2.9 Расчет норм времени.

2.9.1 Нормирование операций на универсальных станках с ручным управлением.

Определение основного (технологического) времени.

Основное время определяется по расчетным формулам для соответствующего вида работ и по каждому технологическому переходу (Т_о1, Т_о2, …, Т_{o n}).

Основное (технологическое) время на операцию:

, мин

где n – число технологических переходов.

Определение вспомогательного времени.

Для оборудования, рассчитанного на выполнение однопереходных работ с постоянными режимами в одной операции (станки многорезцовые, гидрокопировальные, зубообрабатывающие, протяжные, резьбообрабатывающие) вспомогательное время Т_в дано на операцию, включая время на установку и снятие заготовки.

Вспомогательное время на операцию определяются по формуле:

, мин

где t_уст – время на установку и снятие детали, дано по видам приспособлений вне зависимости от типов станков, мин;

t_пер – время, связанное с переходом, дано по типам станков, мин;

t’_пер – время не вошедшее в комплекс времени, связанного с переходом, мин;

t_изм – время на контрольные измерения после окончания обработки поверхности. Время на контрольные измерения включается только в тех случаях, когда оно не перекрыто основным временем или не вошло в комплекс времени, связанного с переходом, мин;

Kt_в – поправочный коэффициент на вспомогательное время, мин.

Определение оперативного времени:

, мин

где Т_о – основное время на обработку;

Т_в – вспомогательное время на обработку, мин.

Определение времени на обслуживание рабочего места и личные надобности.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности определяется в процентах от оперативного времени по нормативным справочникам.

Норма штучного времени:

, мин

где α_обс и α_олн – время на обслуживание рабочего места и время на отдых и личные надобности, выраженное в процентах от оперативного времени.

Определение подготовительно-заключительного времени.

Подготовительно-заключительное время Т_пз нормируется на партию деталей, и часть его, приходящаяся на одну деталь, включается в норму штучно-калькуляционного времени:

, мин

где n_д – количество деталей в партии.

2.9.2 Нормирование операций на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ.

Норма времени и ее составляющие:

, мин

, мин

где Т_ца - время цикла автоматической работы станка по программе, мин.

, мин

где Т_о – основное (технологическое) время на обработку одной детали определяется по формуле:

, мин

где L_i – длина пути проходимого инструментом или деталью в направлении подачи при обработке i-ого технологического участка (с учетом врезания и перебега), мм;

S_mi – минутная подача на i-ом технологическом участке, мм/мин;

Т_м-в – машинно-вспомогательное время по программе (на подвод детали или инструмента от исходных точек в зоны обработки и отвод, установку инструмента на размер, смену инструмента, изменение величины и направления подачи), время технологических пауз, мин.

, мин

где Т_в.у – время на установку и снятие детали вручную или подъемником, мин;

Т_в.оп – вспомогательное время, связанное с операцией (не вошедшее в управляющую программу), мин;

Т_в.изм – вспомогательное не перекрываемое время на измерения, мин;

К_tв – поправочный коэффициент на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей;

α_тех, α_орг, α_отд – время на техническое, организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные потребности при одностаночном обслуживании, % от оперативного времени.

Норма времени на наладку станка представляется как время на приемы подготовительно-заключительной работы по обработке партий деталей независимо от размера партии и определяется по формуле:

, мин

где Т_п-31 – норма времени на получение наряда, технологической документации в начале работы и сдача в конце смены, мин; Т_п-31 = 12мин;

Т_п-32 – норма времени на наладку станка, приспособления, инструмента, программных устройств, мин;

Т_пр.обр – норма времени на пробную обработку (первой детали), мин.

Техническое нормирование производится для операции 015 «Токарная с ПУ» и операции 025 «Комплексная с ПУ».

Основное (технологическое) время обработки для каждого перехода определяется по формуле:

, мин [30]

, мин [30]

, мин [30]

где l_рез – длина резания, мм

y, ∆ - величина врезания или перебега, мм

L – длина пути режущей части инструмента, мм.

i – число проходов.

L₁=45 + 4 = 49мм;

L₂=45 + 4 = 49мм;

L₃=10мм;

L₄=8,5мм;

T_o1= 49/(750 × 0,19) ×2=0,68мин;

T_o2= 49/(1000 × 0,19) ×2=0,51мин;

T_o3= 10×12/(1600 × 0,16) =0,46мин;

T_o4= 8,5×12/(800 × 0,16)=0,79мин;

Основное время обработки на операцию определяется по формуле:

, мин [30]

0,68 + 0,51 + 0,46 + 0,79=2,44мин.

Определяется вспомогательное время на операцию:

, мин

где t_в.у – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин;

t_в.изм – вспомогательное не перекрываемое время на измерения, включает в себя время на измерение скобами 0,14 мин [31], время на измерение нутромером 0,24 мин [30], время на измерение пробками 0,2 мин [31], время на измерение шаблоном 0,11 мин [30], t_в.изм = 0,14+0,24+0,2+0,11=0,69 мин;

t_мв – машинное вспомогательное время, связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке поверхностей и поворот револьверной головки, мин.

t_в.у=0,7мин;

t_мв1=0,38мин;

t_мв2=0,38мин;

t_мв3=0,26мин;

t_мв4=0,26мин;

0,7 + 0,69 + 0,38 + 0,38 + 0,26 + 0,26 =2,67мин.

Время на обслуживание рабочего места и время перерывов на отдых и личные надобности составляет 5% и 4% от оперативного времени соответственно:

α_обс=5% α_олн=4%

Штучное время определяется по формуле:

,мин

Т_шт=(2,44 + 2,67) × (1 + (5 + 4)/100)= 5,5мин

Определяется подготовительно-заключительное время по формуле:

, мин

где Т_п-31 – время на получение инструмента, Т_п-31 = 12мин;

Т_п-32 – время на настройку станка, Т_п-32 = 24мин;

Т_пр.обр – норма времени на пробную обработку (первой детали),

Т_пр.обр= 14мин.

Т_пз=12 + 24 + 14=50мин.

Расчет и конструирование станочного приспособления.

При выполнении комплексной операции с ПУ на обрабатывающем центре

ИР500ПМФ4 на деталь «Корпус» действует крутящий момент.

Величину сил зажима детали в приспособлении можно определять, решив задачу статики на равновесие твердого тела, находящегося под действием всех приложенных к нему сил и моментов, возникающих от этих сил, - резания и других, стремящихся сдвинуть установленную деталь (силы веса, инерционные центробежные), зажима и реакции опор.

Величину сил резания и их моментов определяют по формулам теории резания металлов или выбирают по нормативным справочникам. Найденное значение сил резания для надежности зажима детали умножают на коэффициент запаса К=1,4÷2,6.

Расчет усилия зажима.

В нашем случае обрабатываемая деталь устанавливается на оправку приспособления и нижней плоскостью прижимается к плите гайкой М16 через быстросъемную шайбу. При обработке на деталь действует сдвигающий момент М_кри осевая сила Р_о. Обрабатываемая деталь удерживается от смещения силами трения, возникающими между поверхностями установочных и зажимных элементов приспособления. При этой схеме закрепления, данной на рисунке 2, необходимое усилие зажима определяется по формуле:

При растачивании.

Сила приложенная на ключе резьбового зажима с гайкой:

[3, стр. 42];

где: D_H – наружный диаметр опорного торца гайкиD_H = 24 мм [6, т.1, стр. 696];

D_В – внутренний диаметр опорного торца гайкиD_В = 16 мм [6, т.1, стр. 696];

r_cp– средний радиус резьбы винтаr_cp= 7,513 мм [6, т.1, табл. 82, стр. 582];

l – расстояние от оси винта до точки приложения силыQ

(мм) [3, стр. 42];

d – номинальный наружный диаметр резьбы d=16 мм;

α – угол подъема винта резьбыα= 3° [3, стр. 43];

[3, стр. 43];

s – шаг резьбыs=1,5 мм [6, т.1, табл. 82, стр. 582];

- условие самоторможения винта выполняется;

φ_пр – приведенный угол трения в резьбовой пареφ_пр ≈ 6°40’ [3, стр. 43];

[3, стр. 43];

f - коэффициент трения при плоском контакте двух сопрягаемых деталей на нижнем торце гайкиf=0,1 [3, стр. 43];

β₁ – половина угла при вершине профиля метрической резьбы приf=0,1β₁=30° [3, стр. 43];

l– длина установочной плиты

e– расстояние между винтами

а – расстояние между винтом и областью резания

К - коэффициент запаса, К=1,95

(Н);

Q=40 Н, что соответствует основному требованию к зажимным механизмам с ручным приводам - сила закрепления рукой не более 145-195Н [1, стр. 375];

б) Момент от силы Q, приложенный ключе резьбового зажима с гайкой:

[3, стр. 42];

(Н·м);

в) Сила зажима:

[3, стр. 42];

(Н);

Расчет приспособления на прочность.

Наиболее нагруженным звеном в приспособлении является палец М16, так как она постоянно работает на растяжение, когда удерживает заготовку в приспособлении. Для того чтобы выяснить выполняется ли условие прочности необходимо проверить условие прочности шпильки:

[4];

;

где: N– нормальная сила,N=W=1541H(деформация растяжения)

А – площадь поперечного сечения пальца, мм²;

σ_пред– предельное напряжение материала шпильки; для конструкционной стали σ_пред= σ_т=360 Н/мм²; [1]

s– коэффициент запаса прочности.

[4] ;

где: D₁=13.835 мм, внутренний диаметр винта. [1]

мм²;

Н/мм²;

;

Допускаемый коэффициент прочности [s]=2.

Проверка:

s>[s];

30,71>2

Условие прочности выполняется.

Также для расчета на прочность шпильки необходимо выполнить расчет на смятие резьбы. Так как основной причиной выхода из строя резьбы является ее износ. Расчет на износостойкость резьбы определяется по допускаемому значению напряжения смятия [σ_см]=60 Н/мм²

[4] ;

где: F– сжимающая сила,F=W=1761,2H;

А_см– площадь контакта, мм²;

[σ_см] – допускаемое напряжение на смятие, [σ_см]=60Н/мм². [4]

;

где: d– диаметр отверстия,d=13.835мм;

δ – высота гайки, δ=24мм.

мм²;

Н/мм²;

Проверка:

σ_см<[σ_см];

5,3 Н/мм²<60 Н/мм².

Условия прочности шпильки на смятие выдержано. Следовательно, выбранная шпилька выдержит нагрузки при работе приспособления.

Расчет приспособления на точность.

Погрешность установки ξ_узависит от погрешности базирования ξ_б, погрешности закрепления ξ_зи погрешности приспособления ξ_пр

,мм [4];

где: s_max– максимальный радиальный зазор между деталью и оправкой приспособления, мм.

,мм [4] ;

где: D_max– наибольший диаметр базового отверстия детали, мм;D_max=100,0095мм;

d_min– наименьший диаметр установочного пальца, мм;d_min=67,94мм.

мм;

мм;

Погрешность закрепления ξ_зравна нулю, так как контактные перемещения в стыке «заготовка – опоры приспособления» практически не изменяются. Также в данном случае силы закрепления постоянны, опоры практически не изнашиваются, шероховатость и волнистость баз заготовок однородна, так как установочные базы заготовки до сверления были обработаны.

Погрешность приспособления ξ_прсостоит из нескольких погрешностей:

ξ_ус– ошибки изготовления и сборки установочных элементов и приспособления.

ξ_н– прогрессирующий износ.

ξ_с– ошибки установки и фиксации приспособления на станке.

ξ_ус=0,01 мм, так как приспособление изготавливается в цехах, оснащенных необходимым оборудованием.

ξ_истремится к нулю, так как износ установочных пальцев не интенсивен.

ξ_стакже стремится к нулю, так как установка приспособления на стол станка осуществляется один раз на партию деталей.

,мм; [4]

мм.

,мм; [4]

мм.

Допустимая погрешность расположения отверстий диаметром 100мм равна 0,25мм, диаметром 125мм равна 0,1

0,1мм > 0,0795мм

Так как погрешность расположения отверстий диаметром 100мм и 125мм зависимая, то она увеличивается на допуск базового отверстия. Следовательно, допустимая погрешность больше погрешности приспособления, а значит обработка отверстий с требуемой точностью взаимного расположения на данном приспособлении возможна.

Проектирование контрольного калибра

Данное приспособление является калибром, предназначенным для измерения межосевого расстояния размером 200мм между двумя отверстиями диаметром 100H8 и 125Н8. Он состоит из корпуса размером 332,5h14 и высотой 25js14/2 с запрессованной в него пустотелой пробкой диаметром 100 с резьбовым концом М12-6Н на который устанавливается ручка диаметром 24h14 и контрольного валика диаметром 20, который нужен для измерения межосевого расстояния.

Корпус приспособления устанавливается на поверхность детали по размеру 580h14, с базированием по отверстию диаметром 100H8, в сквозное отверстие диаметром 125H8 вставляется контрольный валик, с помощью которого контролируем межосевое расстояние 200±0,05 и симметричное расположение отверстийдиаметром 100H8 и 125Н8. Размеры считаются в допуске, если калибр и контрольный валик, проходящий через отверстиедиаметром 125Н8 в калибре, одновременно установлены в отверстиядиаметром 100H8 и 125Н8.

D_ном– размер согласно чертежу

Поле допуска ТП определяется из формулы

где D_max,dmax– наибольший предельный размер, мм

D_min,dmin– наименьший предельный размер, мм

ES,es– верхнее предельное отклонение, мм

EI,ei– нижнее предельное отклонение, мм

D_ном– размер согласно чертежу

Поле допуска ТП определяется из формулы

где D_max,dmax– наибольший предельный размер, мм

D_min,dmin– наименьший предельный размер, мм

ES,es– верхнее предельное отклонение, мм

EI,ei– нижнее предельное отклонение, мм

Позиционный допуск Т_Pk=0,006мм

Предельные отклонения между осями двух элементов

Предельные размеры калибра