Пример оформления расчета режима резания на операцию.

030 Токарно-винторезная операция

Переход 1. Точить поверхность, выдерживая размеры d = 22 _{- 0,1}; l = 22 мм; Ra = 6,3 мкм.

Переход 2. Нарезать резьбу М22х1,5-6g, выдерживая размер l = 22 мм.

Определить режимы резания при точении на токарном станке 16К20 наплавленной поверхности под резьбу оси колодок автомобиля КамАЗ 5320.

Исходные данные: материал детали — сталь 35 (170…229НВ); диаметр поверхности до точения (после наплавки) d₁ = 24 мм; диаметр после точения d = 22 _{– 0,1} ; резьба после нарезания - М22х1,5-6g; длина обрабатываемой поверх­ности по чертежу L_рез = 22 мм; масса детали 0,4 кг.

По нормативам принимаем проходной прямой резец с пластинкой ВК-б и геометрическими параметрами: φ = 90°; γ = 0°; λ =+ 5°; φ₁ = 5° и резьбовой резец с геометрическими параметрами: φ = 60°; γ = 10°

Переход 1.

1. Определение глубины резания t, мм:

d ₁ - d

t = ¾¾¾¾, (7)

где d ₁, d - диаметры детали соответственно до и после обра­ботки, мм.

d₁ = 22,2 мм; d = 22 мм (из расчета припусков на обработку).

24 - 22

t = ¾¾¾¾¾ = 1 мм

2. Определение стойкости резца с твердосплавной пластиной Т_р , мин:

Т _р = Т _м * λ, (8)

где Т _м – стойкость машинной работы станка, мин;

λ – коэффициент времени резания

При λ > 0,7 Т _р = Т _м

L_рез

λ = ---------------, (9)

L_р.х

где L_рез – длина резания (длина обрабатываемой поверхности), мм;

L_р.х – длина рабочего хода инструмента, мм.

Т.к. λ > 0,7 Т _р = Т _м = 90мин [43, с.26]

3. Определение числа проходов: i = 1, значит t = h = 1 мм.

4. Назначение подачи S_о.т, мм/об:

S_о.т = 0,6 мм/об [43, c.23]

Уточнение значения подачи с учетом точности и качества обработки, механических свойств обрабатываемого материала [43, с.24]

При Ra = 6,3 мкм – 4 класс чистоты S_о.т = 0,4 мм/об

При σ_в = 680 МПА = 68 кгс/мм² S_о.т = 0,4 * 0,75 = 0,3 мм/об

Принимаем фактическое (паспортное) значение подачи инструмента

S_{о ф} = 0,3 мм/об (см. таблицу Е.1 приложения Е).

5. Определение скорости резания V, м/мин:

V_р = V_табл × К₁ × К₂ × К₃, (10)

где V_табл - табличное значение скорости резания, м/мин;

К₁, К₂, К₃ - коэффициенты, зависящие соответственно от обрабатываемого материала, материала инструмента и вида обработки.

Принимаем: V_табл = 150 м/мин [43, c.29] К₁ = 0,9 [43, с.32] К₂ = 1,25 [43, с.33]

К₃ - не учитывается, тогда

V_р = 150 × 0,9 × 1,25 = 168,75 м/мин

6. Определение частоты вращения шпинделя n _р, мин ^-1:

1000 × V_р

n _т = ¾¾¾¾ (11)

P × d

1000 × 168,75

n _т = ¾¾¾¾¾------- = 2239,25 мин ^-1

3,14 × 24

Фактическое (паспортное) значение частоты вращения шпинделя n _ф, мин ^-1

n _ф = 1600 мин^-1 (см. таблицу Е.1 приложения Е).

7. Определение фактической скорости резания V_ф, м/мин:

p × d × n _ф

V_ф = ¾¾¾¾¾ (12)

3,14 × 24 × 1600

V_ф = ¾¾¾¾¾¾¾ = 120,57 м/мин

8. Определение силы резания Рz, кгс:

Рz = Рz табл * К₁ * К₂, (13)

где Рz табл – табличная скорость резания, кгс;

К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₂ – коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении сталей твердосплавным инструментом.

Принимаем: Рz табл = 80 кгс [43, с.35] К₁ = 0,8 [43, с.36] К₂ = 1,0 [43, с.36], тогда

Рz = 80 * 0,8 * 1,0 = 64 кгс

9. Определение мощности, затрачиваемой на резание N _рез, кВт:

Рz * V_ф

N _рез = --------------- (14)

60 * 102

64 * 120,57

N _рез = -------------- = 1,26 кВт

60 * 102

10. Проверка условия достаточности мощности станка:

N _рез ≤ N _эдв * η, (15)

где N _эдв – мощность электродвигателя станка, кВт;

η – КПД станка.

Принимаем: N _эдв = 10 кВТ (см. таблицу Е.1 приложения Е).

η = 0,75 (см. таблицу Е.1 приложения Е).

1,26 кВт ≤ 10 * 0,75 = 7,5 кВт

11. Коэффициент использования оборудования по мощности станка

η = N _рез / N _эдв (16)

η = 1,26 / 7,5 = 0,168

Переход 2.

и т. д.

Расчет норм времени

При техническом нормировании определяется время (мин):

• основное (на каждый переход) – t _о;
• вспомогательное (на каждый переход и операцию в целом) – t _всп;
• дополнительное (на операцию) – t _д;
• штучное – t _шт;
• подготовительно - заключительное – t _п.з;
• штучно-калькуляционное – t _шт-к.

В зависимости от вида обработки основное время рассчитывается по опре­деленным формулам [43,44] и др., остальные времена выбирают из нормативов [24, 26, 46 - 50] и рассчитывают по формулам (17 - 39).

Например, на токарную операцию

L_р.х

t _о = ¾¾¾ * i, (17)

S_{о ф} * n _ф

где L _р.х - длина рабочего хода суппорта, мм.

L _р.х = l ₁ + l + l ₂, (18)

где l ₁ - длина врезания резца, мм;

l - длина обработки, мм;

l ₂ - длина перебега резца, мм;

для 1-го перехода t _o = мин;

для 2-го перехода t _o = мин;

и т. д.

Суммарное основное время на операцию

_n

t _о = å t _о (19)

^{i = 1}

Вспомогательное время на операцию t _всп, мин:

t _всп = t _в.у + t _в.п + t _в.з, (20)

где t _в.у - вспомогательное время на установку-снятие детали, мм;

t _в.п - вспомогательное время, связанное с каждым переходом, мм;

t _в.з - вспомогательное время, связанное с замерами детали, мм.

Оперативное время t _оп, мин:

t _оп = t _о + t _всп (21)

Дополнительное время t _д, мин:

t _оп * а _{орг-тех} t _оп * а _отл

t _д = ¾¾¾------ + ¾¾¾-----, (22)

100 100

где а _{орг-тех}, а _отл - процент от оперативного времени соответственно на организационно-техническое обслуживание рабочего мета, отдых и личные надобности, %.

Штучное время t _шт, мин:

t _шт = t _о + t _всп. + t _д = t _оп + t _д (23)

Штучно-калькуляционное t _шт-к, мин:

t _п.з

t _шт-к = t _шт + ¾¾, (24)

Z

где t _п.з - подготовительно - заключительное время (время на инструктаж, подготовку станка к работе и т. д.), мин;

Z - размер партии деталей, шт.

Ниже даны формулы для расчета основного времени для работ, наиболее часто встречающихся при восстановлении деталей:

• для токарных и сверлильных работ

L _р.х

t _о = ¾¾¾ * i, (25)

S_о * n

где Lp х — длина рабочего хода резца (сверла), мм;

i - число проходов;

n — частота вращения детали (сверла), мин ^-1;

S _о — подача инструмента за один оборот детали, мм/об.

• для фрезерных работ

L _р.х

t _о = ¾¾¾ * i, (26)

S _м

где Lp.x — длина рабочего хода стола, мм;

i — число проходов;

S _м — ми­нутная подача, мм/мин.

• для нарезания резьбы метчиком или резцом

L _р.х (1+ n / n _хх)

t _о = ¾¾¾------------- * i, (27)

S * n

где Lp.x — длина рабочего хода метчика (резца), мм;

n — частота вращения метчика (детали), мин ^-1;

n _х.х — частота враще­ния шпинделя при обратном ходе, мин ^-1;

i — число проходов;

S — шаг резьбы, мм, или подача, мин ^-1;

• для строгальных работ

L _р.х

t _о = ¾¾¾ * i, (28)

S_о * n

где L p.x — длина пути резца, мм;

n — число двойных ходов стола или резца, мм/мин;

S — подача стола или резца, мм/дв. ход.

• при работе на кругло шлифовальных станках

L _р.х * h * K _з

t _о = ¾¾¾----------- * i, (29)

S _пр * S _t* n _д

где Lp.x – длина рабочего хода, мм;

h— припуск на диаметр, мм;

К₃ — коэффициент зачистных ходов (К₃ = 1,2…1,7);

i – число проходов;

S _пр — продольная подача, мм/об;

S _t — поперечная подача на двойной ход (глубина шлифования), мм;

n _д — частота вращения обраба­тываемой детали, мин ^-1;

• при работе на плоско-шлифовальных станках:

а) шлифование периферией круга

L _д * В _д * h * K

t _о = ¾¾¾-------------- * i, (30)

1000 * V_д * S _t* z

б) шлифование торцом круга

L _д * h * K

t _о = ¾¾¾-------------- * i, (31)

1000 * V_д * S _t* z

где L_д — длина обработки, мм;

В_д — ширина обработки, мм;

h — припуск на сторону, мм;

К — коэффициент износа круга (К = 1,1 - при черновом шлифо­вании, К = 1,4 - при чистовом шлифовании);

i – число проходов;

Vд — скорость движения стола, м/мин;

S _t - подача на глубину шлифования, мм/ход;

z — количество одновременно обрабатываемых деталей.

• при бесцентровом шлифовании на проход

t ₀ = K ₃ * i (1+В) / (π * D _в.к * n _в.к. * η * sin α), (32)

где Кз — коэффициент зачистных ходов (Кз = 1,05…1,20 - для предварительного и окончательного шлифования);

i — число проходов без изменения режимов ре­зания;

l - длина шлифуемой заготовки, мм;

В — ширина круга, мм;

D _в.к — диаметр ведущего круга, мм;

n _в.к — частота вращения ведущего круга, мин;

η — коэффициент, учитывающий проскальзывание заготовки отно­сительно ведущего круга (η = 0,90 …0,95);

α — угол наклона ведущего круга.

• при бесцентровом шлифовании врезанием

t ₀ = d (h / S₁ + n ₁) / (D _в.к * n _в.к. * η), (33)

где d — диаметр шлифуемой заготовки, мм;

h – припуск на сторону, мм;

S₁ — радиальная подача на один оборот заготовки, мм;

n₁ — частота вращения заготовки до прекращения искрения, мин ^-1;

Остальные обозначения те же, что и при бесцентровом шли­фовании на проход.

• при хонинговании

t ₀ = n _п / n _дв.х. , (34)

где n _п — полное число двойных ходов хона, необходимое для снятия всего припуска;

n _дв.х — число двойных ходов хона в минуту, дв.х/мин.

Значение n _п можно определить из зависимости

n _п = Z / b, (35)

где Z — припуск на диаметр, мм;

b — толщина слоя металла, снимаемого за двойной ход хона, мм (для чугуна b = 0,0004…0,0020 мм).

• при газовой сварке

t ₀ = 60 V γ / d = 60 Q / d (36)

где V — объем наплавленного металла, см ³;

γ — плотность наплавлен­ного металла, г/см³;

Q — масса наплавленного металла, г;

d — часовой расход присадочной проволоки, г/ч.

Для наконечников горелки № 3 - d = 500 г/ч; № 4 — d = 750 г/ч; № 5— d = 1200 г/ч

• при ручной дуговой сварке

t ₀ = 60 Q / α _н I (37)

где Q — масса наплавленного металла, г;

α _н — коэф­фициент наплавки (α _н = 7…11 г/Ач);

I — сила сварочного тока, А.

Значение α _н и I назначаются по нормативам.

• при автоматической наплавке под слоем флюса и вибродуго­вой наплавке

t ₀ = L / (n S) = π D L / (1000 V S), (38)

где L — длина наплавляемой поверхности, мм;

S — подача (шаг наплавки), мм/об;

n - частота вращения наплавляемой поверхности, мин ^-1;

D — диаметр наплавляемой поверхности, мм;

V — скорость наплавки, м/мин.

При наплавке под слоем флюса V = l,2…3,5 м/мин, при вибродуговой наплавке — V = 0,25…1,5 м/мин. Подачу (шаг наплавки) принимают соответственно S = 2,5…4,0 и 1,8…7,9 мм/об.

• при гальванических работах

t ₀ = (1000 * 60 h γ) / (D_к C η) (39)

где h - толщина слоя покрытия, мм;

γ — плотность осажденного металла (для хрома γ = 6,9 г/см³; для стали γ = 7,8 г/см³);

D_к — плотность тока на катоде, А/дм²;

С — электрохимический эквивалент (при хромировании С = 0,32 г/Ач; при железнении С = 1,095 г/Ач);

η — коэффициент выхода металла по току (для хромирования η = 12…16 %; для ванны со стронциевыми электролитами η = 20…22 %; для железнения η = 75…95 %).

В подготовительно-заключительное время входят: время на подготовку станка к работе; время инструкта­жа; время, связанное с завершением работы. Определяется tn.з по таблицам нормативов на каждую операцию в зави­симости от организации рабочего места, сложности обра­батываемой детали, конструкции оборудования и приспособ­лений.

Расcчитанные и выбранные нормы времени сводятся в таблицу (форма 7).

Форма 7

Таблица.....…. Нормы времени, мин

номер