3.4. Розрахунок режимів різання.
Вибір режимів різання в значній мірі впливає на якість оброблюваних поверхонь, точність їх взаємного розташування. Оскільки механічна обробка складає значну частину собівартості деталі, то ефективний підбір режимів різання сильно впливає на техніко-економічні показники процесу виготовлення деталі. Неправильний підбір режиму різання може призвести до недостатньо якісної обробки поверхонь, невиправданих витрат часу на зайві операції контролю розмірів і параметрів шорсткості поверхонь. Часто це призводить до браку продукції, а в окремих випадках – до передчасного виходу з ладу обладнання.
Підбір оптимальних режимів різання можна проводити двома методами: табличним і за допомогою обчислення всіх параметрів режимів різання.
Оскільки деталь можна обробляти типовими методами з використанням стандартного промислового обладнання та інструменту, то проводити розрахунок режимів різання для всіх операцій механічної обробки немає сенсу, оскільки їх можна знайти табличним методом з довідкової літератури. Детальний аналітичний розрахунок проведемо лише для двох операцій.
Розраховуємо режими різання для операції 005, перехід 5 та свердління одного з отворів d=8мм, матеріал заготовки – сплав алюмінієвий АК12М2 ГОСТ 2839-94.
Свердління проводиться на широко універсальному верстаті модифікації 2Н118. Інструмент, яким здійснюється операція, – свердло діаметром d=8мм.
Глибина різання при свердлінні становить t=10мм.
Подача для свердла є стандартною і становить S=0,006мм.
Середнє значення періоду стійкості свердла Т=30хв.
Швидкість різання визначається за формулою:
, (3.8)
де
= 7,0 – поправочний коефіцієнт;
= 0,4; х
= 0; y
= 0,7; m
= 0,2 – показники степенів.
Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання визначається за формулою:
=
, (3.9)
де, =0,9 – коефіцієнт, який залежить від матеріалу, що обробляється;
=0,7
– коефіцієнт, що враховує глибину
різання;
=3,2
– коефіцієнт, що враховує матеріал
інструменту.
Таким чином,
=0,21.
отримуємо швидкість різання
=11,8м/хв.
Частота обертів шпинделя, в якому закріплене свердло, визначається як:
n=
, (3.10)
і становить n=469,7об/хв.
Крутний момент визначаємо за формулою:
=
(3.11)
де
=0,09
– поправочний коефіцієнт;
q=1; х=0,9; y=0,8 – показники ступенів;
Kp=1 – поправочний коефіцієнт, що враховує фактичні умови обробки.
Таким чином,
=264
(3.12)
Потужність різання визначається із залежності:
(3.13)
і становить
кВт.
Розрахуємо режими різання для токарної операції 005 перехід 4, підрізання торця 5. Інструмент, яким здійснюється операція – підрізний різець.
Глибина різання становить t=0,5мм.
Подача становить S=0,8мм/об.
Середнє значення періоду стійкості різця T=120хв.
Швидкість різання визначається з формули (3.8), для чого підбираємо коефіцієнти =7,0; q=0,4; x=0,15; y=0,4; m=0,2. Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання становить (враховуючи, що =0,7; =0,3; =4,0) =0,84. Отримуємо швидкість різання V=100,23м/хв.
Частота обертів
шпинделя визначається з формули (3.10) і
становить
об/хв.
Крутний момент
визначаємо з формули (3.11), врахувавши,
що
=0,09;
;
;
;
,
отримаємо
.
Потужність різання
визначається із залежності (3.13) і
становить
кВт.
Для усіх інших операцій та переходів режими різання визначаємо табличним способом. Результати запишемо в таблицю (3.3).
Табл. 3.3
Розрахунок режимів різання
№ операції |
№ переходу |
Режими різання |
|||
Швидкість різання м/хв |
Глибина різання
|
Подача S мм/об |
Частота обертання n об/хв |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
005 |
1 |
100 |
0,5 |
0,8 |
400 |
2 |
120 |
1 |
0,25 |
460 |
|
3 |
150 |
1 |
0,25 |
480 |
|
4 |
100 |
0,5 |
0,8 |
400 |
|
5 |
120 |
1 |
0,25 |
460 |
|
010 |
1 |
100 |
0,5 |
0,25 |
400 |
2 |
100 |
1 |
0,25 |
400 |
|
3 |
120 |
1 |
0,25 |
460 |
|
ммПродовження табл. 3.3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
4 |
120 |
0,5 |
0,25 |
460 |
5 |
150 |
0,5 |
0,25 |
480 |
|
015 |
1 |
120 |
1 |
0,25 |
460 |
020 |
1 |
45 |
0,5 |
0,15 |
180 |
025 |
1 |
150 |
0,1 |
0,4 |
240 |
2 |
150 |
0,1 |
0,4 |
240 |
|
030 |
1 |
150 |
0,1 |
0,4 |
240 |
2 |
150 |
0,1 |
0,4 |
240 |
Технічне нормування в широкому розумінні цього поняття представляє собою встановлення технічно обґрунтованих норм використання виробничих ресурсів (ГОСТ 3.1109-82). При цьому виробничими ресурсами є енергія. Сировина, матеріали, інструмент, робочий час.
В сучасних умовах нормування часу набуває важливого значення, оскільки від цього в певній мірі залежить такт виробництва, норми оплати праці, рентабельність підприємства.
Норма часу – це регламентований час виконання деякого обсягу робіт в конкретних виробничих умовах одним або декількома виконавцями відповідної кваліфікації (ГОСТ 3.1109-82).
Важливим параметром при нормуванні часу виступає основний (технологічний) час – це норма часу на досягнення безпосередньої цілі даної технологічної операції або переходу по якісній та кількісній зміні предмету технологічної операції. Основний час може бути машинним, машинно-ручним або апаратурним. Для токарних, свердлильних, розгортування і фрезерування. Основний час визначається за формулою:
(3.14)
де, n – частота обертання шпинделя, S – подача;
– коефіцієнт, що
враховує кількість послідовних заходів
при різанні;
L – довжина шляху інструменту, що визначається за формулою:
(3.15)
де,
– довжина оброблюваної поверхні;
– величина врізання
інструменту;
– величина пробігу
інструменту.
Норма основного часу складає лише частину часу, що затрачається на виконання технологічних операцій. Для деяких операцій вона є мізерною в порівнянні з допоміжним часом.
Норми допоміжного часу Tg представляє собою норму часу на виконання дій, що дають можливість виконувати основну роботу, що є метою технологічної операції або переходу, і повторюється з кожним виробом або через певне їх число.
Норма оперативного часу – це норма часу на виконання технологічної операції, що складається із суми основного часу і допоміжного часу, що не перекривається ним:
(3.16)
Технічно обґрунтована норма часу складається з норми підготовчого часу на партію оброблюваних заготовок і норми штучного часу:
(3.17)
де n – кількість заготовок в партії. Норма штучного часу обчислюється за формулою:
(3.18)
де,
– час на обслуговування робочого місця;
– час на відпочинок
і особисті потреби, або
(3.19)
де, К – відсоток оперативного часу на обслуговування робочого місця, відпочинок і особисті потреби.
Керуючись наведеними формулами і параметрами технологічного процесу, обчислимо норми часу для операцій і переходів процесу виготовлення гайки.
Час на обслуговування робочого місця, відпочинок і особисті потреби, згідно нормативів становить К=8% від оперативного часу.
Для переходу 1
операції 005 довжина шляху інструменту
L=78,6мм;
частота обертання шпинделя n=400об/хв,
подача S=0,8мм/об.
Основний час становить
=108с.
Допоміжний час буде складатися із часу
точного підводу інструменту (4с),
включення і виключення станка (0,8с),
часу встановлення заготовки і виймання
її (4с),
поділено на кількість переходів (1с).
Допоміжний час, таким чином, становить
=5,8с.
Контроль розмірів може здійснюватись
під час роботи верстата, і тому не
збільшує допоміжного часу. Норма
оперативного часу становить
=113,8с.
Норма штучного часу
=122,9с.
Для переходу 4 норми часу будуть такі ж
самі.
Для переходу 2 операції 005 довжина шляху інструменту L=15,3мм; частота обертання шпинделя n=460об/хв, подача S=0,25мм/об. Основний час становить =555,6с. Допоміжний час буде складатися із часу точного підводу інструменту (4с), включення і виключення верстата (0,8с), часу встановлення заготовки і виймання її (4с), поділено на кількість переходів (0,4с). Допоміжний час, таким чином, становить =5,7с. Контроль розмірів може здійснюватись під час роботи станка, і тому не збільшує допоміжного часу. Норма оперативного часу становить =561,3с. Норма штучного часу =606,2с. Для переходу 5 норми часу будуть такі ж самі.
Для переходу 3 операції 005 довжина шляху інструменту L=8мм; частота обертання шпинделя n=480об/хв, подача S=0,25мм/об. Основний час становить =177,8с. Величина допоміжного часу буде такою ж як і для попередніх переходів - =5,7с. Норма оперативного часу становить =183,5с. Норма штучного часу =198,2с.
Для переходу 1 операції 010 довжина шляху інструменту L=68,8мм; частота обертання шпинделя n=400об/хв, подача S=0,25мм/об. Основний час становить = 28,2с. Допоміжний час буде складатися із часу точного підводу інструменту (4с), включення і виключення верстата (0,8с), часу встановлення заготовки і виймання її (4с), поділено на кількість переходів (0,1с). Допоміжний час, таким чином, становить =5,7с. Норма оперативного часу становить =33,9с. Норма штучного часу =36,6с. Для переходу 2 цієї ж операції норма часу становить =33,9с (такі ж самі).
Для переходу 3, 4 операції 010 норми часу будуть такі ж самі, що й для переходу 2 операції 005.
Для переходу 5 операції 010 норми часу будуть такі ж самі, що й для переходу 3 операції 005.
Для переходу 1 операції 015 норми часу будуть такі ж самі, що й для переходу 2 операції 005.
Для переходу 1 операції 020 довжина шляху інструменту L=42,8мм; частота обертання шпинделя n=180об/хв, подача S=0,15мм/об. Основний час становить =3,4с. Допоміжний час буде складатися із часу точного підводу інструменту (4с), включення і виключення станка (0,8с), часу встановлення заготовки і виймання її (4с), поділено на кількість переходів (0,4с). Допоміжний час, таким чином, становить =5,7с. Контроль розмірів може здійснюватись під час роботи станка, і тому не збільшує допоміжного часу. Норма оперативного часу становить =9,1с. Норма штучного часу =9,8с.
Для переходів 1, 2 операції 025 та 030 довжина шляху інструменту L=15мм; частота обертання шпинделя n=240об/хв, подача S=0,4мм/об. Основний час становить =177,8с. Допоміжний час буде складатися із часу точного підводу інструменту (4с), включення і виключення верстата (0,8с), часу встановлення заготовки і виймання її (4с), поділено на кількість переходів (1,3с). Оскільки при цьому встановленні передбачена зміна інструменту, а переходи 1 і 2 обробляються однаковим інструментом (зміна інструменту відбувається за 4с), час зміни, приведений на один перехід, становить 2с. Час контролю розмірів не входить в допоміжний час, бо він перекривається машинним часом. Допоміжний час, таким чином, становить =8,1с. Контроль розмірів може здійснюватись під час роботи верстата, і тому не збільшує допоміжного часу. Норма оперативного часу становить =185,9с. Норма штучного часу =200,8с.
Обчислені норми часу занесемо в таблицю 3.4:
Табл. 3.4
Норми часу на виконання операцій та переходів
№ операції |
№ переходу |
Норми часу |
|||
основний |
допоміжний |
оперативний |
штучний |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
005 |
1 |
108 |
5,8 |
113,8 |
122,9 |
2 |
555,6 |
5,7 |
561,3 |
606,2 |
|
3 |
177,8 |
5,7 |
183,5 |
198,2 |
|
4 |
108 |
5,8 |
113,8 |
122,9 |
|
5 |
555,6 |
5,7 |
561,3 |
606,2 |
|
010 |
1 |
28,2 |
5,7 |
33,9 |
36,6 |
2 |
28,2 |
5,7 |
33,9 |
36,6 |
|
|
3 |
555,6 |
5,7 |
561,3 |
606,2 |
4 |
555,6 |
5,7 |
561,3 |
606,2 |
|
5 |
177,8 |
5,7 |
183,5 |
198,1 |
|
Продовження табл. 3.4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
015 |
1 |
555,6 |
5,7 |
561,3 |
606,2 |
020 |
1 |
3,4 |
5,7 |
9,1 |
9,8 |
025 |
1 |
177,8 |
8,1 |
185,9 |
200,8 |
2 |
177,8 |
8,1 |
185,9 |
200,8 |
|
030 |
1 |
177,8 |
8,1 |
185,9 |
200,8 |
2 |
177,8 |
8,1 |
185,9 |
200,8 |