1.3. Определение составляющих нормы времени

1.3.1. Определение основного времени tO

Определение основного времени связано с выбором режимов резания непосредственно для конкретной детали, которая будет обработана на станке ЧПУ. При назначении элементов режимов резания, учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материала его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования. Элементы режимов резания при точении устанавливаются в следующем порядке:

– глубина резания t; при черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости системы СПИД (характерно для станков с ЧПУ), принимаются равной припуску на обработку; при чистовом точении припуск срезается за два перехода и более. На каждом последующем переходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предыдущем. При параметре шероховатости обработанной поверхности R_а = 3,2 мкм включительно t = 0,5 + 2,0 мм: R_а ≥ 0,8 мкм, t = 0,1 + 0,4 мкм.

Однако наибольшую сложность представляет построение рациональной траектории инструмента для обработки поверхности, когда глубина резаная меньше припуска на черновую обработку. В этом случае черновую область заготовки разделяют горизонтальными прямыми на уровни. Разделение на уровни производится с учетом t. Для этого, исходя из размеров заготовки, определяют припуск для каждой элементарной поверхности и определяют число ходов инструмента в зоне путем деления припуска на t, с последующим округлением до большего целого числа. Определяют глубину резания в каждой зоне из условия, что припуск в них разделен равномерно. Затем выбирают наибольшую глубину резания, так как она удовлетворяет условию уменьшения глубины резания без увеличения числа ходов. Определяют ординаты уровней ходов. Черновая обработка заготовки производится только вдоль уровней. Разделения черновой области заготовки на уровни приведено на рис.1.

Рис.1 Схема разделения черновой обработки на уровни.

Подача S: при черновом точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД прочности режущей пластины и прочности державки. При чистовой обработке подача регламентируется шероховатостью поверхности. Рекомендуемые подачи при черновом и чистовом точении наружных поверхностей приведены в табл. 2 и 3.

Таблица 2.

Подачи при черновом наружном точении с резцами с пластинками из твердого сплава и быстрорежущей стали.

Диаметр детали, мм.	Размер державки резца мм.	Сталь конструкционная, углеродистая, легированная и жаропрочная
		Подача S, мм/об, при глубине резания t , мм.
		До 3	Св. 3 до 5	Св. 5 до 8
До 20	от 16 х 25 до 25 х 25	0,3 – 0,4	---	---
Св. 20 до 40	от 16 х 25 до 25 х 25	0,4 – 0,5	0,3 – 0,4	---
Св. 40 до 60	от 16 х 25 до 25 х 40	0,5 – 0,9	0,4 – 0,5	0,3 – 0,7
Св. 60 до 100	от 16 х 25 до 25 х 40	0,6 – 0,12	0,5 – 1,1	0,5 – 0,9

Таблица 3.

Подачи мм/об при чистовом точении

Параметры шероховатости RА	Радиус при вершине резца
	0,4	0,8	1,2	1,6	2,0	2,4
0,4 0,8 1,6 3,2 6,4 12,5	0,07 0,10 0,144 0,25 0,35 0,47	0,10 0,13 0,20 0,33 0,51 0,66	0,12 0,165 0,246 0,42 0,63 0,81	0,14 0,19 0,29 0,49 0,72 0,94	0,15 0,21 0,32 0,55 0,80 1,04	0,17 0,23 0,35 0,60 0,87 1,14

В таблице 2 нижние значения подач соответствуют меньшим размерам державки резца и более прочным обрабатываемым материалам, верхние значения подач - большим размерам державки резца и менее прочным обрабатываемым материалам. При обработке закаленных сталей табличные значения подачи уменьшают умножая на коэффициент 0.8 для стали с НRС_Э 44—56 и на 0.5 для стали с НRС_Э 57-62.

В таблице 3 подачи даны для обработки сталей с σ_В =700+ 900 МПа и чугунов; для сталей с σ_В =500+700 МПа значения подач умножают на коэффициент К_S=0,45; для сталей с σ_В =900+1100 МПа значения подач умножать на коэффициент К_S =1,25.

Скорость резания V; при наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле

(7)

Среднее значение стойкости Т при одноинструментной обработке 30-60 мин. Значения коэффициента С_V степ Х, У и m приведены в таблице 4.

Таблица 4.

Вид обработки	Материал режущей части резца	Характеристика подачи, мм/об.	Коэффициент и показатели степени
			СV	X	Y	m
Наружное продольное точение проходными резцами	TI5K6 (MCIII, PIO)	S до 0,3 0,3 ≤ S ≤ 0,7 S > 0,7	420 350 340	--- 0,15 ---	0,2 0,35 0,45	--- 0,20 ---
То же, резцами с дополнительным лезвием	TI5K6 (MCIII, PIO)		--- 292	0,30 0,15	0,15 0,30	--- 0,18
Отрезание	T5KIO (MCI3I, P3O)	---	47	---	0,80	0,20

В таблице 4 значения коэффициента и показателей степени приведены при работе без охлаждения для сталей с σ_В = 750 МПа.

В формуле (7) коэффициент К является произведением коэффициентов

K_V = K_M·V+ K_П·V+ K_П·V , (8)

где K_M·V – учитывает влияние материала заготовки;

K_П·V – учитывает влияние состояния поверхности;

K_M·V – учитывает влияние материала инструмента.

; (9)

где К_Г – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

σ_В – предел прочности обрабатываемого материала, МПа.

Значения К_Г и n_V, приведены в таблице 5.

Таблица 5.

Обрабатываемый материал	Коэффициент КГ для материала инструмента		Показатели степени nV при обработке резцами
	Из быстрорежущей стали	Из твёрдого сплава	Из быстрорежущей стали	Из твёрдого сплава
Сталь углеродистая С 0,6% МПа <450 450 – 550 >550 повышенной и высокой обрабатываемости резанием хромистая углеродистая С > 0,6%	1,0 1,0 1,0 1,2 0,85 0,8	1,0 1,0 1,0 1,1 0,95 0,9	-1,0 1,75 1,75 1,75 1675 1,5	1,0

Значения поправочных коэффициентов К_П·Y и К_П·V приведены в таблицах 6,7.

Таблица 6.

Поправочный коэффициент К_П·V, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.

Состояние поверхности заготовки
Без корки	прокат	поковка	Стальные и чугунные отливки при корке		Медные алюминиевые сплавы
			нормальной	сильно загрязнённой
1,0	0,9	0,8	0,8 – 0,85	0,5 – 0,6	0,9

Таблица 7.

Поправочный коэффициент К_П·V, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

Обрабатываемый материал	Значение коэффициента КП·V в зависимости от марки инструментального материала
Сталь конструкционная	T5KI2B 0,35	T5KI0 0,65	TI4K8 0,8		TI5K6 1,15	T30K4 1,4
Сталь закалённая	HPCЭ 36-51			HPCЭ 52-63
	TI5K6 1,0	T30K4 1,25	BK6 0,85		BK8 0,83

Таким образом, подставляя выбранные значения в формулу (7), получим скорость резания. При чистовых переходах скорость резания выбирается по наиболее ответственному участку заготовки. На остальных участках изменяется подача. Величину оборотов, необходимую для определения основного времени, можно определить из выражения

; (10)

где V – скорость резания, м/мин.

D – диаметр обрабатываемой заготовки, мм.

Окончательно основное время определяется из следующего выражения:

;(11)