Расчет режимов резания и норм времени выполним для чернового точения: диаметр заготовки D = 300мм, глубина резания t = 1,7 мм, длина L =50мм, материал заготовки – сталь углеродистая конструкционная 30ХГС.
Для выполнения данной операции выберем проходной упорный резец со следующими параметрами: главный угол резца в плане φ = 900; вспомогательный угол резца в плане φ1 = 100; главный передний угол γ = 100; угол наклона главной режущей кромки λ =00; сечение державки резца h = 25мм; b = 16мм; угол при вершине резца r = 1,0мм.
Зададим стойкость резца Т = 60 мин. Выберем подачу S = 0,8 мм/об
Рассчитаем скорость резания, определив все необходимые коэффициенты:
Cv=340; Xv= 0,15; Yv= 0,45; Mv= 0,20; Kμν= 1; Kuv= 1; Knv= 0,8; Kφν= 0,7; Kφ1v= 1; Krv= 0,94; Kqv= 1; Kov= 1.
Коэффициент Kv равен:
Kv=Kμv×Kuv×Knv×Kφv×Kφ1v×Krv×Kqv×Kov= 1·1·0,8·0,7·1·0,94·1·1= 0,53.
Скорость резания равна:
v=Cv·Kv /Tmv ·txv ·Syv = 340·0,53/600,20·1,70,15·0,80,45 = 359,6 м/мин.
Частота вращения шпинделя:
n =1000v/πD = 1000·359,6/3,14·300 = 381,7 мин–1.
Уточнив по паспортным данным станка 16К20 ближайшее меньшее значение, примем n = 350 мин–1.
Тогда действительная скорость резания равна:
v= 
= 
= 329,7 м/мин.
Рассчитаем составляющую силы резания Pz.
Cpz= 300; Xpz= 1,0; Ypz= 0,75; npz= –0,15; Kμpz=1; Kγpz= 1; Kλpz= 1; Kφ1v= 1; Krpz= 1;
Kφpz= 0,89;
Коэффициент
Kpz= Kμpz× Kφpz× Kγpz× Kλpz× Krpz= 1×0,89×1×1×1 = 0,89.
Составляющая силы резания:
Pz= 10× Cpz×tXpz×SYpz×vnpz × Kpz= 10×300×1,7×0,80,75×329,7–0,15×0,89 = 1610H.
Мощность Nрез потребляемую на резание, определим следующим образом:
Nрез= 
= 
= 8,7 кВт.
Мощность электродвигателя главного привода станка 16К20 Nдв = 11кВт. Мощность на шпинделе станка с учетом КПД станка равна: Nшп= Nдв×ηст= 11×0,85 = 9,35 кВт. Условие Nрез≤ Nшп выполняется, следовательно, станок выбран верно.
Норма штучного времени состоит из следующих составляющих:
Тшт = То+Тв+Тобс+Тотд,
где То– норма основного времени; Тв– норма вспомогательного времени; Тобс– время обслуживания рабочего места; Тотд– время на отдых и личные потребности.
Норма основного времени: l1+l2
То = (L+l1+l2)×i/S×n,
где l1+l2 – величина врезания и перебега инструмента; i – число проходов инструмента, необходимое для снятия припуска.
Величина врезания и перебега инструмента равна 3,5 мм, для удаления припуска необходим один проход инструмента, следовательно:
То = 
= 0,25 мин.
Норма вспомогательного времени состоит из времени на установку и закрепление детали в приспособлении tуст, времени, связанного с переходом (включение и выключение подачи, подвод и отвод инструмента и т.п.) tпер, и времени на контрольные измерения tизм.
В случае установки заготовки в патроне, измерении размеров получим:
Тв = tуст+ tпер+ tизм= 0,11+0,14+0,08 = 0,33 мин.
Основное и вспомогательное время в сумме дают оперативное время:
Топ = То+ Тв = 0,25+0,33 = 0,58 мин.
Норма штучного времени определиться следующим образом:
Тшт = (Тв+ То)×(1+(аобс+аотд)/100) = 0,58×(1+0,08) = 1,66 мин.
Диаметр отверстия, которое необходимо получить 100H7. Материал заготовки – сталь углеродистая конструкционная качественная 30ХГС. Глубина резания t = 1,5 мм, длина отверстия 100мм.
Для выполнения этой операции выберем зенкер насадной со вставными ножами из быстрорежущей стали. Диаметр зенкера 100мм и длина рабочей части L= 65мм.
Задаемся стойкостью зенкера Т = 80 мин. Подача S = 1,1 мм/об.
Определим скорость резания по формуле:
v = Cv·Dq·Kv/Tm·Sy·tx (1),
где Cv = 18; q= 0,6; x = 0,2; y = 0,3; m = 0,25.
Определим коэффициент Kv по соотношению:
Kv = Kmv·Kuv·Klv
где Klv = 0,8; Kmv = 1,07; Kuv = 1,0; Kv = 0,8·1,07·1 = 0,856.
Из уравнения (1) находим скорость резания:
v = 18·1000,6·0,856/800,25·1,10,3·1,50,2=18·15,8·0,856/2,99·1,029·1,08 = 73 м/мин.
Частота вращения шпинделя:
n = 
= 
= 232 об/мин.
Уточненное значение частоты вращения щпинделя по паспортным данным станка 200 об/мин.
Уточненная скорость резания:
v = 
= 
= 62,8 м/мин.
Определим крутящий момент Mкр по формуле:
Mкр = 10CM ·Dq·tx·Sy·Kp,
где CM = 0,09; q = 1,0; x = 0,9; y = 0,8.
Mкр = 10·0,09·1001·1,50,9·1,10,8·0,75=0,9·100·1,079·1,44·0,75 = 104 Н·м.
Осевая сила определяется по формуле:
P0 = 10CM · tx·Sy·Kp,
где Cp = 67; x = 1,2; y = 0,65.
P0 = 10CM · tx·Sy·Kp = 10·67·1,51,2·1,10,65·0,75 = 868,3 H.
Мощность резания определяют по формуле:
Ne = Mкр·n/9750 = 104·200/9750 = 2,1 кВт.
Расчет норм времени:
Норма штучного времени состоит из следующих состовляющих:
Тшт = То+Тв+Тобс+Тотд,
где То– норма основного времени; Тв– норма вспомогательного времени; Тобс– время обслуживания рабочего места; Тотд– время на отдых и личные потребности.
Норма основного времени:l1+l2
То = (L+l1+l2)×i/S×n,
где l1+l2 – величина врезания и перебега инструмента; i – число проходов инструмента, необходимое для снятия припуска.
Величина врезания и перебега инструмента равна 3,5 мм, для удаления припуска необходим один проход инструмента, следовательно:
То = 
= 1,6 мин.
Норма вспомогательного времени состоит из времени на установку и закрепление детали в приспособлении tуст, времени, связанного с переходом (включение и выключение подачи, подвод и отвод инструмента и т.п.) tпер, и времени на контрольные измерения tизм.
В случае установки заготовки в патроне, измерении размеров получим:
Тв = tуст+ tпер+ tизм = 0,11+0,14+0,08 = 0,33 мин.
Таким образом, оперативное время составляет:
Топ = То+ Тв = 0,33+1,6 = 1,99 мин.
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы был выбран способ изготовления типовой детали – фланца, изучен химический состав стали 30ХГС, были определены масса детали и расчетная масса поковки, определены класс точности (Т2), группа стали (М2) и степень сложности (С4). Назначены припуски и кузнечные напуски, установлены размеры поковки и их допускаемые значения. Разработан технологический маршрут для внутренней и внешней поверхностей детали, выбраны соответствующие станки и инструменты, рассчитаны режимы резания и норм времени.
В состав курсовой работы входят следующие чертежи:
– чертеж фланца;
– чертеж заготовки;