СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИСПЫТАНИЙ ЦЕЛЬНЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ СВЕРЛ
THE COMPARATIVE TECHNICAL AND ECONOMIC ANALYSIS OF TESTS OF THE INTEGRAL HARD-ALLOY DRILLS
Попов А.Ю., Реченко Д.С. (ОмГТУ, г. Омск, РФ)
Popov A.U., Rechenko D.S. (The Omsk state technical university)
Рассматриваются вопросы отработки стойки холодильника криогенной техники из стали 20 на станке модели Leadwell V-30.
Questions of working off of a rack of a refrigeration cabinet of cryogenic equipment from steel 20 on the Leadwell V-30 model machine are considered.
Ключевые слова: металлообработка, сверлильная обработка.
Keywords: metal working, drilling processing.
Обработка стали 20, используемой преимущественно в автомобилестроении, является задачей весьма тривиальной, но в условиях массового производства возникают проблемы связанные с производительностью и качеством обработки, стойкостью и стабильностью инструмента. Для обработки этого материала применяют как быстрорежущие, так и твердосплавные режущие инструменты.
Марка режущего материала инструмента определяется, прежде всего, требованиями обработки и физико-механическими свойствами обрабатываемого материала, видом обработки и жесткостью технологической системы.
Износ инструмента при сверлении идет преимущественно по задней поверхности, при этом местом наибольшего износа являются уголки и задняя поверхность. Критерием затупления является величина износа, выше которого начинается катастрофический износ.
Немаловажную роль также играют геометрические параметры режущей части. Оптимальные значения передних и задних углов определяют, в большинстве случаев, экспериментально, исходя из обеспечения наиболее благоприятных условий стружкообразования, наименьшего трения по задней поверхности, месте с тем, получения наиболее прочного режущего клина и лучшего теплоотвода.
Стойкость инструмента определяется, исходя из величин допустимого износа сверл по задней поверхности. Допустимое значение износа hз (мм) по задней поверхности, в данном эксперименте принимаются равные 0,4 мм. Ниже приведены исходные данные и результаты эксперимента (рис. 1).
Исходные данные эксперимента:
· Модель станка – Leadwell V-30;
· Размер конуса – ВТ-40;
· Материал – лист Ст. 20;
· Тип обработки – получистовая;
· Стоимость станкочаса – 800 руб.;
· Количество деталей – 300 шт. партия (75000 шт. в год);
· Охлаждение – СОЖ (эмульсия 5% вазелина);
· Условия обработки – стабильные;
· Критерий отказа инструмента – износ по уголкам и задней поверхности.
Рисунок 1 – Детали
Таблица - Результаты эксперимента
|
Инструмент |
№1 |
№2 |
№3 |
№4 |
|
Изготовитель |
Sandvik Coromant |
Mitsubishi |
Hanita |
Widia |
|
Код |
R840-0840-30-A0A |
MZE0840SA |
M15208400RT |
17050008400 |
|
Марка сплава |
1220 |
VP15TF |
SC DRL 2FL |
K20FTiAlN |
|
Стоимость (руб.) |
4 215 |
2 740 |
3 971 |
1 591 |
|
Экономические составляющие |
||||
|
Время замены инструмента (мин) |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Количество переточек |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
Себестоимость переточки (руб.) |
1 053,75 |
685,00 |
992,75 |
397,75 |
|
Стойкость после восстановления % |
70 |
70 |
70 |
70 |
|
Стоимость станка на деталь (руб.) |
10,31 |
15,47 |
15,47 |
15,47 |
|
Стоимость инструмента на деталь (руб.) |
5,27 |
3,43 |
4,96 |
1,99 |
|
Стоимость замены (руб.) |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
|
Полная стоимость детали (руб.) |
15,66 |
18,97 |
20,51 |
17,53 |
|
Полная стоимость деталей в год (руб.) |
1174500 |
1422750 |
1538250 |
1314750 |
|
Время цикла на деталь (мин) |
0,77 |
1,16 |
1,16 |
1,16 |
|
Время цикла на детали в год (мин) |
57750 |
87000 |
87000 |
87000 |
|
Режимы резания |
||||
|
Число оборотов (n) (об/мин) |
2000 |
2000 |
2000 |
2000 |
|
Скорость резания (vc) (м/мин) |
53 |
53 |
53 |
53 |
|
Подача (fn) (мм/об) |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
Минутная подача (vf) (мм/мин) |
600 |
400 |
400 |
400 |
|
Глубина отверстия (L) (мм) |
16 |
16 |
16 |
16 |
|
Количество отверстий в детали |
29 |
29 |
29 |
29 |
|
Результаты |
||||
|
Машинное время на деталь (сек.) |
46,2 |
69,6 |
69,6 |
69,6 |
|
Стойкость (деталей) |
350 |
350 |
350 |
350 |
|
Стойкость инструмента до переточки |
269 мин 30 сек |
406 мин |
406 мин |
406 мин |
|
Стойкость (метров) |
162,4 |
162,4 |
162,4 |
162,4 |
|
Критерий отказа инструмента |
Деталь вне допусков |
|||
Анализ результатов эксперимента показал, что наибольшую производительность показал инструмент № 1. Минимальное машинное время на деталь составляет 46,2 секунд, притом, что инструменты № 2, 3 и 4 обеспечивают 69,6 секунд на деталь. Поэтому инструмент №1 позволяет поднять производительность на 50% при наименьшей стоимости детали (Рис. 2). Несмотря на высокую стоимость первого инструмента – 4215 руб., стоимость детали составляет 15,66 руб., что является наименьшей суммой против 18,97 руб. для инструмента № 2; 20,51 руб. - №3 и 17,53 руб. - №4.
Рисунок 2 – Составляющие стоимости детали
Вывод: Инструмент №1 является самым дорогим из представленных и имеет также самую высокую стоимость на детали – 5,27 руб., но полная стоимость детали в этом варианте является самой низкой – 15,66 руб. Это происходит за счет режимов резания, которые в 1,5 раза выше по сравнению с остальными вариантами.