Технологический процесс изготовления детали (стр. 8 из 9)
где D1 – диаметр получаемого отверстия, мм;
D2 – диаметр исходного отверстия, мм;
t – глубина резания.
S = 0,12 мм/об;
= 0,98 мин.Определяем суммарное основное время:
= 0,07 + 1,52 + 0,98 = 2,57 мин.Определяем штучное время на операцию:
,То = 2,57 мин;
Твсп = Ту.с + Тз.о + Туп + Тиз,
Нормирование вспомогательного времени производим по [2] с использованием для среднесерийного производства коэффициента К = 1,85.
Ту.с = 0,47×1,85 = 0,87
вспомогательное время на установку и снятие детали, мин;
Тз.о = 0,024×1,85 = 0,044
вспомогательное время на закрепление и открепление детали в специальных приспособлениях, мин;
Туп = (0,01 + 0,04 + 0,06 + 0,01 + 0,025)×1,85 = 0,27
вспомогательное время на приёмы управления станком, мин;
Тиз = 0,16×1,85 = 0,30
вспомогательное время на измерение, мин;
Итого:
Твсп = 0,87 + 0,044 + 0,27 + 0,30 = 1,48 мин;
Время на обслуживание рабочего места слагается из времени на организационное обслуживание Торг и времени на техническое обслуживание рабочего места Ттех:
Тобсл = Торг + Ттех,
где Торг = 1,4 % от Топ =
= 0,1 мин;Ттех = tсм1 + tсм2 + tсм3 = 0,4 + 1,3 + 1,3 = 3 мин;
Отсюда:
Тобсл = (0,1 + 3)1,85 = 5,74 мин.
Время на отдых:
Тотд = 6 % от Топ =
= 0,45 мин.Штучное время на операцию:
= 10,24 минШтучно-калькуляционное время для среднесерийного производства вычисляем по формуле:
,где Тп-з = 16 мин [2, табл. 6.3, с.216];
n = 48 – величина партии деталей, шт..
Отсюда находим:
= 10,57 мин.7. Научно-исследовательская часть
Прогнозирование работоспособности сменных многогранных пластин режущих инструментов
Ресурс работоспособности режущих инструментов определяется интенсивностью изнашивания их рабочих поверхностей и возможностью поломки. Период стойкости инструментов, рассчитанный по первому критерию, приводится в справочной литературе. Отказ инструментов вследствие их поломки изучен значительно меньше из-за стохастического характера процесса разрушения и необходимости проведения дорогостоящих экспериментов. В лучшем случае, имеются рекомендации по расчёту критической подачи либо формулы [18], для использования которых часто отсутствует необходимая информация.
Между тем, достоверную информацию о возможности разрушения инструмента можно получить с помощью математического моделирования. Ниже рассматривается возможность использования метода конечных элементов (МКЭ) для прогнозирования разрушения сменных многогранных пластин (СМП) при различных условиях работы.
При моделировании СМП разбивали на ряды восьмиузловых изопараметрических элементов, размеры которых уменьшались по мере приближения к вершине резца. В глобальной системе координат
(рисунок 7.1, а), оси 
и 
которой привязаны к режущим кромкам резца, составляющие 
силы резания в системе координат станка, найденные по формулам [11], представили в следующем виде: 
где
- составляющие силы резания, направленные вдоль осей 
; 
- составляющие силы 
, действующие вдоль осей 
; 
- составляющие силы 
, действующие вдоль осей 
. Знаки учитывают направление действия указанных сил.До задания условий приложения внешних усилий к узлам конечно-элементной сетки необходимо уточнить их величину с учётом геометрии рассматриваемого инструмента и направления осей
. При изменении положения СМП (см. рисунок 7.1, а) происходит перераспределение составляющих, действующих вдоль осей глобальной системы координат. Если передний угол 
или угол наклона главной режущей кромки 
, то составляющие определяем по следующим зависимостям: 
.Силы действующие на СМП, необходимо разбить на составляющие, приложенные к соответствующим узлам. Было принято, что нагрузка от силы резания в узлах, расположенных на передней поверхности, распределяется по закону
,где
- максимальная удельная сила резания по длине l режущей кромки; x – координата текущей i-ой точки вдоль ширины b площадки контакта СМП со стружкой [19].В этом случае
,где
- среднее значение удельной силы.Такой закон распределения нагрузки достаточно точно соответствует реальным условиям контакта СМП со стружкой. Аналогично находили распределение нагрузки в узлах, расположенных на задней поверхности СМП.
Кроме силы резания, на СМП действует сила зажима, возникающая в узле крепления, а также высокая температура в зоне резания. Эту температуру, найденную в узлах конечно-элементной сетки для различных условий резания, учитывали при расчёте напряжённого состояния СМП.
По нормальным и касательным напряжениям, полученным в результате расчётов в узлах конечно-элементной сетки, можно определить главные напряжения
, а затем – эквивалентные напряжения, т.е. одноосные растягивающие напряжения, соответствующие рассматриваемому сложному напряжённому состоянию.Проанализируем результаты моделирования напряжённого состояния СМП из твёрдого сплава Т15К6 при черновом точении стали 45. Вследствие действия контактных нагрузок и температуры наибольшие растягивающие напряжения наблюдаются вблизи режущей кромки и около вершины резца, а далее напряжения распространяются с разной интенсивностью по всей СМП. Высокие напряжения (особенно в трёхгранных СМП с отверстием) наблюдаются вдоль вспомогательной задней поверхности. За пределами зоны контакта стружки с передней поверхностью напряжения примерно в 2 раза меньше.
Напряжения, возникающие в одинаковых условиях резания около вершины трехгранной твердосплавной СМП, примерно в 1,5 раза выше, чем около вершины квадратной СМП, при их закреплении L-образным рычагом (данные получены при скорости резания v = 150 м/мин, подаче s = 0,8 мм/об, глубине резания t = 7 мм и главном угле в плане
).Методом линейного регрессионного анализа была найдена следующая зависимость главных растягивающих напряжений в СМП от t, s, v и
: 
. Значения показателей степени, полученные при разных способах крепления СМП, приведены в таблице. Легко заметить, что наибольшее влияние на напряжения оказывает подача. | Элемент крепления СМП | a | c | d | k | m |
| Клин |  |  |  |  |  |
| Рычаг |  |  |  |  |  |
| Прихват |  |  |  |  |  |
| Клин и прихват |  |  |  |  |  |
| Винт |  |  |  |  |  |
Примечание. Данные в числителе дробей относятся к квадратной СМП, в знаменателе – к трёхгранной.