Расчет режимов резания и нормы времени на фрезерную операцию

  4. Расчет  скорости резания υ в м/мин и частоты вращения шпинделя n в минуту:

  -определение  рекомендуемой скорости резания  по нормативам

  υ = υ_т*К₁*К₂*К₃,

  где υ_т – табличное значение скорости резания, при глубине резания до 5 мм, при подаче S_о = 0,3 мм/об и материале режущей части резца Р6М5 принимаем υ_т = 40 м/мин.;

  К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, и для углеродистой конструкционной стали с НВ = 207 при обработке ее быстрорежущей сталью К₁ = 0,85;

  К₂ – коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, для Р6М5 при стойкости до 60 мин. принимаем К₂ = 1,15;

  К₃ – коэффициент, зависящий от вида обработки: для наружного точения К₃=1,0.

  υ=40*0,85*1,15*1,0=39,1 м/мин.

  -расчет  рекомендуемой частоты вращения  шпинделя станка n_о по формуле:

  n_о = 1000*υ/(π*d) = 1000*39,1/(3,14*90)=136,36 мин^-1

  -уточнение  частоты вращения шпинделя с  ближайшей имеющейся на станке  ступенью n = 125 мин^-1;

  -уточнение  скорости резания υ_пр по принятой частоте вращения шпинделя с использованием зависимости

  υ_пр = π*d*n/1000 = 3,14*90*125/1000 = 35,3 м/мин.

  5. Расчет  основного машинного времени  обработки t_м, мин. выполняется по зависимости

  t_м = L_р.х / (S_o * n) = 250,7/(0,3*125) = 6,68 мин.

  6. Расчет  по мощности резания при предварительном  точении заготовки:

  -определение  по нормативам силы резания  Р_z , кг:

  Р_z = P_zт * К₁ * К₂,

  где  Р_zт – табличное значение силы резания, при S_o = 0,3 мм/об и глубине резания до 4 мм, принимаем Р_zт = 320 кг;

  К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и режущей части инструмента, для стали с НВ =207 и быстрорежущей стали К₁ = 1,0;

  К₂ – коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении сталей твердосплавным инструментом, а в остальных случаях К₂=1,0.

  Р_z = 320*1.0*1.0 = 320 кг.

  -расчет  мощности резания N_рез, кВт, по формуле

  N_рез = Р_z * V / 6120 = 320*35,3/6120=1,85кВт.

  -проверка  по мощности двигателя, кВт:

  N_рез ≤1,2 *N_дв*ƞ,

  где N_дв – мощность двигателя, для станка 16К20 N_дв = 10 кВт;

  ƞ – коэффициент полезного действия, ƞ = 0,9.

  1,2 * 10 * 0,9 = 10,8 кВт.

  1,85 кВт ˂10,8 кВт. 

  2.2. Расчет режимов  резания на чистовую  обработку

  1.Расчет  длины рабочего хода суппорта  выполняется по формуле

  L_р.х = L_рез + Y_врез + Y_подв + Y_п + L_доп

  где L_рез – длина резания, L_рез = 243 мм;

  Y_врез – врезание инструмента, для резца с φ = 45 ͦ Y_врез = t, где t – глубина врезания, Y_врез = t = 0,85;

  (Y_подв + Y_п) – подвод и перебег инструмента, при обработке проката на проход – 4 мм;

  L_доп – дополнительная длина хода, L_доп = 0.

  L_р.х. = 243 + 0,85 + 4 = 247,85 мм.

  2. Назначение  подачи суппорта на оборот  шпинделя, S_о, мм/об;

  -определение  подачи по нормативам. При чистовой  обработке стали рекомендуется  подача S_o = 0,12 – 0,15 мм/об;

  -уточнение  подачи по паспорту станка. При  чистовом точении рекомендуемая  подача увязывается с ближайшей  меньшей из имеющихся на станке  ступеней продольных подач, принимаем  S_o = 0,15 мм/об.

  3. Определение  стойкости инструмента по нормативам. Учитывая, что коэффициент времени  резания λ = L_рез / L_р.х в работе оказывается > 0,7, то стойкость в минутах резания Т_р будет равна стойкости в минутах машинной работы станка Т_м и составляет 50 мин, т.е. Т_р = Т_м = 50 мин..

  4. Расчет  скорости резания υ в м/мин и частоты вращения шпинделя n в минуту:

  -определение  рекомендуемой скорости резания  по нормативам

  υ = υ_т *К₁ * К₂ * К₃,

  где υ_т – табличное значение скорости резания, при глубине резания до 1 мм, при подаче S_о = 0,15 мм/об и материале режущей части резца Т15К6 принимаем υ_т = 160 м/мин.;

  К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, и для углеродистой конструкционной стали с НВ = 207 при обработке ее твердым сплавом К₁ = 0,90;

  К₂ – коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, для Т15К6 принимаем К₂ = 1,55;

  К₃ – коэффициент, зависящий от вида обработки: для наружного точения К₃ = 1,0.

  υ = 125 * 0,90 * 1,55 * 1,0 = 174,37 м/мин.

  -расчет  рекомендуемой частоты вращения  шпинделя станка n_о по формуле:

  n_o = 1000 * υ / (π * d) = 1000 * 174,37 / (3,14*82,7) = 671,48 мин^-1;

  -уточнение  частоты вращения шпинделя с  ближайшей имеющейся на станке  ступенью n=630 мин^-1;

  -уточнение  скорости резания V_пр по принятой частоте вращения шпинделя с использованием зависимости

  υ_пр = π * d * n / 1000 = 3,14 * 82,7 * 630 / 1000 = 163,6 м/мин.

  5. Расчет  основного машинного времени  обработки t_м, мин. выполняется по зависимости

  t_м = L_р.х. / (S_o * n) = 247,85 / (0,15 * 630) = 2,62 мин.

  6. Расчет  основного машинного времени  на операцию

  Т_о = t_м1 + t_м2,

  где t_м1 – основное машинное время на предварительную обработку;

  t_м2 – то же на чистовую обработку.

  Т_о = 6,68 + 2,62 = 9,3 мин.

  7. Составляем  сводную таблицу режимов резания  для токарной операции

 
 

  2.3. 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 = 9,3 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  точении, зная заданный диаметр  заготовки и длину резания  плюс условно 70 мм (считаем, что  обеспечивает закрепление детали  и перебег режущего инструмента), определяем объем цилиндра, который  умножаем на удельный вес стали  (7,8г/см³):

  V = 3,14*90²*(243+70)/4 = 1990210,5 мм³ = 1990,2 см³

  m = 7,8*1990,2 =15523,56 г = 15,5 кг

  Вспомогательное время на установку и снятие детали вручную при закреплении ее ключом в самоцентрирующем патроне (включает работы: взять деталь, установить и  закрепить; открепить деталь, снять  и уложить) определяется по таблице, при массе детали свыше 12 до 20 кг составляет Т_ус+Т_зо = 0,50 мин.

  Вспомогательное время на приемы управления станком:

  -включить  или выключить станок кнопкой  – 0,01мин.;

  -повернуть  резцовую головку на следующую  позицию – 0,04мин.;

  -подвести  или отвести инструмент к детали  при обработке: резцом – 0,025мин.;

  -переместить  токарный суппорт в продольном направлении: при длине перемещения до 300 мм – 0,09мин.

  Тогда время на приемы управления станком:

  Т_уп = 0,01*4 + 0,04*2 + 0,025*4 + 0,09*2 = 0,40 мин.

  При точении точность диаметрального размера  обеспечивается методом пробных  проходов и промеров. Поэтому для  вывода режущего инструмента на размер потребуется 2-3 раза воспользоваться  штангенциркулем. Следовательно, при  токарной обработке (двукратной) потребуется  для обеспечения заданной точности выполнить в среднем пять измерений  штангенциркулем. Кроме этого, после  выполнения операции потребуется проконтролировать  полученные размеры 60% изготовленных  деталей. Вспомогательное время  на контрольные промеры Т_из универсальным инструментом (штангенциркулем) при измеряемом размере до 100 мм и длине измеряемой поверхности до 300 мм составляет 0,22 мин., тогда Т_из = 5,6*0,22 = 1,23 мин.

  Вспомогательное время на операцию:

  Т_в = (0,50+0,40+1,23)*1,85 = 3,94 мин.

  Определяем  значение нормы оперативного времени (Т_оп) с использованием зависимости:

  Т_оп = Т_о + Т_в = 9,3+3,94 = 13,24мин.

  Значение  процентов (П_об.от) от оперативного времени для токарной операции – 6,5%, тогда норма дополнительного времени определяется по зависимости:

  Т_доп = (П_об.от/100)*Т_оп = (6,5/100)*13,24 = 0,86 мин.

  Определяем  значение нормы штучного времени  по зависимости:

  Т_шт = Т_оп + Т_доп = 13,24+0,86 = 14,1 мин.

  При выполнении работы приняв (условно) количество деталей в партии для одновременного запуска в производство n=50 шт., определяем значение нормы подготовительно-заключительного времени.