7. Расчет режимов обработки расчетно-аналитическим методом и нормирование операций.
7.1.Фрезерная
1) Исходные данные:
Фреза - трехсторонняя дисковая ( диаметр дисковой фрезы = 300 мм, ширина = 38 мм инструментальный материал – ВК8).
Глубина фрезерования -
Ширина фрезерования -
Обрабатываемый материал: коррозионностойкая, жаростойкая сталь 13Х11Н2В2МФ (ЭИ-961).
2) Определение рекомендуемой подачи на
зуб, Sz, мм/об
[3, т1, с. 376]
-
постоянная, характеризующая уровень
подачи
- степени влияния размеров припуска и
инструмента на уровень подач
-
произведение формализованных поправочных
коэффициентов
-
произведение неформализованных
поправочных коэффициентов
- степень влияния механических свойств
обрабатываемого материала, заданных
или НВ (твердость по Бринеллю), или
( временным сопротивлением, МПа ), илиHRC(твердость по Роквеллу)
- соответствующие постоянные механических
свойств обрабатываемого материала
- степень влияния закрепления инструмента
-
вылет фрезы, вылет оправки, диаметр
фрезы и диаметр оправки в зависимости
от схемы крепления инструмента
-
постоянная схемы крепления фрез
- степень влияния главного угла в плане
при обработке торцевыми фрезами
-
поправочные коэффициенты на группу
обрабатываемого материала, марку
материала, марку материала инструмента,
схему фрезерования (только для торцовых
фрез), исполнение фрезы, форму обрабатываемой
поверхности и тип зуба фрезы)
Принимаем следующие коэффициенты:
=170,
НВ=295, СНВ=207,
=1,
=1,
=1,
=1,
=0,8,
=1.
мм/зуб
3) Назначение нормативного периода стойкости фрезы
Тн= 100 мин
4) Расчет скорости резания V мм/мин, частоты вращения шпинделя n, мин-1, минутной подачи Sн, мм/мин.
[3, т1, с.376]
Т - период стойкости инструмента
D,Z- диаметр и число зубьев фрезы
-
постоянная, характеризующая уровень
скорости резания
-
показатели степени влияния элементов
режима резания и периода стойкости фрез
на скорость резания
-
произведение формализованных поправочных
коэффициентов
-
произведение неформализованных
поправочных коэффициентов
- степень влияния механических свойств
обрабатываемого материала, заданных
или НВ (твердость по Бринеллю), или
( временным сопротивлением, МПа ), илиHRC(твердость по Роквеллу,)
- соответствующие постоянные механических
свойств обрабатываемого материала
- степень влияния схемы закрепления
инструмента
-
вылет фрезы, вылет оправки, диаметр
фрезы и диаметр оправки в зависимости
от схемы крепления инструмента
-
постоянная схемы крепления фрез
- степень влияния главного угла в плане
при обработке торцевыми фрезами.
НВ=295; СНВ=207;
=1;
=0;
=0.
-
поправочные коэффициенты на группу
обрабатываемого материала, марку
материала, марку материала инструмента,
состояние обрабатываемой поверхности,
исполнение фрезы, наличие охлаждения
при обработке и характер обработки.
=1;
=1;
=1;
=1;
=1;
=0,85.
мм/мин
мин-1
Станок горизонтально-фрезерный 6Р82.
Согласно паспорту станка выбираем nф=100 мин-1.
Фактическая скорость резания:
мм/мин
Расчет рекомендуемой минутной подачи Sн по принятому значению:
Sм= SzZnф=0,076324100=183,048 мм/мин
По
паспорту станка
=200
мм/мин
Уточнение подачи:
мм/зуб
5) Проверочный расчет по мощности резания.
Определение потребной мощности резания:
, где [3, т1, с.384]
- постоянная, характеризующая мощность
резания
- показатели степени влияния на мощность
диаметра фрезы и элементов режима
резания
- формализованный поправочный коэффициент
влияния механических свойств
обрабатываемого материала
- неформализованный поправочный
коэффициент на группу обрабатываемого
материала
– степень влияния на мощность резания
механических свойств обрабатываемого
материала.
Из [3] принимаем следующие коэффициенты.
СN=3,5;qN=0,14;yN=0,72;xN=0,86;uN=1;zN=1.
НВ=295; CHB=250;
=2,5.
=1
N=3,5 10-53000,140,0830,727,50,863824(295/250)2,5=5,12 кВт
6). Расчет длины рабочего хода Lp.x., мм
Lp.x=lрез+ y
lрез=250 мм;
y=0,5D+(2…5)=0,5300+5=155 мм.
Lp.x= 250+155=405 мм.
7) Расчет основного времени t0, мин перехода
Кр- число рабочих ходов, Кр=1;
мин
8) Определение расхода фрез за 1000 ч основного времени:
Определение коэффициента времени резания:
Определение коэффициента изменения стойкости
Кт=1
Оценка расхода фрез за 1000 ч основного времени за один переход
[3,
т1, с.408]
К’- число граней многогранной неперетачиваемой пластины;
Ку- коэффициент случайной убыли инструмента.
К’=1,14;
Ку=1,2.
9) Определение силы резания.
Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила, Н.
[2,
т2, с.282]
где, n- частота вращения фрезы, об/мин
Z - число зубьев фрезы
Принимаем следующие коэффициенты для окружной силы резания
Cp=261; X=0,9;Y=0,8; u=1,1; q=1,1; w=0,1.
Составляющая, по которой рассчитывают оправку на изгиб:
[2,
т2, с.290]
где Рy– радиальная составляющая силы резания.
[2,
т2, с.292]
Крутящий момент от силы резания
[2,
т2, с.290]
Мощность резания (эффективная), кВт
кВт [2,
т2 , с.290]
10) Определение нормы времени.
Определение основного времени.
t0=2,03 мин.
Определение вспомогательного времени.
ТВ=tуст+tпер+tизм[4, с.150]
где tуст – вспомогательное время на установку и снятие детали;
tпер– вспомогательное время связанное с переходом;
tизм – вспомогательное время на контрольные измерения;
Значение величин входящих в формулу для определения вспомогательного времени ТВ берем по справочнику [5]
tуст=0,4 мин;tизм=0,1 мин
Изменить число оборотов – 0,1 мин;
Изменить величину подачу – 0,07 мин;
Время на проход – 0,7 мин;
tпер=0,1+0,07+0,7=0,87 мин.
ТВ=0,4+0,87+0,1=1,37 мин
Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.
На обслуживание рабочего места 4% от оперативного времени; аобс=4%
Отдых и личные надобности 5% от оперативного времени; аотл=5%
Определение нормы штучного времени.
[4,
с.150]
где ТОП– оперативное время;
[4,
с.150]
мин.
7.2. Расточная
Исходные данные для токарной операции:
Обработка ведется на станке 16К20Ф1
Заготовка – штамповка.
Геометрические параметры режущей части резца:
γ=16˚, α=8˚, γ1=0˚,f=0,2 мм,b=3,5 мм,R=6 мм,R1=0,5мм.
Операция выполняется в три перехода.
Первый переход:
Расточить отверстие до Ø57,5
Для обработки выбираем резец из твердого сплава паянный с пластинами из Т15К6, материал державки – сталь 45, сечение 25×25
Глубина резания 5 мм.
Рекомендуется подача для резцов оснащенных твердым сплавом, для глубины резания t=5 мм, сечения державки 25×25, диаметра Ø57,5
S=0,3-0,5мм/об. [6, с.62]
Принимаем S=0,3 мм/об.
Принимаем стойкость резца T= 60 мин.
м/мин [6,
с.73]
Принимаем С’V=430
м/мин
Находим потребное число оборотов шпинделя:
мин-1
По паспорту станка назначаем n=1000 мин-1
Фактическая скорость резания
м/мин
Определим силу резания.
Pz=Cp·V-0,15·S 0,75·t0.95н [6,c.73]
Cp=3750
Pz=3750·149,23-0,15·0,30,75·50.95=3309,9 н
Определим мощность затрачиваемую на резание.
кВт.
Второй переход:
Расточить отверстие от Ø57,5 до Ø60
Для обработки выбираем резец из твердого сплава паянный с пластинами из ВК8, материал державки – сталь 45, сечение 25×25
Глубина резания 4,25 мм.
Рекомендуется подача для резцов оснащенных твердым сплавом, для глубины резания t=4,25 мм, сечения державки 25×25, диаметра Ø60
S=0,29 мм/об.
Принимаем стойкость резца T= 60 мин.
м/мин [6,
с.73]
Принимаем
С’’’V=180;
=0,8
м/мин
Находим потребное число оборотов шпинделя:
мин-1
По паспорту станка назначаем n=400 мин-1
Фактическая скорость резания
м/мин
Определим силу резания.
Pz=Cp·V-0,15·S 0,75·t0.95 н [6, c.73]
Cp=3750
Pz=3750·72,257-0,15·0,290,75·4,250.95=3082,96 н
Определим мощность затрачиваемую на резание.
кВт.
Третий переход:
Восстановить фаску размером 1,6×45º
Для обработки выбираем резец из твердого сплава паянный с пластинами из ВК8, материал державки – сталь 45, сечение 25×25
Глубина резания 1,6 мм.
Рекомендуется подача для резцов оснащенных твердым сплавом, для глубины резания t=4,25 мм, сечения державки 25×25, диаметра Ø60
S=0,3 мм/об.
Принимаем стойкость резца T= 60 мин.
м/мин [6,
с.73]
Принимаем
С’’’V=180;
=0,8
м/мин
Находим потребное число оборотов шпинделя:
мин-1
По паспорту станка назначаем n=500 мин-1
Фактическая скорость резания
м/мин
Определим силу резания.
Pz=Cp·V-0,15·S 0,75·t0.95 н [6, c.73]
Cp=3750
Pz=3750·90,32-0,15·0,30,75·1,60.95=1208,98 н
Определим мощность затрачиваемую на резание.
кВт.
Определение нормы времени.
Определение основного времени.
[4,
с.151]
где L– расчетная длина обработки в направлении подачи;
[4,
с.151]
где l – длина обрабатываемой поверхности;
l1– величина врезания и перебега резца;
l2– дополнительная длина на взятие пробной стружки;
SM – минутная подача;
SM=S0·n[4, с.151]
где n– число оборотов шпинделя;
S0– подача на один оборот шпинделя;
i– число проходов;
[4,
с.151]
где h– припуск на обработку;
t– глубина резания.
Используя справочник [5], сведем данные по переходам в таблицу.
|
|
Первый переход |
Второй переход |
Третий переход |
|
l, мм |
37 |
3 |
1,6 |
|
l1, мм |
4 |
3 |
2 |
|
l2, мм |
5 |
5 |
5 |
|
S, мм/об. |
0,3 |
0,29 |
0,3 |
|
n, мин-1 |
1000 |
400 |
500 |
|
h, мм |
28,75 |
4,25 |
1,6 |
|
t, мм |
5 |
4,25 |
1,6 |
|
i |
6 |
1 |
1 |
|
t0, мин |
0,15 |
0,07 |
0,06 |
мин.
Определение вспомогательного времени.
ТВ=tуст+tпер+tизм
где tуст – вспомогательное время на установку и снятие детали;tуст=0,3 мин
tпер– вспомогательное время связанное с переходом;
tизм – вспомогательное время на контрольные измерения;tизм=0,22 мин.
а) Первый переход
Изменить число оборотов – 0,1 мин;
Изменить величину подачу – 0,07 мин;
Время на проход – 0,36 мин;
tпер1=0,1+0,07+0,36·6=2,33 мин.
б) Второй переход
Изменить число оборотов – 0,1 мин;
Изменить величину подачу – 0,07 мин;
Сменить резец поворотом резцовой головки– 0,09 мин;
Время на проход – 0,24 мин;
tпер2=0,1+0,07+0,09+0,24=0,5 мин.
в) Третий переход
Изменить число оборотов – 0,1 мин;
Изменить величину подачу – 0,07 мин;
Сменить резец поворотом резцовой головки– 0,09 мин;
Время на проход – 0,12 мин;
tпер3=0,1+0,07+0,09+0,12=0,38 мин.
ТВ=0,3+2,33+0,5+0,38+0,22=3,73 мин
Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.
На обслуживание рабочего места 4% от оперативного времени; аабс=4%
Отдых и личные надобности 5% от оперативного времени; аотл=5%
Определение нормы штучного времени.
мин.
7.3. Сверлильная
Исходные данные для сверлильной операции:
Обработка ведется на вертикально-сверлильном станке 2125.
Операция выполняется в два перехода.
Первый переход:
Просверлить отверстие D=Ø23,5 мм.
Материал сверла – быстрорежущая сталь Р6М5.
Выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу. Для сверла Ø23,5 мм выбираем подачу S=0,1…0,2 мм/об. [6, с. 91]
Принимаем S=0,2мм/об.
Т.к. сверло выполнено из материала Р6М5, то стойкость сверла принимаю Т=60 мин.
Скорость резания при сверлении определяем по формуле:
[6,
с. 96]
KV=1;CV=1,04
м/мин
Находим потребное число оборотов шпинделя:
мин-1
По паспорту станка назначаем n=184 мин-1
Фактическая скорость резания
м/мин
Определим осевую силу резания.
P0=Cp·D·S 0,7[6,c.96]
Cp=1100
P0=1100·23,5·0,20,7=8,379 кн
Определим крутящий момент.
Мкр=CM·V0,15·D1,9·S0,8 [6, c.96]
CM =80
Мкр=80·13,5340,15·23,51,9·0,20,8=1,315·104н·см
Второй переход:
Развернуть отверстие D=Ø24 мм.
Выбираем максимально допустимую по прочности подачу.
S=0,2…0,4 мм/об.
Принимаем S=0,4мм/об.
Стойкость принимаю Т=60 мин.
Скорость резания определяем по формуле:
[6,
с. 96]
KV=1;CV=1,04
м/мин
Находим потребное число оборотов шпинделя:
мин-1
По паспорту станка назначаем n=115 мин-1
Фактическая скорость резания
м/мин
Определим осевую силу резания.
P0=Cp·D·S 0,7 [6, c.96]
Cp=1100
P0=1100·24·0,4 0,7=13,9 кн
Определим крутящий момент.
Мкр=CM·V0,15·D1,9·S0,8[6,c.96]
CM=80
Мкр=80·8,6710,15·241,9·0,40,8=2,228·104н·см
Определение нормы времени.
[4,
с.151]
где L– расчетная длина обработки в направлении подачи;
[4,
с.151]
SM=S0·n[4, с.151]
S0– подача на один оборот шпинделя;
i– число проходов;
Сведем данные по переходам в таблицу.
|
|
Первый переход |
Второй переход |
|
l, мм |
23 |
23 |
|
l1, мм |
9,4 |
3 |
|
l2, мм |
0 |
0 |
|
S, мм/об. |
0,2 |
0,4 |
|
n, мин-1 |
184 |
115 |
|
i |
1 |
1 |
|
t0, мин |
0,88 |
0,57 |
мин.
Определение вспомогательного времени.
ТВ=tуст+tпер+tизм
где tуст – вспомогательное время на установку и снятие детали;tуст=0,29 мин
tпер– вспомогательное время связанное с переходом;
tизм – вспомогательное время на контрольные измерения;tизм=0,12 мин.
а) Первый переход
Изменить число оборотов – 0,07 мин;
Изменить величину подачу – 0,06 мин;
Время на проход – 0,4 мин;
Установить сверло – 0,1 мин;
tпер1=0,07+0,06+0,4+0,1=0,63 мин.
б) Второй переход
Изменить число оборотов – 0,07 мин;
Изменить величину подачу – 0,06 мин;
Время на проход – 0,11 мин;
Установить развертку – 0,1 мин;
tпер2=0,07+0,06+0,11+0,1=0,34 мин.
ТВ=0,29+0,63+0,34+0,12=1,38 мин
Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.
На обслуживание рабочего места 3,5% от оперативного времени; аабс=3,5%
Отдых и личные надобности 4% от оперативного времени; аотл=4%
Определение нормы штучного времени.
мин.
7.4. Слесарная
Исходные данные: дет. – кронштейн, операция – зачистка заусениц, притупление острых кромок.
Во время операции происходит зачистка заусениц и притуплении острых кромок.
Используемый инструмент – пневмомашина
В пневмомашине используется головка шлифовальная - ГК10Х2523А16НСТ1К.
Основные параметры пневмомашины:
Диаметр круга – 12 мм.
Обороты – 40000 об/мин.
Допустимая скорость резания – 25 м/с.
Мощность на шпинделе – 0,04 л/с.
Давление воздуха в сети 4…5 кгс/см2, расход масла 8…10 капель на 1 м3, потребного воздуха.
Абразивный инструмент для шлифовальных машин по формам и размерам должен соответствовать требованиям ГОСТ 2424-67, ГОСТ 2447-64, ГОСТ 8692-58, ГОСТ 4785-64, ГОСТ 10684-63.
Определение нормы времени
Tш-к=Σtопi·Kп-з, обс, отл·Kп·Kуд[4, с. 221]
где tопi – оперативное время на один элемент слесарно – сборочной операции;tопi=4мин;
Kп-з, обс, отл– коэффициент учитывающий время на подготовительно - заключительную работу, обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности;
Kп-з, обс, отл=1,08;
КП– коэффициент, учитывающий размер партии;
КП=0,8;
Куд– коэффициент, учитывающий влияние степени удобства перехода;
Куд=1
Tш-к=4·1,08·0,8·1=3,456 мин.