2. Проверка по прочности механизма продольной подачи станка

Осевая сила которая оказывает непосредственное влияние на прочность механизма продольной подачи станка, должна быть меньше или равна наибольшему усилию, допускаемому механизмом продольной подачи станка:

где - осевая сила резания, Н, принимаем ;

- наибольшее усилие, допускаемое механизм продольной подачи станка, Н. По паспортным данным станка 1К62 наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи станка, равно 3600 Н.

Осевая сила .

Так как (597,2 < 3600 Н), выбранный режим резания удовлетворяет условию прочности механизма продольной подачи станка.

2. Проверка по прочности державки резца

Условие по прочности державки резца выражается следующей формулой:

где - наибольшее напряжение в теле резца, зависящее от воспринимаемой нагрузки, материала тела резца и размеров его поперечного сечения,

,

где - изгибающий момент, Нм;

l - вылет резца из резцедержателя, м; вылет резца принимаем l = 1,5 H (H- высота державки резца, H = 25 мм);

W— осевой момент сопротивления или момент сопротивления при изгибе, (для прямоугольного сечения W = ВН²/6);

[] — допустимое напряжение для державки резца, МПа (для стали = 200 - 250 МПа). Принимаем = 200 МПа.

Тогда напряжение в теле резца определяется по формуле:

Так как (33,6 < 200 МПа), выбранный режим резания удовлетворяет условию по прочности державки резца.

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, = t ctg φ + (0,5...2) = 2 ctg 45º +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 станках не 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 z для 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 подача s, а потом уже подсчитывается (с учетом опти­мальной стойкости и других конкретных условий обработки) ско­рость резания v, объясняется тем, что для обычных резцов ( > 0 при t > 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.