4. Расчёт периода стойкости стойкости инструмента из обеспечения максимальной производительности обработки, используя в качестве критерия трудоемкости норму штучно-калькуляционного времени

Переменная доля себестоимости операции, зависящая от скорости резания определяется формулой.

,

где - машинное время на операцию, ;

–минутная зарплата рабочего с начислениями, ;

–затраты связанные с эксплуатацией станка в течение 1 минуты; ;

- стоимость станкоминуты; ;

–время на смену затупившегося инструмента и его подналадку за период стойкости, мин;

–стоимость эксплуатации инструмента за период стойкости, ;

- количество обрабатываемых деталей за период стойкости, .

Для отыскания экономического периода стойкости _, соответствующего минимуму , находим первую производнуюи приравниваем к нулю:

.

Тогда ,

где m – показатель степени, зависящий от подачи и механических свойств обрабатываемого материала [_в=750 мПа], который равен 0,2 [2,табл. 17, стр.269].

При выборе экономического критерия в расчете периода стойкости можно использовать значения е =25 руб., Е=1,84 руб. для тарифной ставки 4-го разряда.

Рассчитываем периода стойкости :

мин

Для обеспечения максимальной производительности труда на данном рабочем месте обработку необходимо вести на _. При определении периода стойкости , соответствующего скорости, пренебрегают затратамина эксплуатацию инструмента за период его стойкости, т. е. Принимают=0.

тогда,

, мин

Рассчитываем период стойкости :

мин.

Так как Т_МП<Т_Э, то скорость резания _., при которой достигается максимальная производительность труда на данном рабочем месте, выше экономической скорости резания, т.е. .

Выбираем наименьшую себестоимость механической обработки, т.е. Т_МП

5. Расчёт скорости резания из условия обеспечения максимальной производительности обработки.

Скорость резания определяется по формуле:

м  мин (12)

где C_v – коэффициент, характеризующий условия обработки,

k_v – обобщённый поправочный коэффициент, учитывающий влияние изменённых условий резания на величину скорости резания;

x, y – показатели степени, характеризующие влияние t и s на скорость резания.

k_v=

где k_ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на скорость резания;

k_1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние вспомогатель-ного угла в плане на скорость резания;

k_r – поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца r.

для φ=90º k_ = 0,7 [2, табл.18, стр. 271]

для φ₁=15º k_1 = 0,97 [2, табл.18, стр. 271]

для r=1 мм k_r =0,94 [2, табл.18, стр. 271]

k_v = 0,7*0,97*0,94=0,64

В зависимости от характеристики подачи выбираем :

C_v=162; x_v = 0,15; y_v = 0,2; m = 0,2  2,табл. 17, стр.269 

, м мин.

8. Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

об мин (13)

Вычисляем значение частоты вращения шпинделя :

об  мин.

Принимаем n_шп = 2000 об/мин для станков типа 16К20Ф3 [2, табл.19, стр.17]

Действительная скорость резания :

м  мин (14)

м мин

Подставив выражение (14) в уравнение (12) и решив это уравнение относительно подачи, получим:

мм  об (15)

или

мм  об (16)

По уравнению (16) для каждого числа оборотов шпинделя может быть найдена такая подача S, при которой режущие свойства резца будут использованы полностью, т.е. будет обеспечиваться выбранный период стойкости инструмента Т_мп.

об мин.

9. Расчёт скорости резания из условия полного использования мощности станка.

Необходимо проверит условие, что мощность на шпинделе станка N_шп. должна быть больше мощности процесса резания N_рез.

Для станка 16К20Ф3 N_шп.=10 кВт. [2, табл. 9,стр. 17]

кВт (17)

Сила P_z определяется по формуле Н (18)

Поправочный коэффициент k_p , учитывающий фактические условия резания равен 1,638 по формуле (*)

P_z = 2040,5¹0,12^0,75126⁰1,638=340,6 Н

Мощность резания :

кВт

Проверяем условие по мощности резания :

N_рез=7,01 кВт.< N_станка=10 кВт.

Условие выполняется, значит дальнейшая обработка возможна.

Мощность станка с учетом КПД () и перегрузкиk_n:

(19)

Подставляя выражения (18) и (14) в уравнение (19) и решив уравнение относительно подачи, получим:

мм  об (20)

или ммоб (21)

По уравнению (21) для каждого числа оборотов шпинделя может быть найдена такая подача S, при которой мощность станка будет использована полностью.

Подача, при которой полностью используются режущие свойства резца и

мощность станка, называется одновременной и обозначается S_одн.

Для нахождения подачи S_одн. делим уравнение (20) на (21). Получаем:

мм  об (22)

мм  об.

8. Расчёт машинного времени выполняется по формуле

, мин. (23)

где L – общая длина прохода инструмента в направлении подачи, мм

n – число оборотов заготовки в минуту;

S – подача, мм об

i – число проходов .

Выбирается подача S₁ или S_одновр, при которой обеспечивается большая минутная подача, т.е. S₁=0,12 мм об

L= l + l₁ + l₂, мм (24)

где l – длина обрабатываемой поверхности, мм

l₁ – величина врезания, мм

l₂ – величина перебега, мм

мин.