Politechnika Warszawska, Wydział Transportu Zakład Podstawy Budowy Urządzeń Transportowych Podstawy Budowy Maszyn I Rok akademicki 2008/2009
Nazwisko i imię
Grupa/podgrupa
Ocena
Ćwiczenie nr 2 Temat: Obróbka skrawaniem.
Data wykonania ćwiczenia
Data oddania sprawozdania
I: Obróbka skrawaniem. Dane:
Tok obliczeń:
Wynik:
Czynności początkowe: Średnica wałka: dmax=42 [mm]
Długość wałka:
1. Dobór materiału wyjściowego elementu oraz dobór wymiarów początkowych. a) Dobór materiału – stal węglowa 15 Właściwości materiału Rm<650MPa b) Dobór początkowej średnicy pręta dp=dmax+d1=42mm+1mm=43mm±0.75mm 1
Rm<650 [MPa]
d1 - naddatek do toczenia zgrubnego dpmax=43.75mm dpmin=42.25mm
lmax=62 [mm]
dp=43 [mm]
c) Dobór początkowej długości pręta lp=lmax+l1=62mm+50mm=112mm l1 –naddatek na planowanie czoła i na zamocowanie w
lp=112 [mm]
uchwycie trójszczękowym samocentrującym Psil=7 [kW] φ= 1,26
η=0.75 [kW]
1. Dobór typu tokarki Tokarka kołowa uniwersalna Średnica toczenia nad suportem Moc silnika Ciąg φ
TUJ50 330 Psil=7 [kW] φ= 1,26 η=0.75 [kW] 2. Założenia dla poszczególnych operacji toczenia: 3.1.Trwałość ostrza noża tokarskiego – 60min 3.2.Przyjmujemy noże ze stali szybkotnącej 3.3.Element jest raz mocowany i raz zdejmowany 3.4.Założenia dotyczące doboru maksymalnych grubości warstw skrawanych: a) Obróbka zgrubna - 3mm (max) b) Obróbka kształtowa – 0.3 ÷ 0.5 mm c) Obróbka wykańczająca – 0.15 ÷ 0.3 mm 3.1.Przy obróbce zgrubnej i wykańczającej przewidujemy tylko jedno przejście noża.
1. Planowanie zabiegów, dobór parametrów i obliczenia technologiczne. dp=43 mm
4.1. Planowanie czoła.
dk=42mm
a) dobór noża: nóż boczny wygięty NNBd 10x10 b) dobór sił:
Fdopgł.=2200 N
Fdopspzam=15000 [N]
p=0.1 [mmobr]
Fdopsztnoża=2200 [N]
c) posuw: p=0.10-0.15 [mmobr]
d) szybkość skrawania:
n=236 obrmin
v=πdn1000⟹ nteor=1000vπd v - prędkość obrotowa
teoretyczna,
n-liczba obrotów
v=32 mmin g=0.5 mm
vteor=40 mmin nteor=1000*403.14*43=297obrmin
A=0.05 mm2 Fgł=2200 N
nrzecz=236 obrmin
2
vrzecz=3.14*43*2361000=32 mmin
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=0.5 [mm]
Pskr=1.17 kW
przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.10 * 0.5 = 0.05 [mm^2] f) siła główna skrawania:
Pob.=1.56 kW
ks=FgłA=22000.0544000 Nmm2 dp=42 mm dk=36 mm
Fgł=Aks=0.05*44000=2200 N
Fgł=2200 N p=0.3 mmobr
g) moc skrawania: Pskr=FgłV60000=2200*3260000=1.17 kW
n=240 obrmin
h) rzeczywista moc obrabiarki:
v=31.6 mmin
Pob.=Pskrη=1,170.75=1.56 kW
g=3 mm
4.2. Toczenie wzdłużne zgrubne do średnicy ∅36mm
A=0.9 mm2
a) dobór noża: nóż prosty NNZa 10x10 b) dobór sił:
Fgł=2200 N
Fdopspzam=15000 [N] Fdopsztnoża=2200 [N]
Pskr=1.16 kW
c) posuw:
Pob.=1.55 kW
p=0.25-0.35 [mmobr]
d) szybkość skrawania: vteor=40 mmin
Fgł=2200 N
nteor=1000*403.14*42=303obrmin dp=36 mm
nrzecz=240 obrmin
dk=30 mm
vrzecz=3.14*42*2401000=31.6 mmin
p=0.3 mmobr
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=3 [mm]
n=281 obrmin
przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.3* 3= 0.9 [mm^2]
v=31.8 mmin
f) siła główna skrawania:
g=3 mm
ks=FgłA=22000.9=2444 Nmm2
A=0.9 mm2
Fgł=Aks=0.9*2444=2200 N 3
Fgł=2200 N
g) moc skrawania: Pskr=FgłV60000=2200*31.660000=1.16 kW
Pskr=1.16 kW
h) rzeczywista moc obrabiarki:
Pob.=1.55 kW
Pob.=Pskrη=1.160.75=1.55kW
4.3. Toczenie wzdłużne zgrubne do średnicy ∅30 a) dobór noża: nóż prosty NNZa 10x10
Fgł=2200 N
b) dobór sił: Fdopspzam=15000 [N]
p=0.2 mmobr
Fdopsztnoża=2200 [N] dp=30 mm dk=24 mm
c) posuw:
n=336 obrmin
p=0.25-0.35 [mmobr]
v=31.6 mmin
d) szybkość skrawania:
g=3 mm
vteor=40 mmin
A=0.6 mm2
nteor=1000*403.14*36=354obrmin nrzecz=281 obrmin
Fgł=2200 N
vrzecz=3.14*36*2811000=31.8 mmin
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=3 [mm]
Pskr=1.16 kW
przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.3* 3= 0.9 [mm^2]
Pob.=1.55 kW
f) siła główna skrawania: ks=FgłA=22000.9=2444 Nmm2 Fgł=2200 N Fgł=Aks=0.9*2444=2200 N p=0.2 mmobr
g) moc skrawania:
n=421 obrmin
dp=24mm
Pskr=FgłV60000=2200*31.860000=1.16 kW
v=31.7 mmin
dk=20mm
h) rzeczywista moc obrabiarki:
g=2 mm
Pob.=Pskrη=1.160.75=1.55 kW
A=0.4[mm2]
4.4. Toczenie wzdłużne zgrubne do średnicy 24. a) dobór noża: nóż prosty NNZa 10x10 4
b) dobór sił:
Fgł=2200 N
Fdopspzam=11240 [N] Fdopsztnoża=2200 [N]
Pskr =1.16 kW
c) posuw:
Pob.=1.55 kW
p=0.15-0.25 [mmobr]
d) szybkość skrawania: vteor=40 mmin nteor=1000*403.14*30=423obrmin
Fgł=5350 N
nrzecz=336 obrmin
p=0.06 mmobr
vrzecz=3.14*30*3361000=31.6 mmin
n=505 obrmin
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=3 [mm]
v=31.7 mmin
przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.2* 3= 0.6 [mm^2]
dp=20mm
f) siła główna skrawania:
g=2 mm
ks=FgłA=22000.6=3667Nmm2
A=0.4 [mm2]
Fgł=Aks=0.6*3667=2200 N
Fgł=5350 N
dk=16mm
Pskr=2.83 kW
g) moc skrawania: Pskr=FgłV60000=2200*31.660000=1.16 kW
Pob=3.77 kW
h) rzeczywista moc obrabiarki: Pob.=Pskrη=1.160.75=1.55kW Fgł=3550 N
4.5. Toczenie wzdłużne zgrubne do średnicy 20. a) dobór noża: nóż wygięty NNZc 10x10
p=0.1 mmobr
b) dobór sił: Fdopspzam=11240 [N]
n=421 obrmin
Fdopsztnoża=2200 [N]
v=31.7 mmin
c) posuw:
g=0.3 mm
p=0.15-0.25 [mmobr]
A=0.03 mm2
d) szybkość skrawania: 5
dp=24mm
vteor=40 mmin
dk=23.4mm
nteor=1000*403.14*24=531obrmin
Fgł=3550 N
nrzecz=421 obrmin
Pskr=1.87 kW
vrzecz=3.14*24*4211000=31.7 mmin
Pob.=2.49 kW
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=2 [mm] przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.2* 2= 0.4 [mm^2] f) siła główna skrawania:
Fgł=3550 N
ks=FgłA=22000.4=5500 Nmm2 p=0.1 mmobr Fgł=Aks=0.4*5500=2200 N n=432 obrmin
g) moc skrawania:
v=31.7 mmin
Pskr=FgłV60000=2200*31.760000=1.16 kW
g=0.2 mm
h) rzeczywista moc obrabiarki:
A=0.02 mm2
Pob.=Pskrη=1.160.75=1.55 kW
dp=23.4mm dk=23mm
4.6. Toczenie poprzeczne zgrubne do średnicy 16.
Fgł=3550N
a) dobór noża: nóż przecinak NNPa 20x12
Pskr=1.87 kW
b) dobór sił: Fdopspzam=7500 [N]
Pob=2.49 kW
Fdopsztnoża=5350 [N]
c) posuw: p=0.06 [mmobr]
Fgł=6700 N
d) szybkość skrawania: vteor=40 mmin
p=0.12 mmobr
nteor=1000*403.14*20=637obrmin nrzecz=505 obrmin
n=217 obrmin
vrzecz=3.14*20*5051000=31.7 mmin
v=29 mmin
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=2 [mm]
g=21 mm
przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.2* 2= 0.4 [mm^2]
A=2.52 mm2
f) siła główna skrawania: 6
ks=FgłA=53500.4=13375 Nmm2
Fgł=6700 N
Fgł=Aks=0.4*13375=5350 N
Pskr=3.24 kW Pob=4.32 kW
dp=42mm dk=0
g) moc skrawania: Pskr=FgłV60000=5350*31.760000=2.83 kW
h) rzeczywista moc obrabiarki: Pob.=Pskrη=2.830.75=3.77 kW
4.7. Toczenie wzdłużne kształtujące do średnicy 23.4. a) dobór noża: nóż wygięty NNBd 16x10 b) dobór sił: Fdopspzam=11240 [N] Fdopsztnoża=3550 [N]
c) posuw: p=0.08-0.13 [mmobr]
d) szybkość skrawania: vteor=40 mmin nteor=1000*403.14*24=531obrmin nrzecz=421 obrmin vrzecz=3.14*24*4211000=31.7 mmin
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=0.3 [mm] przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.1* 0.3= 0.03 [mm^2] f) siła główna skrawania: ks=FgłA=35500.03=118333 Nmm2
Fgł=Aks=0.03*118333=3550 N
g) moc skrawania: Pskr=FgłV60000=3550*31.760000=1.87 kW
7
h) rzeczywista moc obrabiarki: Pob.=Pskrη=1.870.75=2.49 kW
4.8. Toczenie wzdłużne wykańczające do średnicy 23. a) dobór noża: nóż wygięty NNBd 16x10 b) dobór sił: Fdopspzam=11240 [N] Fdopsztnoża=3550 [N]
c) posuw: p=0.08-0.13 [mmobr]
d) szybkość skrawania: vteor=40 mmin nteor=1000*403.14*23.4=544obrmin nrzecz=432 obrmin vrzecz=3.14*23.4*4321000=31.7 mmin
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=0.2 [mm] przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.1* 0.2= 0.02 [mm^2] f) siła główna skrawania: ks=FgłA=35500.02=177500 Nmm2
Fgł=Aks=0.02*177500=3550 N
g) moc skrawania: Pskr=FgłV60000=3550*31.760000=1.87 kW
h) rzeczywista moc obrabiarki: Pob.=Pskrη=1.870.75=2.49 kW
4.9. Odcięcie wałka. a) dobór noża: nóż przecinak NNPc 25x16 b) dobór sił: Fdopspzam=14000 [N] Fdopsztnoża=6700 [N] 8
c) posuw: p=0.12 [mmobr]
d) szybkość skrawania: vteor=36 mmin nteor=1000*363.14*42=273obrmin nrzecz=217 obrmin vrzecz=3.14*42*2171000=29 mmin
e) grubość warstwy skrawanej: g=dp-dk2=21 [mm] przekrój warstwy skrawanej: A=pg = 0.12* 21= 2.52 [mm^2] f) siła główna skrawania: ks=FgłA=67002.52=2659 Nmm2
Fgł=Aks=2.52*2659=6700 N
g) moc skrawania: Pskr=FgłV60000=6700*2960000=3.24 kW
h) rzeczywista moc obrabiarki: Pob.=Pskrη=3.240.75=4.32 kW
2. Opracowanie karty technologicznej
9
1. Nr KT
2.
6. Symbol przedmiotu
7. Nr ry
10. Nr op
11. Symb stan
16. Treść operacji
TOCZENIE WAŁKA 7. Nr zab
I
18. i
19
1
1
28. Treść zabiegu 10
PLANOWANIE CZO
peracyjny
11
II: Normowanie czasu pracy. Dane:
Obliczenia
Wynik: tw [min]
T=n*tj+z*tpz , dla n=100 tj=tw+0,15tw tw=tg+tp tg=l+lw+ldn*p
1: planowanie czoła dp=43 mm
tg=0.35
tw=0.48
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06 Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01
2. toczenie wzdłużne zgrubne do średnicy 36 l=33 mm
tg=33+5240*0.3=0.53
tw=0.66
p=0.3
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06
n=240
Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01
3. toczenie wzdłużne zgrubne do średnicy 30 l=33 mm
tg=33+5281*0.3=0.45
tw=0.58
p=0.3
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06
n=281
Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01
3. toczenie wzdłużne zgrubne do średnicy 24 l=33 mm
tg=33+5336*0.2=0.57
tw=0.7
p=0.2
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06
n=336
Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01
4. toczenie wzdłużne zgrubne do średnicy 20 l=3 mm
tg=3+5421*0.2=0.1
tw=0.33
p=0.2
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06 12
n=421
Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01
Fazowanie bez ustawiania noża
- 0.10
5. toczenie poprzeczne zgrubne do średnicy 16 l=5 mm
tg=5+5505*0.06=0.33
tw=0.46
p=0.06
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06
n=505
Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01
6. toczenie wzdłużne kształtujące do średnicy 23.4 l=17 mm
tg=17+5421*0.1=0.76
tw=0.89
p=0.1
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06
n=421
Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01
7. toczenie wzdłużne wykańczające do średnicy 23 l=17 mm
tg=17+5432*0.1=0.74
tw=0.87
p=0.1
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06
n=432
Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01
8. odcięcie wałka – toczenie poprzeczne l=42 mm
tg=42+5217*0.12=1.81
tw=1.94
p=0.12
Zmiana prędkości obrotowej rękojeścią – 0.06
n=217
Zmiana wielkości posuwu rękojeści
- 0.06
Dosunięcie i odsunięcie noża
- 0.01 tw=6.91 [min]
Czasy przygotowawczo-zakończeniowe: • • •
czynności organizacyjne związane z przyjęciem i zakończeniem roboty – 10min uzbrojenie obrabiarki w uchwycie 3-szczękowym samocentrującym – 7min dodatki czasu: ○ kontrola 1-szej sztuki – 5min ○ pójście do rozdzielni robót lub rysunków – 5 min
tpz=10+7+5+5=27min 13
Dla 1 zmiany, n=100: tj=0,15*6.91+6.91=1,04+6.91=7.05 min T=100*7.05+1*27=705+27=732 min
Potrzeba 2 zmian do wykonania 100 sztuk wałków. n=T-z*tpztj=732-2*277.05=97 sztuk
Na jedną zmianę przypadnie zatem 972≈49 a na drugą 48 sztuk, aby całe zmiany były zajęte.
14