рz- фактическая сила резания, Н, Рz= 1493 Н;

- величина силы резания, допускаемая по прочности пластинок твердого сплава в зависимости от их толщины в мм. В соответствии с табл. 20П толщину пластинки твердого сплава следует брать 4мм.

6. Расчет времени выполнения операции

6.1. Расчет основного времени

Основное время на изменение формы и размеров заготовки определяем по формуле

,

где L- длина рабочего хода резца, мм,

где l - длина обрабатываемой поверхности, мм, l = 150 мм;

- величина пути врезания, мм,=tctgφ+ (0,5...2) = 2ctg45º +2 = 4 мм;

- величина перебега резца, мм,= 1-3 мм, принимаем= 3 мм;

- величина пути для снятия пробных стружек, мм. В массовом производстве при работе на настроенных станкахне учитывается;

i- число рабочих ходов резца,i= 1. Основное время, мин, равно:

6.2. Расчет штучного времени

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию:

где - вспомогательное время, мин. состоит из:

— время на установку и снятие детали по табл.22П — 1,10 мин;

— время на рабочий ход по табл. 23П принимаем 0,8 мин;

— время на измерение детали по табл.24П принимаем 0,16 мин;

= 1,10 + 0,8 + 0,16 = 2,06 мин.

Оперативное время

= (0,32 + 0,89 + 1,12) +2,06 = 4,39мин.

Время обслуживания рабочего места = (3-8 %)·;

время перерывов в работе = (4-9 %)·.

Штучное время = 4,39 + 0,05·4,39 + 0,05·4,39= 4,83мин.

7. Расчет потребности в оборудовании

Расчетное количество станков zдля выполнения определенной операции при массовом производстве равно:

,

где П- программа выпуска деталей в смену, шт., принимаем П = 500шт;

- время работы станка в смену, ч,= 8 ч,

8. Технико-экономическая эффективность.

8.1. Коэффициент основного времени

Коэффициент основного времени

Данные говорят о том, что при выполнении операции точения относительно много времени отводится для вспомогательных действий, поэтому следует провести организационные или технологические мероприятия по механизации процессов, сокращению вспомогательного времени и т.д.

2. Коэффициент использования станка по мощности

,

где — коэффициент использования станка по мощности;

— мощность резания, кВт,= 3,68 кВт;

- мощность главного привода станка, кВт,= 7,5 кВт;

η - КПД станка, η = 0,75.

Чем ближе к 1, тем более полно используется мощность станка. В моем случае коэффициент использования станка по мощности не высок.

9. Факторы, влияющие на режимы резания.

Основные положения теории резания металлов используются как при конструировании и расчете станков и инструментов, так и при их эксплуатации. В последнем случае это сводится в основном к назначению элементов режима резания с наиболее полным использованием режущих свойств инструмента и кинематических и динамических данных станка, при непременном условии полу­чения доброкачественной обработанной поверхности.

Назначить основные элементы режима резания — это значит определить глубину резания, подачу и скорость; при этом опти­мальными из них будут, те, которые обеспечивают на данном стан­ке наименьшую себестоимость процесса обработки. Такой порядок назначения элементов режима резания, когда для заданного инструмента сначала выбирается максимально возможная и целесо­образная глубина резания t(ширина среза), затем максимально возможная подачаs, а потом уже подсчитывается (с учетом опти­мальной стойкости и других конкретных условий обработки) ско­рость резанияv, объясняется тем, что для обычных резцов(> 0 приt > s) на температуру резания, а, следовательно, на износ и стойкость резца наименьшее влияние оказывает глубина резания, большее — подача и еще большее — скорость резания.

Для назначения элементов режима резания необходимо знать:

материал заготовки и его физико-механические свойства;

размеры заготовки;

размеры детали и технические условия на ее обрабо­танные поверхности;

материал и геометрические элементы режу­щей части инструмента, его размеры, максимально допустимый износ и оптимальную стойкость;

кинематические и динамические данные станка, на котором будут обрабатывать данную заготовку.

В стружку уходит от 60 до 86% общего количества теплоты, причем, чем больше скорость резания, тем выше этот процент. В среднем при токарной обработке:

в стружку уходит 50—86% общего количества теплоты,

в резец 40—10%,

в заготовку 9—3% и

в окружающую среду около 1%.

На распределение теплоты между объектами влияет ряд факторов, наиболее важными из которых являются скорость резания и толщина среза. При чистовой обработке в заготовку уходит теплоты больше, чем при черновой обработке.

Теплота, переходящая в резец, размягчает его (снижает твер­дость) и делает менее износостойким. На стойкость инструмента в основном влияет высокая температура, создаваемая в тонких поверхностных слоях , подвергающихся износу. Под действием высокой температуры (температуры резания) в этих слоях могут происходить отпуск и соответствующие структурные изменения, сильно влияющие на твердость, а, следовательно, и на интенсивность износа режущего инструмента.

Так, твердая структура мартенсит (HRC 62—65), получаемая в результате соответствующей термической обработки быстрорежу­щей стали, начиная с температуры 550—600°С, интенсивно распа­дается на менее твердые и износостойкие структуры (троостит, троосто-мартенсит), что делает инструмент из быстрорежущих ста­лей неработоспособным (быстроизнашивающимся), если его по­верхности трения будут нагреваться в процессе резания до 600°С и выше.

Выделяясь в зоне стружкообразования и в местах контакта стружки с инструментом и инструмента с заготовкой, теплота влияет на состояние трущихся поверхностей (изменяя коэффициент трения), на точность обработки, на весь процесс резания и связан­ные с ним явления (деформации, наростообразование, упрочнение, износ инструмента и др.).

Исследования показывают, что для любого обрабатываемого металла и даже вида обработки есть своя наиболее оптимальная смазочно-охлаждающая жидкость и что наибольшую эффектив­ность смазочно-охлаждающие жидкости обеспечивают при резании вязких, высокопластичных и сильно упрочняющихся при деформа­ции металлов; с увеличением толщины среза и скорости резания эффект облегчения стружкообразования от применения смазочно-охлаждающих жидкостей уменьшается.

Титановольфрамовые твердые сплавы обозначаются буквами ТК и цифрами, стоящими после каждой цифры, которые указывают конкретное содержание карбида титана и кобальта. Так, Т15К6 содержит 15 % карбида титана, 6 % кобальта, остальное - карбид вольфрама. Теплостойкость сплавов группы ТК – до 900-1000 °С.