Совершенствование процессов механической обработки деталей резанием

Машинное время t_маш (в минутах) при обработке для одной детали определяют по выражению

, (3.34)

где L – суммарная величина хода режущего инструмента при обработке детали за один проход (мм); S_инстр – скорость продольной подачи режущего инструмента (в метрах в минуту) [10].

Соответственно величина продольной подачи составит (в мм):

, (3.35)

где – ход подвода инструмента к детали (мм); – ход отвода инструмента от детали (мм); – ход, соответствующий длине «врезания инструмента» в деталь; – ход, соответствующий длине «выхода инструмента»; l – длина обрабатываемой поверхности; y₁ – суммарный ход подвода инструмента к длине l; y₂ – суммарный ход отвода инструмента.

Между скоростью резания V_p и стойкостью инструмента в минутах машинного времени Т_инстр = Т_и существует зависимость

, (3.36)

где А_р – коэффициент, определяющий условия резания, т.е. влияний температур, давлений, прочности режущего инструмента; m – показатель степени, зависящий от условий резания.

Потребная мощность N_р.э обработки резанием

, (3.37)

где N_р.э – эффективная мощность резания; Р_р – усиление резания (Н); V_р – скорость резания (метры в минуту).

Для пересчета скорости резания в зависимости от выбранной стойкости режущего инструмента Т_и можно использовать выражение

, (3.38)

где – искомая скорость резания при стойкости инструмента Т_1и (метры в минуту); – скорость резания, соответствующая нормативной стойкости инструмента Т_и; Т_1и – выбранная стойкость инструмента в минутах машинного времени для условий повышения или понижения качества режущего инструмента; Т_и – данная стойкость режущего инструмента, выбранная по нормативам в минутах машинного времени; m – показатель степени.

Использование инструментов с повышенной стойкостью режущих кромок, помимо увеличения значений Т_1и увеличивает точность обработки деталей, уменьшает погрешности при обработке, в случае рационального выбора величин V_р и Р_р приводит к повышению качества отремонтированных деталей, даже по сравнению с новыми запасными частями заводского изготовления. Для этого необходимо выбирать такие режимы резания, чтобы структуры поверхностных и подповерхностных слоев металла для рабочих поверхностей были оптимальными.

Для различных скоростей обработки металлов резанием необходимо использовать соответствующие режущие материалы, адекватные режимам нагружения станка, силовой схеме обрабатываемой детали и свойствам обрабатываемого материала.

Стоимость Q_р капитального ремонта автомобиля или его агрегата, исходя из экономических показателей, может быть записана в виде

, (3.39)

где С_н – стоимость нового автомобиля; m – количество ремонтов на пробег L_р; L_р – послеремонтный пробег автомобиля (агрегата); q – средняя величина стои­мости текущего ремонта за пробег.

Другая форма записи для (3.39):

. (3.40)

Величина это параметр потока отказов w, следовательно:

, (3.41)

где Р(L_p) – показатель вероятности безотказного состояния автомобиля или агрегата, правая часть выражения (3.41) соответствует параметру потока отказов.

Увеличение послеремонтного пробега L_p на величину DL_p приводит к увеличению стоимости ремонта . Уменьшение параметра потока отказов на величину Dw_р также приводит к увеличению стоимости капитального ремонта на величину . Вследствие этого правомерно наличие зависимости

, (3.42)

т.е. улучшение показателей по ресурсу и параметру потока отказов автомобильных двигателей и автомобилей вызывает увеличение объема и стоимости капитального ремонта до величины . Условия проведения ремонта в соответствии с зависимостью (3.42) требуют дополнительных затрат в ремонтном производстве на материалы, инструменты и оборудование повышенного каче­ства с увеличенной стоимостью.

В связи с изложенным, вопросы выбора экономических затрат при использовании инструмента той или иной стоимости должны соответствовать выбранным экономическим показателям для технологических процессов. В зависимости от масштабов производства могут быть выбраны как более дорогие, так и более приемлемые по стоимости инструментальные материалы. Наиболее доступными по цене для изготовления режущего инструмента являются углеродистые инструментальные стали, затем – быстрорежущие стали, инструментальные твердые сплавы и минералокерамические режущие материалы. Каждый из видов режущего материала имеет свое назначение, при котором его использование будет экономически оправдано как при производстве ремонта, так и при последующей эксплуатации отремонтированных деталей.

Углеродистые инструментальные стали, например, У10, У10А, У11, У11А, предназначены для изготовления свёрл малого диаметра, метчиков, развёрток, резьбонарезных плашек, фрез малого диаметра и т.п. инструмента. Составы сталей У10А, У11А и У12А приведены в табл. 3.6.

Таблица 3.6