2.2 Разработка проектного варианта технологического процесса изготовления
2.2.5 Расчет режимов резания и норм времени на все операции проектного
Расчет режимов резания и норм штучного времени для операции 005 – фрезерование по [7]
Рисунок 5 – Пуансон вырубной
Исходные данные:
Деталь
Наименование детали – Пуансон вырубной (рисунок 5)
Материал – Х12М (HRCэ = 55...59).
Точность обработки поверхности: IT10.
Шероховатость обработки поверхности: Ra6,3
Заготовка
Метод получения заготовки – штамповка 16 степень точности.
Состояние поверхности – без корки
Масса – 4 кг.
Выбор подачи
1 участок
Рекомендуемые значения подач чистовой стадии обработки выбирают по карте 92: Szr = 0.04 мм/об. По карте 92 определяют поправочные
коэффициенты на подачу чистовой стадии обработки для измеренных условий в зависимости от:
механических свойств обрабатываемого материала – KSM = 1,0;
допуска выполняемого размера – KSY = 1,0;
вылета фрезы – KSr = 1,0;
угла наклона обрабатываемой поверхности – KSK = 1,03.
Окончательно подачу чистовой стадии обработки определяют по формуле:
SO=SO
T⋅KS
M¿KS
Y¿KS
r¿KS
K (1) SO=0,04⋅1,0⋅1,0⋅1,0⋅1,03=0,042мм/об
Аналогичным образом выбирают подачу для 2 и 3 участков.
2 участок
Szr = 0.1 мм/об карта 92, лист 1
KS
M = 10; KSY = 1,4; KSY = 1,0; KSK = 1,0.
SO=0,1⋅10⋅1,4⋅1,0⋅1,0=0,14мм/об 3 участок
Szr = 0.07 мм/об карта 92, лист 1
KS
M = 1,0; KSY = 1,0; KSY = 1,0; KSK = 0,9.
SO=0,07⋅1,0⋅1,0⋅1,0⋅0,9=0,063мм/об Выбор скорости
Скорость резания выбирают по карте 94.
Для чистовой стадии обработки vТ = 20 м/мин. Выбранная скорость резания корректируется с учетом поправочных коэффициентов в зависимости от:
твердости обрабатываемого материала – KvM = 1,30;
группы обрабатываемого материала – Kvо = 1,60;
стойкости инструмента – Kvи = 1,25;
отношения вылета фрезы к диаметру – Kvf = 1,0;
формы обрабатываемой поверхности – Kvп = 1,0.
ν=νТ⋅¿⋅Kvм⋅Kvо⋅Kv
и⋅Kvf⋅KvT⋅Kvg
¿ (2),
v=20⋅1 .3⋅1. 6⋅1 . 25⋅1. 00⋅1. 00=52
м/мин.
Таким же образом выбирают скорость резания для 2 и 3 участка.
2 участок
Vt= 21 мм/об карта 92, лист 2
KS
M = 1,3; KSY = 1,6; KSY = 1,15; Kvf = 1,0; KSK = 1,0.
VO=21⋅1.30⋅1,6⋅1,25⋅1,0⋅1,0=50,232м/мин
3 участок
Vt= 18 мм/об карта 92, лист 2
KS
M = 1,3; KSY = 1,6; KSY = 1,15; Kvf = 1,0; KSK = 1,0.
VO=18⋅1.30⋅1,6⋅1,15⋅1,0⋅1,0=43,056м/мин
Скорость резания назначается по лимитирующему по стойкости 2 участку Vo = 50,232 м/мин
Частота вращения шпинделя определяется по формуле
n=1000⋅v
π⋅D (3) n =
1000⋅50,232
3,14⋅25 =640об/мин Определение минутной подачи
Минутную подачу рассчитывают по формуле:
Sm=Sz⋅z⋅n
(4) Для фрезы диаметром 25
Sm=0.042⋅2⋅640=53,76 мм/мин.
Определение нормы штучного времени
Вспомогательное время на установку и снятие детали Твсп = 0,11 мин ч.1 карта 13 лист 1
Время на закрепление и открепление детали в специальном приспособлении
Туст = 0,27 мин ч.1 карта 13 поз.44
Вспомогательное время, связанное с операцией
Тв.оп = 0,6 + 0,04 + 0,3 + 0,2 + 0,35 + 0,04 = 1,53 мин ч.1 карта 14
Вспомогательное время на контрольное измерение фасонным шаблоном сложного профиля
Тки = 0,13 мин ч.1 карта 15
Суммарное вспомогательное время Тв = 0,11 + 0,27 + 1,53 + 0,13 = 2,04 мин.
Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности приведено в процентах от оперативного времени
атех + аорг + аотл = 10%
Основное время автоматической работы станка по программе определяется по формуле:
To=l0+l1+l2+l3
Sm , (5) где l0 – длина обрабатываемой поверхности, l0 = 110 мм ( по чертежу);
l1 – длина подвода, l1 = 5 мм; ( l2 + l3 ) – длина врезания и перебега, l2 + l3 = 1 + 5 = 6 мм; Sm – минутная подача, мм/мин.
То=110+5+6
53,76 =2,25
мин.
Окончательно норма штучного времени равна
Тш = (2,04 + 2,25) • (1 + 0,10) = 4,719 мин
Расчет режимов резания и норм штучного времени для операции 010, переход 2 – обработки отверстия
Выбор варианта маршрута обработки [15]
Маршрут обработки выбирают по карте 44 в зависимости от диаметра, точности и шероховатости обрабатываемого отверстия, вида устройства ЧПУ.
В данном случае для диаметра 6 мм без подрезания дна 10 квалитета с шероховатостью Ra – 10 мкм маршрут обработки включает сверление.
Расчет диаметра обрабатываемого отверстия по переходам маршрута и выбор инструмента.
Выбор подачи, скорости, мощности и осевой силы резания осуществляется по картам 46…51 для ближайшего большего табличного значения диаметра инструмента.
Сверление при диаметре D = 6 мм, отношение длины рабочей части сверла к диаметру l/D = ближайшие большие табличные значения DT = 6 мм. (l/D) = 8. Для этих значений по карте 46, лист 1 определяют Sot = 0.05 мм/об; vT = 32,8 м/мин; PT = 465 кВт; NT = 0.17 Н.
Величина частоты вращения шпинделя nT для табличных значений скорости резания vT определяют по формуле:
nT=1000⋅vT
π⋅DT , (6)
Табличные значения режимов резания корректируются в зависимости от измененных условий работы по формулам корректировки, приведённым в карте 52. Значения поправочных коэффициентов выбирают из карты 53.
Подачу корректируют по формуле SO = SOT * KSm ( карта 52) Для серого чугуна ( НВ = 1900 МПа ) KSm = 1.00
С учетом коэффициента So=0 . 11⋅1 . 00=0 . 11 мм/об.
Скорость корректируют по формуле:
v=vT⋅KvM⋅KvЗ⋅КvЖ⋅КvT⋅KvW⋅KvИ⋅Kvl (7) По карте 53 выбирают коэффициенты:
Kvм = 1.3 (для серого чугуна НВ = 1500 МПа);
Kvз = 1.00 (для нормальной формы заточки инструмента);
Kvж = 1,00 (обработка с охлаждением);
Kvт = 1,00 (Тф/ТН = 1,0);
Kvw = 0,85 (отливка с нормальной коркой);
Kvи = 1,0 (материал инструмента – быстрорежущая сталь);
Kvl = 1,0 (по ГОСТ 10902 – 77);
v=32,8⋅1.0⋅1.0⋅1.0⋅1.0⋅0.85⋅1,0⋅1.0=27,88 м/мин.
Скорректированную частоту вращения шпинделя рассчитывают по формуле:
n=1000⋅v
π⋅D =1000⋅27,88
3 . 14⋅6 =1480
об/мин.
Значение минутной подачи Sm определяют по формуле:
Sm=So⋅n=0 . 05⋅1480=74 мм/мин.
Корректировка табличных значений мощности резания и осевой силы Согласно карте 52 формулы корректировки мощности резания и осевой силы имеют вид:
N=NT⋅KNs⋅KNr/KNm
P=PT⋅KPs/KPm
(8) (9)
По карте 53 выбирают поправочные коэффициенты KNm=KPm=1.00
N=0.17/1.00=0.17
P=465/1.00=465
Определение времени автоматической работы станка по программе Длину рабочего хода определяют по формуле
Lp.x.=lo+l1+l2+l3 , (10) где lo – длина обрабатываемой поверхности; l1 - длина подвода инструмента; l2 – длина врезания инструмента; l3 - длина перебега инструмента.
Эти значения определяют из приложения 23. С учетом этих данных Lp.x.=6+4+80+2=92 мм
Основное время автоматической работы станка То определяют по формуле:
To=Lp.x. SmФ =92
96,2=0,956
мин.
Определение нормы штучного времени
Норма штучного времени определяется по формуле:
Тш=(Тц.а.+Тв.)⋅
(
1+100атех+аорг+аотл)
. (11) Вспомогательное время складывается из составляющих, выбор которых осуществляется по части 1 нормативов:Тв=Твуст .+Твоп .+Твиз
, (12) Вспомогательное время на установку и снятие детали Твуст.= 0,11 мин.
Вспомогательное время, связанное с операцией Твоп., включает в себя время на включение и выключение станка, проверку возврата инструмента в заданную точку после обработки, установку и снятие щитка,
предохраняющего от забрызгивания эмульсией (см. часть 1, карту 14, позиция 4, 6, индекс е):
Твоп = 0,12 + 0,03 = 0,15 мин Суммарное вспомогательное время составит
Тв = 0,11 + 0,15 = 0,26 мин
Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности приведено в процентах от оперативного времени (см. часть 1, карту 16, позиция 39):
атех + аорг + аотл = 10%
(13) Окончательно норма штучного времени равна
Тш = (0,956 + 0,26) • (1 + 0,10) = 1,3376 мин
Подготовительно-заключительное время складывается из: получение документации, наладка станка, инструктаж рабочего, изучение чертежа детали, подготовка рабочего места и т.д.
Тп.з.005 = 3 + 2 + 2 + 2 + 0,15 + 4 = 13,15 мин.
Тп.з.010 = 4 + 2 + 2 + 4 + 2 + 0,2 + 0,2 + 1 + 0,5 + 0,8 + 0,3 = 17 Тп.з.020 = 1 + 1 + 1 + 0,3 = 3,3 мин.
Таблица 3 – Нормы времени
№ операции № перехода tв., мин
То., мин
Тшт., мин
Тп.з., мин
010 – фрезерная с ЧПУ
Установ А 2,04 2,25 4,719
Сумма времени 2,04 2,25 4,719 13,15
005 – фрезерная с ЧПУ
переход 1 - фрезерный
2,05 2,3 4,785
переход 2 - сверлильный
0,26 0,956 1,3376
Сумма времени 2,31 3,256 6,1226 17
020 -
шлифовальная
переход 1 - шлифование
0,38 0,0372 0,4589
025 - слесарная шлифование 0,275 0,0419 0,3485 9
Сумма времени 0,655 0,0791 0,8075 3,3
Сумма времени 5,005 5,5851 11,6491 33,45
45,0991 Таблица 4 – Режимы резания
Элементы
режима резания
№ операции
010 – фрезерная 005 – фрезерная
А 1 2
Табличная подача SoT, SzT, мм/об
0,04 0,1 0,11
Принятая подача So, Sz, мм/об
0,042 0,14 0,11
Табличная
скорость резания vt, м/мин
20 21 32,8
Продолжение таблицы 4 Принятая
скорость резания
52 50,232 27,88
v, м/мин Фактические обороты
шпинделя nф, об/мин
640 640 1480
Минутная подача Sм, мм/мин
53,76 53,76 74
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Аналитический обзор и выбор стандартизованной