Расчет режимов резания при фрезеровании

      Для станка 6Р13 Р_доп = 15000 Н.

      Горизонтальная  составляющая силы резания Рг при  условии несимметричного встречного чернового фрезерования

      Р_г = 0,6 • Р_z1 = 0,6 • 31364,3 = 18818,58 Н.

      Так как условие Р_г £ Р_доп не соблюдается (18818,58 > 15000 ), выбранный режим резания не удовлетворяет условию прочности механизма продольной подачи станка. Для снижения горизонтальной составляющей силы резания необходимо уменьшить подачу на зуб фрезы. Представим формулу расчёта главной составляющей силы резания в виде

       Наибольшее  допустимое механизмом подачи значение главной составляющей силы резания должно быть не больше P_z1 £ P_доп / 0,6 ≤ 15000 / 0,6 ≤ 25000 Н. Из этого условия находим S_z1

       По вновь  выбранному значению S_z1 определяем v_s1 = 0,192 • 12 • 40 = 92,16 мм/мин, ближайшее меньшее значение на станке v_s1 = 80 мм/мин. Фактическая подача на оборот фрезы составит S_oф = 2 мм/об, фактическая подача на зуб фрезы составит S_zф = 0,167 мм/зуб.

      В связи с многократным превышением  показателей первого расчёта  над допустимыми необходимо провести проверку правильности выбора режима резания при чистовом переходе.

       Главная составляющая силы резания при чистовой обработке  значительно ниже допустимых величин, в связи с чем корректировать расчёт не требуется. 

      Окончательно  данные расчёта сведены в таблице 

 

      Таким образом станок налаживается по следующим  величинам:

      Черновой  переход        n_ф1 = 40 мин^-1,         v_S1 = 80 мм/мин;

      Чистовой  переход        n_ф2 = 1050 мин^-1,      v_S2 = 315 мм/мин.

3.2.4. Расчёт времени  выполнения операции.

3.2.4.1. Расчёт основного времени.

 

       Основное время  определяем по формуле

      Длина фрезерования l = 800 мм;

      Величина  врезания фрезы l₁ определяется для условия несимметричного встречного фрезерования, принимаем С₁ = 0,04 • D,

       l₁ = 0,5•125 - √0,04•125•(125 - 0,04•125) = 62,25 - 24,25 = 38 мм.

      Величину  перебега фрезы l₂ для чернового и чистового фрезерования принимаем одинаковой l₂ = 5 мм.

      Число рабочих ходов i при чистовом и  черновом фрезеровании равно 1.

      Общая длина прохода фрезы для чернового  и чистового фрезерования

      L = 800 + 38 + 5 = 843 мм.

      Основное  время при торцовом фрезеровании заготовки за черновой и чистовой переходы составит:

      

3.2.4.2. Определение штучного  времени.

      Штучное время, затрачиваемое на данную операцию, определяется как

      Т_шт = Т_о + Т_всп + Т_обс + Т_отд

      Вспомогательное время Т_всп, затрачиваемое на установку и cнятие детали, определяем по таблице 21. Принимаем способ установки детали при длине 800 мм - на столе с выверкой средней сложности; при массе детали до 10 кг - время на установку и снятие заготовки равно 1,8 мин. Вспомогательное время на рабочий ход (таблица 22) принимаем для обработки плоскостей с одной пробной стружкой  - 0,7 мин и на последующие проходы - 0,1 мин всего - 0,8 мин. Вpемя на измеpение заготовки с помощью штангенциркуля (таблица 23) по ширине и толщине заготовки (высоте от стола) - размеры до 100 мм с точностью до 0,1 мм, принимаем равным 0,13 мин.

      Т_всп = 1,8 + 0,8 + 0,13 = 2,73 мин.

      Тогда оперативное время

      T_оп1 = Т_о + Т_всп = 10,54 + 2,73 = 13,27 мин.

Т_о2 = 2,68 + 2,73 = 5,41 мин

      Время на обслуживание pабочего места и вpемя на отдых принимаем в процентах от оперативного времени:

      Т_отд1 + Т_обс1 = 10 % • T_оп = 0,1 • 13,27 = 1,32 мин ;

      Т_отд2 + Т_обс2 = 10 % • T_оп = 0,1 • 5,41 = 0,54 мин ; 

      Штучное время, затрачиваемое на данную операцию,

      Т_шт1 = Т_о1 + Т_всп1 + Т_обс1 + Т_отд1 = Т_о1 • 0,1 Т_о1 =13,27 + 1,32 = 14,59 мин.

      Т_шт2 = Т_о2 + Т_всп2 + Т_обс2 + Т_отд2 = Т_о2 • 0,1 Т_о2 = 5,41 + 0,54 = 5,95 мин.

3.2.4.3. Определение штучно-калькуляционного  времени

       Норма подготовительно - заключительного времени на выполнение данной операции при установке заготовки на столе с креплением болтами и планками (таблица 24) составит 24 мин.

      

3.2.5. Определение технико  - экономической эффективности

3.2.5.1. Определение потребного  количества станков

       Принимаем количество станков необходимых для выполнения черновой обработки - Z_1ф = 6 шт, и для чистовой обработки Z_2ф = 3 шт. Шести станков для черновой операции на всю операционную партию не хватает, однако приняв 7 станков получим большой недогруз станков по времени работы. Предпочтительней принять загрузку шести станков с добавлением одной целой смены за определённый период времени. Для операции чистовой обработки 3 станка не будут полностью загружены в течение смены и с тем, чтобы их не переналаживать на выполнение другой операции необходимо откорректировать размер сменного задания - операционную партию. Одну смену за определённый период можно освободить для выполнения других работ или профилактики оборудования. При этом операционные партии составят

      П_1ф = Z_1ф • Т_см • 60 / Т_шк1 =6 • 8 • 60 / 14,71 = 196 шт.

      П_2ф = Z_2ф • Т_см • 60 / Т_шк2 =3 • 8 • 60 / 6,07 = 237 шт.

      При черновой обработке нехватка оборудования составит

      (П₁ - П_1ф) / П₁= (200 - 196) / 200 = 1 / 50,

      т.е. через 50 смен необходимо добавить ещё  одну для выполнения всего задания.

      При чистовой обработке излишек времени  оборудования составит

      (П_2ф - П₂) / П₂ = (237-200) / 200 = 10 / 54,

      т.е. примерно на каждые 6 смен одна смена  может быть освобождена для выполнения других работ.

3.2.5.2. Коэффициент основного  вpемени

      В рассчитанных операциях основное время в составе штучного времени будет иметь следующую долю

      К_о1 = Т_о1 / Т_ш1 = 10,54 / 14,59 = 0,72

      К_о2 = Т_о2 / Т_ш2 = 2,68 / 5,95 = 0,45

      Данные  говорят о том, что при выполнении чистовой обработки относительно много времени отводится для вспомогательных действий, поэтому следует провести организационные или технологические мероприятия по механизации процессов, сокращению вспомогательного времени, совмещению основного и вспомогательного времени и т.д. При выполнении черновой обработки доля основного времени достаточно высока и не требует первоочередного проведения каких-либо мероприятий.

3.2.5.3. Коэффициент использования  мощности станка

      При операции черновой обработки мощность резания составляет 8,04 кВт при  мощности на шпинделе станка 8,8 кВт, при этом коэффициент использования мощности составит

      К_N = N_p / N_ст • h = 8,04 / 11 • 0,8 = 0,92

      Коэффициент использования мощности станка K_N достаточно высок, при необходимости он может быть несколько повышен за счёт увеличения подачи на зуб. 
 
 

      СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

      1. Колокатов А.М. Методические указания  по расчету (назначению) режимов резания при торцовом фрезеровании. - М.,МИИСП, 1989. - 27 с.

      2. Некрасов С.С. Обработка материалов  резанием. - М.: Агропромиздат, 1988.- 336 с.

      3. Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки /Кривоухов В.А., Петруха П.П. и др. - М. :Машиностроение, 1967. - 654 с.

      4. Краткий справочник металлиста./ Под ред. А.Н.Малова и др. - Изд.2-е.- М. :Машиностроение, 1971. - 767 с.

      5. Справочник технолога - машиностроителя. В 2 т. /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К.Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985.

      6. Долматовский Г.А. Справочник  технолога по обработке металлов  резанием. - 3-е изд., перераб. - М.:ГНТИ, 1962. - 1236 с.

      7. Некрасов С.С., Байкалова В.Н Методические рекомендации по выполнению домашнего  задания по курсу "Обработка конструкционных материалов резанием" (для студентов факультетов механизации сельского хозяйства и инженерно-педагогического). - М.: МИИСП, 1988. - 38 с.

      8. Некрасов С.С., Байкалова В.Н., Колокатов  А.М. Определение технической нормы времени станочных операций: Методические рекомендации. - М.: МГАУ, 1995. - 20 с.

      9. Некрасов С.С., Колокатов А.М., Баграмов  Л.Г. Частные критерии оценки  технико-экономической эффективности  технологических процессов: Методические рекомендации. - М.: МГАУ, 1997. - 7 с. 
 
 
 
 
 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1

Стандартные торцовые фрезы