Расчет режимов резания и нормы времени на фрезерную операцию

  При работе на токарных станках потребуется  на наладку станка, инструмента и  приспособлений – 8 мин., на дополнительные приемы: установка упора – 1,5 мин., резца – 2 мин., величины подачи и частоты вращения шпинделя станка – по 1 мин.; на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки – 7 мин.

  Т_п.з = 8+1,5+2*2+1*2+1*2+7 =24,5 мин.

  Т_ш.к. = 24,5/50+14,1 = 14,59 мин.

  Составляем  сводную таблицу расчета технической  нормы времени расчетно-аналитическим  методом

 

  Укрупненный расчет технической нормы времени  для токарной

  операции 

  При определении типа производства нередко  приходится укрупненно определять норму  штучно-калькуляционного времени, когда  еще не известны режимы обработки  на операции механообработки. Основное технологическое время (Т_о, мин) определяется приближенно для обработки поверхности по следующим формулам:

  -черновое  точение Т_о = 0,00017*d*l;

  -чистовое  точение Т_о = 0,0001*d*l,

  где d – диаметр (максимальный) обработки, мм;

  l – длина обработки (резания), мм.

  Т_о1 = 0,00017*90*243 = 3,72 мин;

  Т_о2 = 0,0001*82,7*243 = 2,01 мин.

  Основное  время операции будет равно соответствующей  сумме основных времен для обработки  поверхностей

  Т_о = Т_о1 + Т_о2 = 3,72+2,01 = 5,73 мин.

  Штучно-калькуляционное  время на операцию определяется по следующей зависимости:

  Т_ш.к. = φ_к * Т_о,

  где φ_к – коэффициент, учитывающий тип производства и вид оборудования: для условий мелкосерийного (среднесерийного) производства: для токарного станка – 2,14 (1,75).

  Для мелкосерийного производства

  Т_ш.к. = 2,14*5,73 = 12,26 мин.

  Для среднесерийного производства

  Т_ш.к. = 1,75*5,73 = 10,03 мин. 

  3. Расчет режимов  резания и нормы  времени на фрезерную  операцию.

  При фрезеровании паза (концевой фрезой) –  длина фрезерования L_рез=А=81мм; ширина паза b = B = 27мм и глубина паза t равняется 3 мм при b≤25 мм, в противном случае – равна 5мм (заготовка «куб» со стороной равной А). Принимаем t=5мм.

  При фрезеровании концевой фрезой (быстрорежущая  сталь) подбирается диаметр фрезы, из которой переточкой будет обеспечиваться заданная вариантом ширина паза.

  Для фрезерования паза шириной 27мм потребуется фреза Ø28 мм, из которой переточкой ее в размер 27мм будет обеспечена необходимая ширина паза глубиной 5мм. 

  3.1. Расчет режимов  обработки при  фрезеровании паза  концевой фрезой.

  1.Расчет  длины рабочего хода L_р.х., мм и средней ширины фрезерования b_ср, мм (b_ср = В – для выполняемой работы) определяется по зависимости

  L_р.х. = L_рез + y

  При этом для обеспечения меньшей  шероховатости обработанной поверхности  целесообразно применять y = d + 5, где d – диаметр концевой фрезы.

  y = 27 + 5 = 32 мм

  L_р.х. =  81 + 32 = 113мм.

  2.Определение  рекомендуемой подачи на зуб  фрезы по нормативам Sz, мм/зуб. Для выполняемой работы можно принимать:

  -для  концевой фрезы – Sz=0,025 – 0,05 мм/зуб в зависимости от диаметра фрезы, то есть для фрез диаметром до 18 мм принимать Sz = 0,025; фрез до   Ø22 – Sz=0,03; до Ø26 – Sz=0,035; до Ø30 – Sz=0,04; свыше Ø30 – Sz=0,05 мм/зуб. Принимаем Sz = 0,04 мм/зуб.

  3.Определение  стойкости инструмента по нормативам  Т_р в минутах резания.

  -коэффициент  времени резания инструмента  λ = L_рез. / L_р.х.

  λ = 81/113= 0,72;

  -табличное  значение стойкости фрезы в  минутах машинной работы (Т_м): для концевой фрезы до Ø20 мм – Т_м = 60 мин, в противном случае Т_м = 80 мин. Принимаем Т_м = 80 мин.

  -стойкость  фрезы (Т_р) в минутах резания: Т_р = λ * Т_м

  Т_р = 0,72*80 = 57,6 мин.

  4.Расчет  скорости резания υ в м/мин, частоты вращения шпинделя станка n в минуту и минутной подачи S_м в мм/мин:

  -определение  рекомендуемой нормативной скорости  резания υ_т, для концевой фрезы принимаем υ_т = 24 м/мин;

  -определение  скорости резания (υ): υ = υ_т * К₁*К₂*К₃,

  где К₁ – коэффициент, зависящий от размеров обработки. Для концевой фрезы принимаем К₁ = 1,1;

  К₂ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого и инструментального материалов. Для концевой фрезы принимаем К₂ = 0,9;

  К₃ – коэффициент, зависящий от стойкости и материала инструмента. Для концевой фрезы К₃ = 1,6 при Т_р ≤ 30 мин, а в противном случае К₃ = 1,2. Принимаем К₃ = 1,2.

  υ = 24*1,1*0,9*1,2 = 28,51 м/мин.

  -расчет  частоты вращения шпинделя станка (n_o) по формуле

  n_o = 1000* υ/(πd)

  где d – диаметр фрезы

  n_o = 1000*28,51/(3,14*27) = 335,21

  -уточнение  n_о по паспорту станка – как ближайшая имеющаяся ступень частот вращения шпинделя станка (n). Принимаем n = 315;

  -уточнение  скорости резания (υ_пр) по принятой частоте вращения шпинделя станка (n) с использованием зависимости, в которой d – диаметр фрезы

  υ_пр = π*d*n/1000

  υ_пр = 3,14*27*315/1000 = 26,7 м/мин.

  -расчет  минутной подачи (S_мр) стола станка по принятой частоте вращения шпинделя станка (n) с использованием зависимости:

  S_мр = Sz * Zu * n,

  где Zu – количество зубьев фрезы.

  S_мр = 0,04 * 4 * 315 = 50,4мм/мин.

  -уточнение  расчетной минутной подачи (S_мр) по паспорту станка – как ближайшая меньшая имеющаяся ступень минутных подач (S_м). Принимаем     S_м = 50 мм/мин.

   5.Расчет основного машинного времени обработки (t_м, мин.) по формуле:

  t_м = L_р.х. / S_м.

  t_м = 113 / 50 = 5,65 мин.

  6.Уточнение  подачи на зуб фрезы Sz_пр по принятым режимам резания:

  Sz_пр = S_м/( Zu * n).

  Sz_пр = 50/(4*315) = 0,039.

  7. Проверочный  расчет по мощности резания:

  -определение  потребной мощности резания N_рез по зависимости:

  N_рез = E *К₁ * К₂

  где Е – величина, определяемая по таблице (с.102): Е=0,11, если Sz≤0,02 мм/зуб; Е=0,2, если 0,02≤Sz≤0,04 мм/зуб; Е=0,25, если Sz>0,04 мм/зуб. Принимаем Е = 0,2;

  К₁ = 1,0 и К₂ = 1,0 – для рассматриваемых вариантов задания.

  N_рез = 0,2* *1*1 = 0,62 кВт.

  -проверка  по мощности двигателя (N_дв = 7,5 кВт, ƞ=0,95):

  N_рез≤1,2* N_дв* ƞ = N_р.д.

  где  N_р.д. – допустимая мощность резания станка.

  0,62≤1,2*7,5*0,95=8,55

  8. Основное  машинное время на операцию Т_о = t_м, так как на операции работает один инструмент в один проход.

  Т_о = 5,65 мин. 

  9.Составляем  сводную таблицу режимов резания  на фрезерную операцию (фрезерование  концевой фрезой).

 

  3.2.Расчет  нормы времени

  В условиях серийного производства определяется норма штучно-калькуляционного времени (Т_ш.к.) по формуле:

  Т_ш.к. = + Т_шт,

  где Т_п.з – подготовительно-заключительное время, мин.;

  n – количество деталей в партии для одновременного запуска в производство, шт.;

  Т_шт – штучное время, мин, которое определяется по формуле:

  Т_шт. = Т_о + Т_в + Т_об + Т_от,

  где Т_о – основное (машинное) время, мин;

  Т_от – время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

  Т_об – время на обслуживание рабочего места, мин;

  Т_в – вспомогательное время, мин, которое состоит из затрат времени на отдельные приемы, т.е.

  Т_в = Т_ус + Т_зо + Т_уп +Т_из,

  где Т_ус – время на установку и снятие детали, мин;

  Т_зо – время на закрепление и открепление детали, мин;

  Т_уп – время на приемы управления, мин;

  Т_из – время на измерение детали, мин.

  При этом, сумма двух первых слагаемых Т_о + Т_в составляет норму оперативного времени (Т_оп), а двух последних Т_об + Т_от – дополнительного (Т_доп), т.е.

  Т_шт = Т_оп + Т_доп.

  Значение  нормы основного времени Т_о на операцию берется из предыдущего расчета режимов обработки Т_о = 5,65 мин.

  Для определения нормы вспомогательного времени используем нормативную  информацию для массового производства. Поэтому полученное значение Т_в надо будет умножить на коэффициент 1,85.

  Первоначально определяется масса детали (m), кг (с округлением до десятых):

  -при  фрезеровании считаем поперечное  сечение детали квадратным со  стороной А, а длину детали равной длине резания при фрезеровании.

  V = 81*81*81 = 531441 мм³ = 531,4 см³

  m = 531,4 * 7,8 = 4144,9г = 4,1 кг.

  При обработке отверстия и фрезеровании принимаем, что заготовка устанавливается  в тисках с механическим (винтовым) зажимом. Для установки, принятой к работе, можно воспользоваться данными таблицы, при массе детали свыше 3 до 5 кг составляет Т_ус + Т_зо = 0,028 мин.