Расчет режимов резания при фрезеровании Методические рекомендации (стр. 4 из 12)
2.5. Проверка выбранного режима резания
Выбранный режим резания проверяют по использованию мощности на шпинделе станка и по усилию, необходимому для осуществления движения подачи.
Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе:
Nр £ Nшп ,
где Nр - эффективная мощность резания, кВт;
Nшп - допустимая мощность на шпинделе, определяемая по мощности привода, кВт.
Приводом станка является совокупность механизмов от источника движения до рабочего органа. Приводом главного движения резания является совокупность механизмов от электродвигателя до шпинделя станка, а его мощность определится исходя из мощности электродвигателя и потерь в механизмах.
Мощность на шпинделе определится по формуле
Nшп = Nэ • h ,
где Nэ - мощность электродвигателя привода главного движения резания, кВт, h - КПД механизмов привода станка, h = 0,7 ... 0,8.
 |
Мощность резания при фрезеровании определяется по формуле
где Мкр - крутящий момент на шпинделе, Нм, n - число оборотов фрезы, мин-1.
 |
Крутящий момент на шпинделе станка определится по формуле:
где Рz - главная составляющая (касательная) силы резания, Н; D - диаметр фрезы, мм.
 |
Главная составляющая силы резания Pz при фрезеровании определяется по формуле
где Cp - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и другие условия;
Kp - общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение коэффициентов, отражающих состояние отдельных параметров, влияющих на величину силы резания,
Kр = Kmр • Kvр • Kgр • Kjv,
- Kmр - коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки (табл.17);
- Kvр - коэффициент, учитывающий скорость резания (табл.18);
- Kgр - коэффициент, учитывающий величину переднего угла g (табл.19) ;
- Kjр - коэффициент, учитывающий величину угла в плане j (табл.19).
Значения коэффициента Ср и показателей степеней x , y, u, q, w приведены в табл.16.
Величина радиальной составляющей силы резания Рy может быть определена по соотношению Рy ≈ 0,4 Рz.
Если условие Nр £ Nшп не выдерживается, то необходимо уменьшить скорость резания или изменить другие параметры резания.
При фрезеровании имеет большое значение представление силы резания по вертикальной Pв и горизонтальной Рг составляющим. Горизонтальная составляющая силы резания Рг представляет собой силу, которую необходимо приложить для обеспечения движения подачи, она должна быть меньше (или равна) наибольшей силы, допускаемой механизмом продольной подачи станка:
Рг £ Рдоп, Н.
где Рдоп - наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи станка (Н), берется из паспортных данных станка (табл.20).
Горизонтальная составляющая силы резания определяется из приведённых ниже соотношений и зависит от вида торцового фрезерования /5/:
- при симметричном фрезеровании - Рг = (0,3...0,4) • Рz;
- при несимметричном встречном - Рг = (0,6...0,8) • Рz;
- при несимметричном попутном - Рг = (0,2...0,3) • Рz ;
Если условие Рг £ Рдоп не выдерживается, необходимо уменьшить силу резания Рz за счет уменьшения подачи на зуб Sz и, соответственно, скорости движения подачи vS (минутной подачи Sм).
2.6. Расчёт времени выполнения операции и использования оборудования
Штучное время Тшт - время, затрачиваемое на выполнение операции, определяется как интервал времени, равный отношению цикла технологической операции к числу одновременно изготовляемых изделий и рассчитывается как сумма составляющих
Тшт = То + Твсп + Тобс + Тотд, (мин)
где То - основное время, это часть штучного времени, затрачиваемая на изменение и последующее определение состояние предмета труда, т.е. время непосредственного воздействия инструмента на заготовку;
Твсп - вспомогательное время, это часть штучного времени, затрачиваемая на выполнение приёмов, необходимых для обеспечения непосредственного воздействия на заготовку.
Тобс - время обслуживания рабочего места, это часть штучного времени, затрачиваемая исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ними и рабочим местом. Время обслуживания рабочего места складывается из времени организационного обслуживания (осмотр и опробование станка, раскладка и уборка инструмента, смазка и очистка станка) и времени технического обслуживания (регулирование и подналадка станка, смена и подналадка режущего инструмента, правка шлифовальных кругов и т.п.);
Тотд - время на личные потребности, это часть штучного времени, затрачиваемая человеком на личные потребности и, при утомительных работах, на дополнительный отдых;
2.6.1. Основное время
Основное время при фрезеровании равно отношению длины пути, пройденного фрезой, за число рабочих ходов к скорости движения подачи, и определяется по формуле
 |
где L - общая длина прохода фрезы в направлении подачи, мм;
- i - число рабочих ходов;
- l - длина обрабатываемой заготовки, мм;
- l1 - величина врезания фрезы, мм;
- l2 - величина перебега фрезы, мм; l2 = 1...5 мм.
Величина врезания l1 при фрезеровании торцовыми фрезами определяется из условий:
 |
- при симметричном неполном (для случая на рис.2а):
- при несимметричном встречном (для случая на рис.2б):
 |
- при несимметричном попутном (для случая на рис.2в):
l1 = 0,5 • D,
где D - диаметр фрезы, мм; В - ширина заготовки, мм; C1 - величина смещения фрезы относительно торца заготовки (рис.2б).
2.6.2 Вспомогательное время.
К этому времени относится время, затрачиваемое на установку, закрепление, снятие заготовки (табл. 21), время на управление станком при подготовке рабочего хода (табл. 22), выполнение измерений в процессе обработки (табл. 23).
2.6.3. Оперативное время.
Сумму основного и вспомогательного времени называют оперативным временем:
Tоп = То + Твсп .
Оперативное время является основным составляющим штучного времени.
2.6.4. Время на обслуживание рабочего места и время на личные надобности
Время на обслуживание рабочего места и время на личные надобности часто берут в процентах от оперативного времени :
Тобс = (3...8 % ) • Tоп; Тотд = (4...9 % ) • Tоп; Тобс + Тотд ≈ 10% Tоп.
2.6.5. Штучно - калькуляционное время
Для определения нормы времени - времени выполнения определённого объёма работ в конкретных производственных условиях одним или несколькими рабочими, необходимо определить штучно - калькуляционное время Тшк, в которое входит, помимо штучного времени, ещё и время на подготовку рабочих и средств производства к выполнению технологической операции и приведение их в первоначальное состояние после её окончания - подготовительно - заключительное время Тпз. Это время необходимо для получения задания, приспособлений, оснастки, инструмента, установки их, для наладки станка на выполнение операции, снятие всех средств оснащения и сдачи их (табл.24). В штучно - калькуляционное время подготовительно - заключительное время входит как доля его, приходящаяся на одну заготовку. Чем большее число заготовок n обрабатывается с одной наладки станка (с одного установа, в одной операции) тем меньшая часть подготовительно - заключительного времени входит в состав штучно - калькуляционного.
 |
В массовом производстве Тпз принимается равным нулю, так как практически вся работа выполняется при одной наладке станка.
2.6.6. Расчёт потребности в оборудовании.
 |
Расчетное количество станков (Z) для выполнения определенной операции рассчитывается по формуле
где Тшт - штучное время, мин; П - программа выполнения деталей в смену, шт.;
Тсм - время работы станка в смену, ч. В расчётах принимается время работы станка в смену Тсм = 8 часов, в реальных условиях на каждом предприятии это время может приниматься иным.
2.6.7. Технико-экономическая эффективность.
Оценку технико-экономической эффективности технологической операции проводят по ряду коэффициентов, в числе которых: коэффициент основного времени и коэффициент использования станка по мощности /7, 8, 9/.
Коэффициент основного времени Ко определяет его долю в общем времени, затрачиваемом на выполнение операции
 |
где Kо - коэффициент основного времени /9/.
Чем выше Kо, тем лучше построен технологический процесс, поскольку больше времени, отведённого на операцию, станок работает, а не простаивает, т.е. в этом случае уменьшается доля вспомогательного времени.