1.14 Расчет режимов резания и норм времени

1.14.1 Операция 10 – фрезерная с чпу

Расчет режимов резания выполнен в соответствии с методикой, представленной в работе [17].

Исходные данные:

- станок сверлильно-фрезерно-расточный с ЧПУ 500V;

- фреза концевая 2223-3023, диаметром D = 30 мм;

- хромоникелевая сталь 14Х17Н2Л;

- _В 1080 МПа;

- способ установки - приспособление;

- число одновременно обрабатываемых заготовок - 1.

При выполнении операции деталь закрепляется в специальном приспособлении. На операции производится фрезерование торца (переход №1). Операция выполняется за один проход.

Назначаем режимы резания:

Глубина фрезерования, t = 5 мм.

Ширина фрезерования, B = 30 мм.

Подача на зуб, s_z = 0,07 мм.

Скорость резания – окружная скорость фрезы, м/мин, при фрезеровании рассчитывается по формуле:

, (1.14.1)

где С_v – коэффициент, С_v = 22,5;

q, x, y, u, p, m – показатели степени, q=0,35; x=0,21; y=0,48; u=0,03; p=0,1; m=0,27;

T – период стойкости фрезы, T = 90 мин;

z – число зубьев фрезы, z = 6;

K_v – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, рассчитываемый по формуле:

, (1.14.2)

где K_мv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, K_мv = 1,0;

K_пv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, K_пv = 0,8;

K_иv – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, K_иv = 0,3.

После подстановки получаем числовые значения поправочного коэффициента:

K_v = 1,0 · 0,8 · 0,3 = 0,24

и скорости резания:

м/мин.

Сила резания. Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила, Н определяется по следующей формуле:

, (1.14.3)

где C_p – коэффициент, C_p = 82;

x, y, u, q, w – показатели степени, x=0,75; y=0,6; u=1,0; q=0,86; w=0;

n – частота вращения фрезы, об/мин.;

K_мр – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала, K_мр = 1,12.

Частота вращения фрезы n, об/мин определяется по формуле:

. (1.14.4)

Тогда после подстановки получаем:

об/мин.

Число оборотов корректируем по паспорту станка, тогда n =140 об/мин.

Корректируем скорость резания по оборотам шпинделя:

м/мин.

После подстановки получаем числовое значение главной составляющей силы резания:

Н.

Крутящий момент, Н·м, на шпинделе:

. (1.14.5)

Тогда после подстановки получаем:

Н·м.

Мощность резания (эффективная), кВт, определяется по формуле:

. (1.14.6)

Тогда после подстановки получаем:

кВт.

Расчет нормы времени на технологические операции проведен согласно данным работ [11, 13].

Норма штучного времени при выполнении работ на металлорежущих станках в условиях серийного производства определяется по формуле:

, мин (1.14.7)

где Т_оп – оперативное время;

а_обс – время на обслуживание рабочего места (уход за станком и рабочим местом на протяжении рабочей смены, смена инструмента вследствие его притупления, регулировка и подналадка станка в процессе работы, сметание стружки в процессе работы) в процентах от оперативного времени;

а_о.л.н. – время на отдых и личные надобности в процентах от оперативного.

Оперативное время определяется по формуле:

Т_оп=Т_о+Т_в, мин (1.14.8)

где Т_о – основное технологическое время выполнения операции;

Т_в – вспомогательное время, затрачиваемое рабочим на выполнение приемов, имеющих целью обеспечить выполнение основной работы, и повторяющихся при обработке каждой детали, либо в определенной последовательности через некоторое число деталей.

Основное машинное время определяется по следующей формуле:

, мин (1.14.9)

где L - расчетная длина обрабатываемой поверхности детали, мм;

n –частота вращения шпинделя, об/мин;

s_o – подача резца на один оборот, мм;

i – число проходов.

Расчетная длина обрабатываемой поверхности детали (мм) определяется как сумма:

L = l +l₁+l₂, мм (1.14.10)

где l – длина обрабатываемой поверхности детали;

l₁ - величина врезания и перебега инструмента;

l₂ - дополнительная длина на взятие пробной стружки, при работе по методу пробных ходов и промеров.

Глубина резания t определяется по чертежу детали в зависимости от припуска на черновую и чистовую обработку поверхности детали.

Подготовительно - заключительное время Т_п-з при обработке на станках с ЧПУ состоит из затрат времени (приемов) Т_п-з1 , из затрат Т_п-з2, учитывающих дополнительные работы, и времени Т_п-з3 на пробную обработку детали:

Т_п-з =Т_п-з1+Т_п-з2+Т_п-з3 , мин. (1.14.11)

В затраты Т_п-з1 включено время на получение наряда, чертежа, технологической документации на рабочем месте в начале работы и на сдачу в конце смены. На ознакомление с документами и осмотр заготовки затрачивается 4 мин; на инструктаж мастера – 2 мин; на установку рабочих органов станка или зажимного приспособления по двум координатам в нулевое положение – 4 мин; на установку перфоленты – 2 мин; итого на комплекс приемов – 12 мин.

Расчет основного времени:

Минутная подача определяется по формуле:

s_м=sn=s_zzn, мм/мин. (1.14.12)

Тогда минутная подача равна:

s_м=0,07·6·140=58,8 мм/мин.

Длина обрабатываемой поверхности детали:

, мм. (1.14.13)

Тогда после подстановки получаем:

мм.

Величина врезания и перебега инструмента l₁=12 мм.

Расчетная длина обрабатываемой поверхности:

L=17,75+12=29,75 мм.

Тогда основное время:

мин.

Расчет вспомогательного времени:

- на установку и снятие детали 0,19 мин;

- одновременное перемещение стола 0,19 мин;

- подвод инструмента в зоне резания 0,04 мин;

- на ускоренный и установочный поворот стола 0,12 мин;

- на смену инструмента 0,2 мин;

- на контрольные измерения штангенциркулем 0,1 мин.

Тогда вспомогательное время:

Т_в=0,19+0,19+0,04+0,12+0,2+0,1=0,84 мин.

Оперативное время:

Т_оп = 0,5+0,84=1,34 мин.

Время на обслуживание рабочего места и личные потребности 16 % от оперативного времени.

Тогда штучное время:

мин.

Подготовительно-заключительное время Т_п-з2:

- на установку приспособления вручную 7 мин;

- на установку одного инструмента в магазин 0,7 мин.

Тогда подготовительно-заключительное время:

Т_п-з=12+7+0,7=19,7 мин.