3.7.3 Выбор режимов резания и определение технической нормы времени

Деталь - полумуфта изготавливается в среднесерийном производстве на универсальных металлорежущих станках с помощью гостированных режущих инструментов. При изготовлении используются универсальные станочные приспособления и измерительные инструменты.

Мною разработан унифицированный технологический процесс механической обработки детали. Он осуществляется в порядке маршрутной технологии, представленной в предыдущем подразделе.

Распишем каждую операцию по переходам, указывая все приемы рабочего. Указываем используемое оборудование и оснастку. Для переходов используем сквозную нумерацию. Приемы, нормируемые во вспомогательном времени не нумеруем. Расписываем используемые режущие и измерительные инструменты, а также указываем все параметры обработки.

Расчеты режимов резания и норм времени производим после каждого перехода. Режимы резания возьмем из справочников [1,2,3,4,5].

3.7.3.1 Нормирование технологических операций

При определении технической нормы времени обработки деталей на металлорежущих станках руководствуемся «Общемашиностроительными нормативами времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно – заключительного на работы, выполняемые на металлорежущих станках (серийное производство)».

В условиях серийного производства норма штучно – калькуляционного времени определяется по формуле [6,с.101]

()

Т_п-з – норма подготовительно – заключительного времени на обработку партии деталей n.

Норма штучного времени определяется по формуле [6,с.101]

()

Т_о – основное, машинное время, мин.

Т_в – вспомогательное время включает в себя вспомогательное время на установку и снятие детали, вспомогательное время, связанное с переходом, мин.

Т_ото – время на обслуживание рабочего места определяется в процентах от оперативного времени.

Т_офп – время на отдых и физические потребности, определяется как 4% от оперативного времени.

Т_опер - оперативное время определяется по формуле [6,с.102]

()

Т_обсл – время на обслуживание рабочего места;

Т_офп – время на отдых и физические потребности;

Т_обсл ,Т_офп - определяются, как 4% от оперативного времени

Нормирование технологического процесса:

Токарно-винторезная операция определяется по формуле [4,с.610]

()

где L  расчетная длина обработки (суммарная длина детали, подвода, врезания, выхода инструмента и его перебега), мм;

n  число оборотов в минуту при обработке;

S  подача;

L  расчетная длина рабочего хода инструмента определяется по формуле [4,с.610]

()

где l  длина заготовки,

l₁ , l₂  величина врезания и перебега инструмента,

Для удобства, расчёт норм времени будем считать на каждом переходе.

3.7.3.1 Выбор режимов резания

Режимы резания определяются глубиной резания t, подачей s и скоростью резания v. Значения t,s,v влияют на точность и качество получаемой поверхности, производительность и себестоимость обработки.

В порядке возрастания влияния на стойкость инструментов составляющие режимов резания располагаются следующим образом: t-s-v. Поэтому при обработке вначале устанавливают глубину резания, а затем подачу и скорость резания.

При обработке поверхности на предварительно настроенном станке глубина резания равна припуску на заданный размер этой поверхности по выполняемому технологическому переходу.

Подача должна быть установлена максимально допустимой. При черновой обработке она ограничивается прочностью и жесткостью элементов технологической системы станка, а при чистовой – и отделочной точностью размеров и шероховатостью обрабатываемой поверхности.

Скорость резания зависит от выбранной глубины резания, подачи, качества и марки обрабатываемого материала, геометрических параметров режущей части инструмента и ряда других факторов.

В данном разделе режимы резания на обработку выбраны по нормативным данным по техническим возможностям режущего инструмента и оборудования.

Операция 005 Токарно – винторезная

Станок. Токарно-винторезный станок 16К25

Установка и закрепление заготовки осуществляется в патроне самоцентрирующим 4-х кулачковом с независимым перемещением кулачков ф500 ГОСТ3890-90.

Режущий инструмент. Резец Т15К6 3-х гранный 2103-0717 ГОСТ 20872- 80. Центровочное сверло 10 ГОСТ 14952-75.

Средства технического контроля. Штангенциркуль ШЦ-III-400-01 ГОСТ166-89; образцы шероховатости поверхности (сравнение) ГОСТ 9378- 93; Калибр с индикатором, для контроля глубины центровых отверстий. Эталон калибра ГОСТ 4224-81;

Включить станок, установить заготовку при помощи крана свободностоящего Q=0.25т, выставить, закрепить. Настроить число оборотов и подачу.

1. Подрезать торец ф80мм. Глубина резания t =2,5 мм, i = 2

Подачу s ( мм/об ) при подрезании без ограничивающих факторов выбираем, s = 0,5 мм/об. [2, таблица 12, с.267]

Скорость резания v ( м/мин )

где Т  период стойкости инструмента,Т = 30мин. [2, с.268]

Коэффициенты C_V, x, y, m определяем по таблице 17 [2]

где С_v = 350; x = 0,15; y = 0,35; m = 0,2;

Коэффициент К_V определяется по формуле:

где К_МV – поправочный коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала,

где К_{Г –} коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,К_Г =0,8 [2, с.262]

n^v - показатель степени;n^v= 1 [2, с.262]

К_ПV – поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки на скорость резания, К_ПV = 08 [2, таблица 5, с.263];

К_ИV – поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания, по [2, таблица 6, с.263] К_ИV = 1.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

По паспортным данным станка корректируем полученные обороты шпинделя, округляя в меньшую сторону к ближайшему значению,

n_пр = 400 об/мин.

Сила резания

где С_р = 300; x = 1; y = 0,75; n = -0.15 [2,таблица 22. с.273 ]

- поправочный коэффициент, представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания

где n^v - показатель степени; n^v= 0,75 [2, таблица 9, с.264]

К_jр = 1; К_gр = 1; К_lр = 1; К_rр = 1 [2, таблица 23 с.278]

Мощность резания , N_e ( кВт)

Необходимая мощность на приводе станка:

[ N_пр ]  мощность электродвигателя главного привода, [ N_пр ] = 11 кВт.

N_пр <= [ N_пр ] = 4,7 < 11  мощность резания не превышает допустимого значения.

Основное время на операцию

- расчётная длина рабочего хода инструмента,

=45мм-длинаобработки = 5мм [4, таблица 2, с.620] - величина врезания, = 2мм - [4, таблица 2, с.620] - величина перебега,

i =2 - число ходов,

2.Обточить ф 94 на длину 84мм

Глубина резания t при черновом точении принимается равной

t = 3 мм

Подачу s ( мм/об ) при точении без ограничивающих факторов выбираем,s = 0,5 мм/об, n=400об/мин; i = 1

Частота вращения шпинделя

3. Обточить ф 76 на длину 125мм

Глубина резания t при черновом точении принимается равной

t = 2 мм, s = 0,5 мм/об; n=400об/мин; i = 1

Частота вращения шпинделя

4. Сверлить отверстие диаметром 10 мм на глубину 23 мм. Глубина резания t при сверлении принимается равной t= 0,5D=0,5 х10=5мм.

Подачу s ( мм/об ) при сверлении выбираем в зависимости от требуемых параметров шероховатости обрабатываемой поверхности по таблице 25 [2] s = 0,15 мм/об.

Скорость резания v ( м/мин ) при сверлении:

;

где С_v = 7; m = 0,2; y = 0,7; q =0,4.

Коэффициенты C_V, x, y, m определяем по таблице 17 [2]

Т  период стойкости инструмента ,Т = 45 мин [2, таблица 30]

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания К_V определяется по формуле:

К_V = К_МV К_ИV К_lV

где К_МV – поправочный коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала,

где К_{Г –} коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, К_Г =0,8 – [2]

n^v - показатель степени;n^v= 1 [2]

К_lV – поправочный коэффициент, учитывающий глубину сверления, К_lV = 1; [2, таблица 31,с.280]

К_ИV – поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания, К_ИV = 1 - [2, таблица 6, с.263]

По паспорту станка n=80об/мин

Крутящий момент М_кр (Н м)

где С_М = 0,0345; q= 2; y = 0,8 - [2, таблица 32]

К_р – коэффициент, учитывающий условия обработки, в данном случае зависит только от материала детали и определяется выражением

n = 0,75 таблица 9 [2] - показатель степени

Мощность резания , N_e ( кВт)

Необходимая мощность на приводе станка:

[N_пр] –мощность эл.двигателя главного привода, [N_пр] =11кВт.

0,88<13 условие выполнено, мощность резания не превышает допустимого значения.

L=25 мм - расчётная длина рабочего хода инструмента

Норма основного времени на 005 операции

Т_осн = 0,52+0,46+0,7+2 = 3,68мин

Выключить станок, снять заготовку.

Т_всп = 2 мин

Т_опер = Т_осн + Т_всп = 3,68 + 2 = 5,7 мин

Т_обсл – время на обслуживание рабочего места и Т_офп – время на отдых и физические потребности определяются, как 4% от оперативного времени, т.е. 0,04 х Т_опер =0,04 х 5,7 = 0,22мин

Т_шт = Т_{опер +} Т_обсл + Т_отд =6,2 мин;

Выключить станок.

Операция 010 Токарно – винторезная

Станок. Токарно-винторезный станок 16К25

Установка и закрепление заготовки осуществляется в патроне самоцентрирующим 4-х кулачковом с независимым перемещением кулачков ф500 ГОСТ3890.

Режущий инструмент. Резец Т15К6 3-х гранный 2103-0717 ГОСТ 20872- 80.

Средства технического контроля. Штангенциркуль ШЦ-III-400-01 ГОСТ166-89; образцы шероховатости поверхности (сравнение) ГОСТ 9378- 93;

Включить станок, подвести зажимной задний центр КМ-5,выставить, закрепить. Настроить число оборотов и подачу.

1. Подрезать торец ф340мм. Глубина резания t =2,5 мм, i = 2

Подачу s при подрезании без ограничивающих факторов выбираем по таблице 11 [2], s = 0,25 мм/об.

Скорость резания при подрезании выбираем по таблице 26 [3]

v =125м/мин

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

По паспорту станка n=125 об/мин

тогда

2.Точить ф 340 до ф 332мм на длину 20 мм, t =2,0 мм, i = 2

Подачу s при черновом наружном точении выбираем по таблице 11 [2], s = 1мм/об.

Скорость резания при черновом обтачивании выбираем по таблице 26 [3] v =125м/мин,

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

По паспорту станка n=125 об/мин

тогда

3. Точить ф 94 до ф 92мм на длину 84 мм, t =1,0 мм, i = 1

s = 1мм/об, v =125м/мин

По паспорту станка n=400 об/мин

тогда

4. Точить ф 92 до ф 81,3мм на длину 25 мм, t =2,5 мм, i = 2

s = 1мм/об, n=400 об/мин

тогда

5. Точить ф 76 до ф 73 мм на длину 125 мм, t =1,5 мм, i = 1

s = 1мм/об, n=400 об/мин

тогда

6. Точить ф 73 до ф 61,3 мм на длину 40 мм, t =3 мм, i = 2

s = 1мм/об, n=400 об/мин

тогда

7. Точить конус ф 200 на длину 24 мм, t =3 мм, i = 2

s = 1мм/об, n=400 об/мин

тогда

Норма основного времени на 010 операции

Т_осн = 6,11 мин

Выключить станок, снять заготовку.

Т_всп = 3 мин

Т_опер = Т_осн + Т_всп = 6,11 + 3 = 9,1 мин

Т_ото – время на обслуживание рабочего места и Т_офп – время на отдых и физические потребности определяются, как 4% от оперативного времени, т.е. 0,04 х Т_опер =0,04 х 9,1 = 0,36 мин

Т_шт = Т_{опер +} Т_обсл + Т_отд =9,82 мин;

Выключить станок.

Операция 015 Токарно – винторезная

Станок. Токарно-винторезный станок 16К25

Установка и закрепление заготовки осуществляется в патроне самоцентрирующим 4-х кулачковом с независимым перемещением кулачков ф500 ГОСТ3890 Режущий инструмент. Резец Т15К6 3-х гранный правый 2103-0717 ГОСТ 20872- 80. Резец канавочный специальный b=5 мм (собственного изготовления). Резец канавочный специальный b=10 мм (собственного изготовления). Резец проходной правый 2102-0055 Т15К6 ГОСТ 18877-73.Сверло10.2 ГОСТ 2092-77.Зенкока 12.5 ГОСТ 11175-80.Метчик М12 2620-2749 ГОСТ 3266-81.

Средства технического контроля. Штангенциркуль ШЦ-III-400-01 ГОСТ166-89; образцы шероховатости поверхности (сравнение) ГОСТ 9378- 93;

Включить станок, подвести зажимной задний центр КМ-5,выставить, закрепить. Настроить число оборотов и подачу.

1. Точить ф 61,3 до ф 60,13мм на длину 40 мм начисто, i = 1

Глубина резания t = 0,5 мм,

Подачу при чистовом наружном точении выбираем по таблице 14 [2], s = 0,3 мм/об.

Скорость резания при чистовом обтачивании выбираем по таблице 30 [3] v =222м/мин

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

По паспорту станка n=1000 об/мин

тогда

2. Точить ф 73 до ф 72,2 мм на длину 85 мм начисто, i = 1

Глубина резания t = 0,5 мм,

s = 0,3 мм/об,n=1000 об/мин

тогда

3. Точить ф 81,3 до ф 80,5 мм на длину 25 мм начисто, i = 1

t = 0,5 мм,s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда

4. Точить ф 92 до ф 91,5 мм на длину 55 мм начисто, i = 1

t = 0,5 мм,s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда

5.Точить канавку на диаметре 80,5мм, шириной 5мм

t =0,5 мм, s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда v=253 м/мин, Т₀ = 0,02мин

6.Точить канавку на диаметре 72,5 мм, шириной 5мм

t = 0,5 мм,s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда v=227 м/мин, Т₀ = 0,02мин

7.Точить канавку на диаметре 60,13 мм, шириной 5мм

t = 0,5 мм,s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда v=189 м/мин, Т₀ = 0,02мин

8.Точить канавку на диаметре 72,5 мм, шириной 10мм

t = 0,5 мм,s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда v=227 м/мин, Т₀ = 0,02мин

9.Точить фаску 1,5х45⁰ на диаметре 60,13 мм

t = 1,5 мм,s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда v=189 м/мин, Т₀ = 0,02мин

10.Точить фаску 1,5х45⁰ на диаметре 72,5 мм

t = 1,5 мм,s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда v=227 м/мин, Т₀ = 0,02мин

11.Точить фаску 1,5х45⁰ на диаметре 80,5 мм

t = 1,5 мм,s = 0,3 мм/об, n=1000 об/мин

тогда v=253 м/мин, Т₀ = 0,02мин

Отвести зажимной задний центр.Установить сверло диаметром 10,2.

12. Сверлить отверстие ф 10,2 на глубину 95мм

Глубина резания t при сверлении принимается равной половине диаметра сверла, t = 0,5D = 0,5 10,2 = 5,1 мм.

Подачу при сверлении без ограничивающих факторов выбираем по таблице 25 [2], s = 0,2 мм/об.

Скорость резания v ( м/мин ) при сверлении

где С_v = 7; q = 0,4; y = 0,7; m = 0,2

Т  период стойкости сверла ,Т = 30 мин.

К­­_Иv = 1; К­­_lv = 0,75

По паспорту станка n=400 об/мин

тогда

13.Зенковать фаску 1,6х120⁰ на диаметре 10.2мм

Подачу s ( мм/об ) принимаем по таблице 27 [3] s = 0,6 мм/об.

Скорость резания при зенкеровании выбираем по таблице 32 [3]

v =19м/мин

По паспорту станка n=630 об/мин

тогда

Т₀ = 0,1мин

14. Нарезать резьбуМ12-8G на глубину 27мм

Глубина резания t принимается равной , t = 1,75 мм.

Подачу s ( мм/об ) принимаем равной s = 1,75 мм/об.

Скорость резания при нарезании резьбы метчиком выбираем по таблице 11 [3] , v =5м/мин

По паспорту станка n=125об/мин

тогда

Основное время на операцию, при шаге резьбы Р=1,75мм

Выключить станок.Снять заготовку с помощью кран-балки.

Норма основного времени на 015 операции

Т_осн = 2,44мин

Т_всп = 5,3мин

Т_опер = Т_осн + Т_всп = 2,44 + 5,3 = 7,74 мин

Т_ото – время на обслуживание рабочего места и Т_офп – время на отдых и физические потребности определяются, как 4% от оперативного времени, т.е. 0,04 х Т_опер =0,04 х 7,74 = 0,3 мин

Т_шт = Т_{опер +} Т_обсл + Т_отд =8,34 мин;

Операция 020 Токарно – винторезная.

Станок. Токарно-винторезный станок 16К25

Установка и закрепление заготовки осуществляется в патроне самоцентрирующим 4-х кулачковом с независимым перемещением кулачков ф500 ГОСТ3890 Режущий инструмент. Резец Т15К6 3-х гранный 2103-0717 ГОСТ 20872- 80.

Средства технического контроля. Штангенциркуль ШЦ-III-400-01 ГОСТ166-89; образцы шероховатости поверхности (сравнение) ГОСТ 9378- 93;

Включить станок, подвести зажимной задний центр КМ-5,выставить, закрепить. Настроить число оборотов и подачу.

1. Подрезать торец ф340мм в размер 37мм.

Глубина резания t =2,5 мм, i = 2

Подачу s при подрезании без ограничивающих факторов выбираем по таблице 11 стр.266 [2], s = 1 мм/об.

Скорость резания при подрезании выбираем по таблице 26 [3]

v =125м/мин

По паспорту станка n=125 об/мин

тогда

2. Подрезать торец ф340мм в размер 37мм начисто

t = 1 мм,s = 1 мм/об, n=125 об/мин

тогда v=133 м/мин, Т₀ =1,4 мин

3. Сверлить отверстие диаметром10мм на глубину 76мм

Подачу s ( мм/об ) при сверлении выбираем в зависимости от требуемых параметров шероховатости обрабатываемой поверхности по таблице 25 [2] s = 0,15 мм/об.

n=80 об/мин

тогда

4.Рассверлить отверстие до диаметра 50мм на глубину 76мм.

s = 0,27мм/об, v =25м/мин

По паспорту станка n=160 об/мин

5. Расточить ф 50 до ф 180мм на длину 24мм мм, t =4,0 мм, i = 14

s = 1мм/об, v =120м/мин

По паспорту станка n=200 об/мин

тогда

6. Расточить конус на длину 28мм мм, t =4,0 мм, i = 6

s = 1мм/об, v =120м/мин ,n=200 об/мин, тогда v=113 м/мин,

Т₀ =1,0 мин.

7. Точить ф 340 до ф 332 мм на длину 16 мм начерно, t =2,0 мм, i = 2

Подачу s при черновом наружном точении выбираем

по таблице 11 [2], s = 1мм/об.

Скорость резания при черновом обтачивании выбираем по таблице 26 [3] ,v =125м/мин

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

По паспорту станка n=125 об/мин

тогда

8.Точить ф 332 до ф 330 мм на длину 18 мм начисто, i = 1,t = 0,5 мм,s = 0,15 мм/об, v =270м/мин

n=315 об/мин

тогда

9.Точить фаску 1,0х45⁰ на диаметре 330 мм

t = 1,0 мм,s = 0,3 мм/об, n=315 об/мин

тогда v=326 м/мин, Т₀ = 0,1мин

Выключить станок.Снять заготовку с помощью кран-балки.

Норма основного времени на 020 операции

Т_осн = 16,7мин

Т_всп = 3,7 мин

Т_опер = Т_осн + Т_всп = 16,7 + 3,7 = 20,4 мин

Т_ото – время на обслуживание рабочего места и Т_офп – время на отдых и физические потребности определяются, как 4% от оперативного времени, т.е. 0,04 х Т_опер =0,04 х 20,4 = 0,8 мин

Т_шт = Т_{опер +} Т_обсл + Т_отд =22 мин;

Операция 025 Радиально-сверлильная.

Станок. Радиально-сверлильный станок 2К52-1

Установка и закрепление заготовки осуществляется в специальном приспособлении. Сверление производится через кондукторную втулку.

Режущий инструмент. Сверло ф6 2301-4001 ГОСТ 2092-77.

Средства технического контроля. Штангенциркуль ШЦ-III-400-01 ГОСТ166

Включить станок, установить заготовку при помощи крана свободностоящего Q=0.25т, выставить, закрепить. Настроить число оборотов и подачу.