|
|
马上注册,结识高手,享用更多资源,轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
金属切削加工的最优目标是最大限度地提高经济效益。实现这一目标的可变参数相当多,而切削用量的合理选择尤为重要。对于车削等直径圆柱体的经济性已有研究,但在工厂中经常会遇到不等直径的梯形类零件,而车削这类零件可以有两种选择切削速度的方法,即恒转速法和恒切削速度法。本文分析了这两种方法加工阶梯形类零件的经济性,为车削阶梯形类零件选择切削速度提供了依据。 1 车削阶梯形类零件的加工成本 在车削阶梯形类零件中,第i个台阶面一次切削行程的机加工时为:ti=pDiLi/(1000fivi)=Li/Nif# u1 q# [8 ?* U1 I `1 [( ]
(1) 式中:i——表示零件的第i个台阶面;Di——第i个台阶面的直径(mm);Li——第i个台阶面的轴向长度(mm); vi——车削第i个台阶面的切削速度(m/min);f=进给量(mm/r);Ni——车削第i个台阶面的主轴转速(r/min)。
, L4 W: ?$ w. }( O' M 对于有m个阶梯的零件,每个零件的工序加工成本为:C=pm/(1000f) m DiLi/vi+Mtvt+(MIct+Ci)/P
R7 l! w# e! R8 U: D1 h ∑/ c/ S- ~+ ~' s* _/ m7 q8 \8 @
i=1
2 E9 Y- T. e4 @! f, I! `- h (2) 式中:M——该工序单位时间内分担的全厂开支(元/min);tvt一除换刀外的其它辅助工时(min/件);tct——刀具更换时间(min);Ct——刀具成本(元/刃);P——刀具每一个切削刃达到刀具耐用度标准前加工的零件数。; Q' e$ b% o% F! ~7 |9 H3 q9 x+ }# X
2 恒主轴转速法车削阶梯形类零件的加工成本及最佳切削条件的确定 恒主轴转速法车削阶梯形类零件,即在车削过程中主轴转速不变,而每个台阶面的切削速度是变化的。令主轴转速为N,那么第i个台阶面的切削速度为:vi=pDiN/1000# d3 E+ l7 N# e6 [& i! @- r% v
(3)对于有m个台阶的阶梯形类零件,m ti/T=1/P
3 |" p3 @ a9 j/ P$ F: e5 o ∑
) {1 ~+ H1 c5 P f) F i=1" d: ?: a) ]+ W# I+ g) f! G: b4 ?
(4) 式中T为刀具耐用度。
3 c9 u) \5 o' _' K4 f 那么,1/P= m ti/T=pxNx-1fy-1apz( m DixLi)/1000xCT
# a9 |, Z: C1 U0 u3 b ∑ ∑ R2 ^' q* |% \) T @% J6 G
i=1 i=1
5 }& [2 f( v3 W# R- v (5) CN=M/(fN) m Li+Mtct+(Mtct+Ct)pxNx-1fy-1apz( m DixLi)/1000xCt, m K1 d: A1 ~2 O
∑ ∑
. X% s' N) x/ @; z i=1 i=1
' A$ A+ Z7 d3 ^6 a' ^0 |5 `) T (6)同理可导出最低加工成本的主轴转速为:Nmin*C=[1000xCtM m Li/[(x-1)(Mtct+Ct)pxfy] m DixLi]1/x
* P7 X/ d0 I( X v9 G3 B$ X5 D ∑ ∑+ F& o* v: n8 D4 U
i=1 i=1; i; c# z8 Q2 l* @* b
3 恒切削速度法车削阶梯形类零件的加工成本及最佳切削条件的确定 以恒切削速度法车削阶梯形类零件,在加工过程中需改变主轴转速。其加工成本应在方程(2)的基础上再加上变换转速所需时间的成本。令tg为改变主轴转速所需时间,则转速改变增加的成本是Mmtg,这样,恒切削速度法车削每个阶梯类零件的加工成本为:Cp=pM/(1000Fv) m Di*Li+Mtct+Mmtg+(Mtct+Ct)/P6 @ S, d: P) w8 D
∑$ S9 x# C0 h& m" s
i=12 X9 t- i; o* H5 ?; B4 S
(8) 其中:1/P=pNx-1fy-1apz( m DixLi)/(1000xCT
- R) t7 _2 ?* z- Z! d% o ∑
/ _& P( r( s/ w F" H/ i) v; @) Z i=1/ f8 D0 p' }4 E. r7 B
(9)导出最低成本的切削速度为:vmin*C=[MCt/[(x-1)(Mtct+Ct)fyapz]1/x (10)3 P* ]" H; q! m) S# c& y' _
4 两种方法的加工成本比较 使用表1所列数据,对恒转速法和恒切削速度法车削图1示零件的加工成本进行比较,计算结果见图2。7 j! d* e$ e9 P$ b1 w1 a I9 j
图2 直径比和加工成本的关系 表1 计算加工成本使用的数据 定义 符号和数据
" b2 U/ q0 H7 J9 M A 刀具耐用度方程 T=8.3*1011/(V5f1.75ap0.75)min
# Z- P0 u( v9 ]+ y6 e9 v 进给量 f=0.6mm/r
% \& @4 d7 {4 D* a. L& C$ g+ y 切削深度 ap=1mm# V( a- V4 Y6 `; [( ]$ h: |' s% L
除换刀外其它辅助工时 tot=3min7 V# D5 Z; t: M0 g) N
刀具更换时间 tct=0.8min
' m! H2 Z3 }% m4 E/ Z 主轴转速改变时间 tg=0.1min5 s3 A/ F+ r' M6 @/ t
刀具成本 Ct=4元/刃; W4 o: t' _- B* T( l+ B B9 H5 n- R
该工序单位时间内分0 G% b; k/ Q/ c
担的全厂开支 M=1元/min! ]: b6 H u& N
5 结论 由计算结果可以看出 1)当阶梯形零件为小直径比情况下,恒转速法车削比恒切削速度法车削的加工成本低,所以应采用恒转速法切削。(2)对于较大直径比的阶梯形类零件,采用哪种方法有利,取决于零件的加工长度L1和L2,L1和Lt越小,恒转速法车削有利的直径比范围越大,反之亦然。(3)对于大直径比的阶梯形类零件,恒切削速度法的加工成本低,所以应采用恒切削速度法。 |
|