

Министерство образования и науки Российской федерации Федеральное агентство по образованию
Филиал ГОУ ВПО «Южно -Уральский государственный университет»
в г. Нязепетровске
Серия: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
по нормированию протяжной операции
учебная дисциплина
«Технология машиностроения»
для специальности 151001 «Технология машиностроения»
среднего профессионального образования
Нязепетровск 2008
2
Методическое пособие составлено в соответствии с «Рабочей программой» по дисциплине «Технология машиностроения» для специальности 151001 «Технология машиностроения».
Методическое пособие по нормированию протяжной операции: учебное пособие для студентов очной и очно-заочной формам обучения \ составитель А.М.Нечаев
– Филиал ГОУ ВПО «Южно – Уральский государственный университет» в г.Нязепетровске.
Рецензенты: Зайнуллина Ф.Х. – зам директора филиала по УВР: Филиала ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»
в г.Нязепетровске.
Иванцова В.А. – председатель Предметной (цикловой) комиссией: Филиала ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный
университет» в г.Нязепетровске.
Филиал ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» в г.Нязепетровске.
3
Практическое занятие № 16 Определение нормы времени на протяжную операцию.
Цель занятий: Нормирование технологических операций на протяжных станках.
Задание: По заданной поверхности детали:
1. |
Разработать |
план |
технологической |
операции |
протягивания, |
начертить |
технологическую карту наладки протяжной операции. |
|
|
||||
2. |
Выбрать по |
заданному размеру поверхности детали горизонтально-протяжной |
||||
станок, указать модель, привести основные технические параметры. [7] |
|
3. По размеру заданной поверхности детали из ГОСТов (20365-74, 18217-80, 24818-81, 24822-
81, 25160-82, 25161-82) |
выбрать протяжку, привести рисунок протяжки с указанием ее |
|
основных |
параметров:(общей длины, длин хвостовиков, заходной, режущей, черновой, |
|
чистовой, |
калибрующей |
частей, количество фасочных, круглых, профильных зубьев, |
количество и шаг зубьев, |
диаметры частей протяжки, диаметр опасного сечения, глубину |
стружечной канавки, допустимое тяговое усилие и т.д.)
4.Из нормативов режимов резания определить группу обрабатываемости и группу качества заданной поверхности.
5.Проверить протяжку на помещаемость стружки в канавке и на прочность в опасном сечении. Проверить паспортные данные принятого протяжного станка по осевому усилию резания.
6.Из нормативов найти скорость резания и сравнить с допускаемой скоростью протягивания протяжным станком.
7.Рассчитать норму штучного времени, из нормативов найти подготовительно-заключительное время и рассчитать норму штучно-калькуляционного времени.
8.Составить отчет.
Указание: После выбора станка и протяжки последовательность выполнения задания следующая:
1.Определить группу обрабатываемости протягиваемого материала из нормативов, таб.103
[19]в зависимости от механических свойств материала детали. Низкоуглеродистые стали
— I и II группы; высоколегированные и легированные стали - III, IV, V группы; чугун и бронза - VI,VII,VIII и IX группы.
2.Определить группу качества протягиваемой поверхности в зависимости от класса точности и чистоты поверхности из нормативов таб. 104 [19]
3. Определяем |
передний угол черновых и переходных зубьев, чистовых и |
калибрующих |
зубьев протяжки в зависимости от группы обрабатываемости материала |
детали |
таб. 105 [19] |
4.Подбираем смазывающе-охлаждающую жидкость (СОЖ) в зависимости от группы обрабатываемости и группы качества таб. 106 [19]
5.При принадлежности материала детали к III, IV, V группам обрабатываемости выполнить
проверку прочности протяжки на разрыв в опасном сечении.
Определяется число зубьев, одновременно участвующих в работе - Zp по формуле:
Z P = |
|
l |
|
(1) |
|
t0 |
− |
0.4 |
|||
|
|

4
где |
l- длина протягивания, мм. |
|
to- шаг черновых зубьев протяжки по ГОСТ |
полученная величина Zp округляется до ближайшего, большего целого числа.
5.2. Определяется осевая сила резания, действующая на протяжку по формуле:
P = g0 •lP • K g |
(2) |
где: g0 - удельная осевая сила резания, приходящая на 1мм длины режущей кромки зубьев, кгс/мм таб. 108 [19] в зависимости от величины подачи на один зуб So мм - выбрать по таб.107 [19] по скорости резания V м/мин обычно для нормальных режимов резания с ограничением ее до 3 м/мин.
lp - |
суммарная длина режущих кромок |
зубьев, одновременно участвующих в |
|
работе, мм. |
|
|
|
Kg — поправочный коэффициент на удельную |
силу резания |
g0 по конкретным |
условиям обработки (в зависимости от материала детали, вида смазывающе-охлаждающей жидкости, способа разделения стружки, группы качества поверхности детали).
Кg = КgМ • Кgo • КgР • КgК
коэффициенты - КgМ, Кgo, КgР, КgК выбираются по таб.108 [19]
Суммарная длина режущих кромок зубьев, одновременно участвующих в работе, определяется по формулам:
lP =πD |
ZP |
|
ZC |
||
для круглых протяжек |
Z
lP = ВШ n Z P
для шлицевых протяжек C
l |
|
= В |
|
ZP |
|
P |
Ш ZC |
||||
для шпоночных протяжек |
|
где D - диаметр протягиваемого отверстия, мм;
Zp - число одновременно участвующих в работе зубьев; Zc - число зубьев в секции;
Вщширина шлица (паза), мм; п - число шлицев.
Эти данные принимаются по заданной детали и выбранной протяжки.
(3)
(4)
(5)
5.3. Определяется осевая сила резания, действующая на протяжку, согласно условия прочности протяжки. Сила протягивания (кгс), допускаемая прочностью протяжки по ее опасному сечению, определяется по формуле
РО =[σ]Р F0 |
(6) |
где [σ]Р - допускаемое напряжение на разрыв, материала протяжки, кгс/мм2
Рекомендуемые значения прочности на разрыв: для протяжек из сталей марок Р9 и Р18
диаметром свыше 15мм [σ]Р = 40.. .50 кгс/мм2, для протяжек из стали марки ХВГ [σ]Р = 25 кгс/мм2.
5
Fo - площадь сечения стержня протяжки, мм2, по опасному сечению;
F |
= |
πD2 |
|
ОП |
|
||
O |
|
4 |
(7) |
|
|
где: Donдиаметр опасного сечения протяжки, по впадине перед первым зубом, мм;
DОП= D1 – 2h
где: D1 - диаметр первого зуба, мм;
h - глубина стружечной канавки, мм.
Эти данные принимаются по выбранной протяжки.
5.4. Производится сравнение осевой силы резания Р и силы резания допускаемое протяжкой Ро. Должно быть выдержано условие: Р ≤ Ро .
6. Проверяется возможность применения протяжки по тяговому усилию станка из паспорта QСТ. Должно быть выдержано условие: Р ≤ QСТ .
7. Из нормативов режимов резания |
в зависимости от группы обрабатываемости, |
группы качества, типа производства и |
материала протяжки определяется скорость |
резания - V по таб. 109 [19]. Скорость резания проверяется по диапазону скоростей, по паспорту станка, и проверяется по мощности электродвигателя станка.
Скорость резания, допускаемая мощностью электродвигателя при данном режиме обработки, определяется по формуле:
|
VД |
= |
60 •102 • N Дη |
|
|
Р |
(8) |
||
|
|
|
||
где |
Nд - мощность электродвигателя станка, кВт; |
|
η - коэффициент полезного действия; Р - осевая сила резания.
Должно быть выдержано условие V ≤ Vд
8. Определяется стойкость протяжки, которая измеряется в метрах обработанной поверхности до затупления протяжки по формуле
|
ТМ = |
l •nД |
|
|
|
1000 |
|
(9) |
|
|
|
|
||
где |
1 - длина протягиваемой поверхности, мм; |
|
||
|
пд - количество протянутых деталей, шт. |
|
из данной формулы определяется количество деталей, которое можно обработать протяжкой до затупления.
Предварительно из таблиц нормативов найти нормативную стойкость протяжки Тмн таб. 110 [19] при этом выбирается наименьшее значение стойкости черновой и чистовой частей протяжки. Затем, с учетом конкретных условий обработки определяется реальная стойкость - Тм по формуле с учетом поправочных коэффициентов таб. 110 [19]:
(10)
Коэффициенты принимаются с учетом факторов: группы качества протягиваемых поверхностей, схемы резания, вида заготовки и подготовки поверхности детали под протягивание, материала протяжки, вида смазывающе-охлаждающей жидкости, доводки зубьев протяжки по задней грани.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Определив реальную стойкость протяжки Тм , определяем |
количество деталей, |
|||||||||||
протянутых до затупления протяжки по формуле: |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
nД = |
1000ТМ |
|
||||||
|
|
|
|
l |
|
|
(11) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9. |
Рассчитываем основное (технологическое) время. |
|
||||||||||
|
|
|
Т |
О |
= |
|
|
lРХ |
К i |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
1000VnO |
1 |
(12) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
lРХ |
- длина рабочего хода протяжки |
lРХ = lп + l + lдоп; |
(13) |
||||||||
|
lп - |
длина рабочей части протяжки - |
lп = L – l1 , здесь L - длина протяжки, l1 - длина от |
|||||||||
торца протяжки до первого зуба согласно чертежа выбранной протяжки по ГОСТ. |
||||||||||||
|
l - длина протягиваемой поверхности, мм; |
|
|
|
||||||||
|
lдоп - длина перебега протяжки из нормативов ( для станков с возвратно-поступательным |
|||||||||||
движением принимается равной 50 мм) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
V- скорость резания м/мин; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
no - количество одновременно протягиваемых деталей; |
|
||||||||||
|
K1 |
- коэффициент, учитывающий |
соотношение между |
скоростями рабочего и |
||||||||
|
обратного хода по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
К1 =1 + |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(14) |
|
||
|
|
VОХ |
|
|
|
|
|
|||||
Voxскорость обратного хода, м/мин, определяется по паспорту станка. |
||||||||||||
|
i - число проходов протягивания. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
10. Определение вспомогательного времени: |
|
|
|
|||||||||
|
|
Тв = |
∑ТВi = (tпер+ tизм) KtB |
(15) |
где tпер - вспомогательное время на операцию, связанное с переходом, таб. 111 [19]; tизм - вспомогательное время на измерения; таб. 112 [19]
KtB - коэффициент вспомогательного времени, учитывающий объем обрабатываемой партии деталей, таб. 54 [19]
11. Оперативное время: Топ = То + Тв
12. Вспомогательное время |
аобс и аотл от |
Топ |
из нормативов затрат рабочего времени по |
||
таб.111 [19]. |
|
аобс +аотл |
|
||
ТШ |
= (ТО +ТВ )(1+ |
), мин |
|||
|
|||||
13. Штучное время |
|
100 |
(16) |
14. Подготовительно - заключительное время устанавливается по нормативам рабочего времени при протяжных работах по позициям таб.111[19].
А. На наладку станка, инструмента и приспособлений.
Б. На получение и сдачу инструмента и приспособлений до и после работы
Тпз = ∑Тпзi = ТпзА + ТпзБ |
(17) |
15. Штучно - калькуляционное время Тшк. Определяем по формуле: |
|
Тшк = Тш + ТПЗ/n |
(18) |
n - количество деталей в партии обработки, шт. |
|
7
Варианты индивидуальных заданий к практической работе №16
Для практического занятия № 16 принять деталь типа «колесо зубчатое»: диаметром 200мм и с шириной ступицы 80мм., масса детали до 10кг., партия деталей 200шт.
№ |
Размер центрального отверстия |
Материал |
Шероховатость |
Твердость |
п/п |
колеса зубчатого |
детали |
поверхности, Ra |
НВ |
|
Гладкое отверстие |
|
|
|
1 |
ф40Н8 |
Сталь 45 |
3,2 |
156…197 |
2 |
ф45Н8 |
ГОСТ 1050-88 |
3,2 |
156…197 |
3 |
Ф50Н8 |
|
3,2 |
156…197 |
4 |
Ф52Н8 |
|
3,2 |
156…197 |
5 |
Ф55Н8 |
|
6,3 |
156…197 |
6 |
Ф60Н8 |
|
6,3 |
156…197 |
7 |
Ф65Н8 |
|
6,3 |
156…197 |
8 |
ф70Н8 |
|
6,3 |
156…197 |
9 |
ф75Н8 |
|
6,3 |
156…197 |
|
Паз шпоночный |
|
|
|
10 |
Ф40 ширина шпонки b = 12 |
Сталь 45 |
|
174…217 |
11 |
Ф50 ширина шпонки b = 14 |
ГОСТ 1050-88 |
|
174…217 |
12 |
Ф55 ширина шпонки b = 16 |
|
|
174…217 |
13 |
Ф60 ширина шпонки b = 18 |
|
|
174…217 |
14 |
Ф70 ширина шпонки b = 20 |
|
|
174…217 |
15 |
Ф70 ширина шпонки b = 20 |
|
|
174…217 |
16 |
Ф80 ширина шпонки b = 22 |
|
|
174…217 |
|
Прямобочные шлицы |
|
|
|
17 |
P-8x46x50H7x7F10 |
Сталь 40Х |
|
223…262 |
18 |
D-8x46x54H7x7F10 |
ГОСТ 453-88 |
|
223…262 |
19 |
D-8x52x58H7x7F10 |
|
|
223…262 |
20 |
D-8x52x60H7x7F10 |
|
|
223…262 |
21 |
D-8x56x62H7x7F10 |
|
|
223…262 |
22 |
D-8x56x65H7x7F10 |
|
|
223…262 |
|
Эвольвентные шлицы |
|
|
|
23 |
50хН7х1,5х9Н |
Сталь 40Х |
|
174…217 |
24 |
52хН7х1,5х9Н |
ГОСТ 453-88 |
|
174…217 |
25 |
55хН7х1,5х9Н |
|
|
174…217 |
26 |
60хН7х1,5х9Н |
|
|
174…217 |
27 |
60хН7х2х9Н |
|
|
174…217 |
28 |
65xH8x2xl 1H |
|
|
174…217 |

8
Пример выполнения ПЗ № 16
Определение нормы времени на протяжную операцию.
Задание: По заданной поверхности детали:
1. |
Разработать |
план |
технологической |
операции |
протягивания, |
начертить |
технологическую карту наладки протяжной операции. |
|
|
||||
2. |
Выбрать по |
заданному размеру поверхности детали горизонтально-протяжной |
||||
станок, указать модель, привести основные технические параметры. |
|
3. По размеру заданной поверхности детали из ГОСТов (20365-74, 18217-80, 24818-81, 24822-
81, 25160-82, 25161-82) |
выбрать протяжку, привести рисунок протяжки с указанием ее |
|
основных |
параметров:(общей длины, длин хвостовиков, заходной, режущей, черновой, |
|
чистовой, |
калибрующей |
частей, количество фасочных, круглых, профильных зубьев, |
количество и шаг зубьев, |
диаметры частей протяжки, диаметр опасного сечения, глубину |
стружечной канавки, допустимое тяговое усилие и т.д.)
4.Из нормативов режимов резания определить группу обрабатываемости и группу качества заданной поверхности.
5.Проверить протяжку на помещаемость стружки в канавке и на прочность в опасном сечении. Проверить паспортные данные принятого протяжного станка по осевому усилию резания.
6.Из нормативов найти скорость резания и сравнить с допускаемой скоростью протягивания протяжным станком.
7.Рассчитать норму штучного времени, из нормативов найти подготовительно -заключительное время и рассчитать норму штучно-калькуляционного времени.
8.Составить отчет.
Решение:
1. Исходные данные: деталь – колесо зубчатое, диаметр ф200мм, ширина ступицы 80мм, масса детали до 10кг, материал Сталь 45 ГОСТ 1050-88, твердость НВ=174…217, σВ = 600н/мм2 , шероховатость поверхности Ra=6,3мкм, центральное отверстие ф45мм, шпоночный пах b=16мм.
2. Технологическая схема операции и протягивания шпоночного паза b=16мм:
|
80 |
Ç290 |
Ç45Í7 |
DS
16H9 (+0,043)
|
|
|
|
Rz20 |
|
Rz20 |
|
||
|
|
|||
|
||||
|
|
|
|
|
|
Rz40 |
+0,12 |
R0.5max. |
49,9 |
|
Рисунок 1 Технологическая схема операции протягивания шпоночного паза

9
3.Выбираем оборудование: горизонтально – протяжной станок модели 7А510. Диапазон скоростей рабочего хода станка V – 1,5…13м/мин, мощность электродвигателя N= 14квт, номинальная тяговая сила Q=10тс, скорость обратного хода 25м/мин.
4.Выбираем протяжку для протягивания шпоночного паза по ГОСТ 18217-80 на шпоночные протяжки.
6 D10 16,110 - 36 - |
8,5 1260 10,0 344 896 330 - 0,25 +0,08 14 65 9 |
ФОРМА И РАЗМЕРЫ ПРОФИЛЯ ЗУБЬЕВ
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
14,0 |
6,0 |
5,0 |
3,0 |
10 |
38,5 |
10
5. Определяем группу обрабатываемости протягиваемого материала из нормативов, в зависимости от механических свойств материала детали. Для стали 45 с НВ≤229 – группа обрабатываемости - I таб. 103 [19]
6.Определяем группу качества протягиваемой поверхности в зависимости от класса точности и чистоты поверхности из нормативов. Для заданной детали при Ra=6,3мкм группа качества – 2 таб. 104 [19]
7.Определяем передний угол черновых и переходных зубьев, чистовых и
калибрующих зубьев протяжки в зависимости от группы обрабатываемости материала детали: угол γ для черновых зубьев 20О, для чистовых и калибрующих 20О при обработке стали таб. 105 [19].
8.Подбираем смазывающе-охлаждающую жидкость (СОЖ) в зависимости от группы обрабатываемости и группы качества – сульфофрезол – «В» при I – группе обрабатываемости и 2 группе качества таб. 106 [19]
9.Выполняем проверку прочности протяжки на разрыв в опасном сечении, но данная проверка в данном задании необязательна, т.к. по источнику [19] данная проверка производится только при принадлежности материала детали к III, IV, V группам обрабатываемости.
9.1.Определяем число зубьев, одновременно участвующих в работе - Zp по формуле:
|
|
|
|
ZP |
= |
|
|
l |
|
|
= |
80 |
=5,9 6, 0 |
|
|
|
|
|
|
|
t0 |
− |
0.4 |
|
14 −0, 4 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
где |
l |
- длина протягивания, мм. |
|
|
|
|||||||||
|
|
to |
- шаг черновых зубьев протяжки по ГОСТ 18217-80; |
to =14мм для |
|||||||||||
|
шпоночной протяжки b=16мм. полученная величина Zp округляется до ближайшего, |
||||||||||||||
|
большего целого числа. |
Zp = 6,0 |
|
|
|
|
|
||||||||
9.2. Определяем осевую силу резания, действующую на протяжку по формуле: |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
P = g0 •lP • K g |
|
||||||
где: g0 |
- удельная осевая сила резания, приходящая на 1мм длины режущей кромки зубьев, g0 |
||||||||||||||
= 29,38 кгс/мм |
таб. 108 [19] в зависимости от величины подачи на один зуб So = 0,23 мм/зуб, |
||||||||||||||
которую выбираем по таб.107 [19] от скорости резания V м/мин, принимаемая для нормальных |
|||||||||||||||
режимов резания до 3 м/мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
lp |
- |
суммарная |
длина |
|
режущих |
кромок |
зубьев, одновременно участвующих в |
||||||||
работе, мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kg — поправочный |
коэффициент на удельную |
силу резания g0 |
по конкретным |
условиям обработки (в зависимости от материала детали, вида смазывающе-охлаждающей жидкости, способа разделения стружки, группы качества поверхности детали).
Кg = КgМ • Кgo • КgР • КgК = 1,0 •1,0•1,1•1,0=1,1
коэффициенты - КgМ, Кgo, КgР, КgК выбираем по таб.108 [19]
КgМ=1,0; Кgo=1,0; , КgР=1,1; КgК=1,0
Суммарная длина режущих кромок зубьев, одновременно участвующих в работе, определяется по формулам: для шпоночных протяжек
l |
|
= В |
|
ZP |
=16 |
6 |
=96мм |
|
|
|
1 |
||||
|
P |
|
Ш ZC |
|
где Zp - число одновременно участвующих в работе зубьев - Zp = 6,0; Zc - число зубьев в секции;
ВШ- ширина паза, мм; Эти данные принимаются по заданной детали и выбранной протяжки. Осевая сила резания будет равна:
P = 29,38 •96•1,1= 3102,5 кгс.
9.3. Определяется осевая сила резания, действующая на протяжку, согласно условия прочности протяжки. Сила протягивания (кгс), допускаемая прочностью протяжки по ее опасному сечению, определяется по формуле