Технология машиностроения Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2012
Смотрите также:
- Всероссийской научно-практической конференции 25 апреля 2012 года Бийск Издательство Алтайского
- Химическая технология полимерных композиций
- Высокотемпературные установки и технологии Бийск Издательство Алтайского государственного
- Проектирование авиационных и ракетных двигателей Бийск Издательство Алтайского государственного
- Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета 2011
- Учебное пособие «Основы современной социологии» Год издания: 2001 Издатель: Издательство
- Учебное пособие Издательство Пензенского государственного университета
определяют рациональную структуру операции, что позволяет составить или уточнить содержание, последовательность выполнения и возможность совмещения во времени переходов операции;
выбирают средства технологической оснастки (СТО);
выбирают средства механизации и автоматизации выполнения операции (например, определяют модель оборудования), включая тран-спортные устройства для перемещения заготовок;
назначают и рассчитывают режимы резания;
определяют нормы времени;
устанавливают настроечные размеры и составляют схемы наладки.
заготовки обрабатывают партиями, устанавливаемыми на станке одновременно (например, шлифование на магнитной плите мелких заготовок);
заготовки или группы заготовок устанавливают в приспо собления независимо от других и обрабатывают поочередно (например, обработка заготовок фрезерованием в поворотных приспособлениях);
мощность, жесткость и кинематическая схема оборудова ния должны обеспечивать высокопроизводительные оптимальные режимы обработки;
требуемая производительность оборудования должна соответствовать заданной программе выпуска изделий.
Обработку заготовок ведут последовательно рядом инстру ментов, которые работают независимо один от другого; при смене инструмента изменяют и режимы резания.
Обработку производят параллельно действующими комплексами инструментов, каждый из которых работает независимо от других с различными режимами резания (многошпиндельные сверлильные агрегатные головки).
Обработку заготовок осуществляют комплексом инстру мен-тов, закрепленных в одном или нескольких блоках, например, державках или оправках. Инструменты блока имеют единую подачу, но разные скорости резания в зависимости от размера обрабатываемой поверхности; длительность работы каждого инструмента различна. Это характерно для многорезцовых токарных полуавтоматов, токарно-револьверных станков.
Комплекс инструментов в блоке имеет единую минимальную подачу, но работает с разными скоростями резания. Случай характерен для многошпиндельных сверлильных, расточных и продольно-фрезер-ных станков.
Комплекс инструментов работает с одинаковой скоростью резания, но с разной подачей (продольно-строгальные станки).
Правила выбора средств технологического оснащения процессов технического контроля регламентированы ГОСТ 14.306-73. В соответствии с данным стандартом выбор средств контроля основывается на обеспечении заданных показателей процесса контроля и анализе затрат на его реализацию. Установлены обязательные показатели процесса контроля: точность измерений, достоверность и трудоёмкость контроля, стоимость контроля. В зависимости от специфики производства и видов объектов контроля допускается использовать другие показатели контроля: погрешность измерений, объем, полноту, периодичность, продолжительность контроля и т.д. При выборе средств контроля используется конструкторская и технологическая документация на изделие, стандарты различного уровня на средства контроля, каталоги и классификаторы средств контроля и другие материалы. При разработке технологического процесса наряду с отдельными операциями контроля необходимо предусматривать также элементы контроля, входящие в операции механической обработки заготовки, а также вспомогательные операции очистки и промывки деталей, предшествующие операциям контроля. Методы и средства контроля выбирают на стадии анализа и разработки технических требований к детали. Для правильного выбора методов и средств технического контроля необходима обязательная оценка влияния погрешности измерения на результаты контроля. В зависимости от номинального размера и допуска на изготовление изделия по ГОСТ 8.051-81 определяют предельно допустимую погрешность измерения. Пользуясь справочником по производственному контролю [31], выбирают такой измерительный инструмент или прибор, предельная погрешность измерения которого не превышает допустимую погрешность измерения [21]. Как правило, наибольшие технические и организационные трудности представляет контроль отклонений формы и относительного положения поверхностей детали. Контроль отклонений от прямолинейности и плоскостности производят обычно при помощи поверочных линеек и плит «на просвет», «на краску», с использованием щупов и измерительных приборов, а также при помощи автоколлиматоров. Проверку отклонений от круглости цилиндрических поверхностей в поперечном сечении выполняют на кругломерах. На рисунках 3.20, 3.21, 3.22 приведены типовые схемы измерения отклонений относительного положения поверхностей.
Рисунок 3.20 – Схемы измерения отклонений от параллельности: а) поверхностей: 1 – измерительная головка; 2 – проверяемая деталь; 3 – проверочная плита; б) поверхности и оси отверстия: 1, 2, 3 – см. а); 4 – контрольный валик (скалка); в) осей двух отверстий: 1 – проверяемая деталь; 2, 3 – контрольные оправки; 4, 5 – концевые меры длины
Рисунок 3.21 – Схемы измерения отклонений от перпендикулярности: а) с помощью угольника и концевых мер длины: 1 – проверяемая деталь; 2 – отклонение от перпендикулярности; 3, 5 – блоки концевых мер; 4 – угольник; б) с помощью контрольного приспособления: 1 – проверяемая деталь; 2 – индикатор; 3 – стойка; 4 – регулируемый стержень; в) оси отверстия к плоскости торца детали: 1 – центрируемое приспособление; 2 – индикатор; 3 – проверяемая деталь
Рисунок 3.22 – Схемы измерения торцового и радиального биения на призмах: а), б) торцового биения: 1 – призма; 2 – проверяемая деталь; 3 – неподвижный упор; 4 – стойка с индикатором; – торцовое биение; в) радиального биения: 1 – призма; 2 – проверяемая деталь; 3 – стойка с индикатором Характеристики универсальных измерительных средств приведены в справочной литературе, например в [99]. ^ На этапе разработки операций обработки заготовок решают следующие задачи: Построение операции – многовариантная задача. Возмож ные варианты оценивают по производительности и себестоимо сти. Разрабатывая операцию, стремятся к уменьшению времени выполнения технологической операции (нормы времени). При поточном методе работы время изготовления единицы продук ции увязывают с заданной производительностью поточной ли нии – тактом выпуска. ^ Структуру операции механической обработки определяют числом и последовательностью выполнения технологических и вспомогательных переходов. Число объединяемых в операцию переходов зависит от серийности производства, такта выпуска и характеризует степень концентрации или дифферен циации переходов. Степень дифференциации и концентрации операций зависит от серийности производства. Для ТП единичного и мелкосерий ного производств характерны операции, построенные по прин ципу концентрации переходов. По этому же принципу строят ТП в крупном и тяжелом машиностроении с использованием переносных станков. В условиях крупносерийного и массового производств ТП осуществляются по принципу дифференциации операций для конвейерных автоматических линий, составленных из простых узкоспециализированных станков, и по принципу концентрации операций для линий, содержащих сложные многошпиндельные автоматы. В среднесерийном производстве принцип концентрации операций применяют для построения операций обработки на станках с ЧПУ и быстропереналаживаемых агрегатных станках и автоматах, а принцип дифференциации – для переменно-поточных линий групповой обработки заготовок. Степень концентрации или дифференциации технологических операций выбирают при назначении схемы построения операции. Кроме количества переходов, операции отличаются по совме щению переходов во времени. Возможно одновременное выпол нение технологических (обработка нескольких поверхностей), вспомогательных (подвод режущих инструментов к нескольким поверхностям), а также технологических и вспомогательных пе реходов (во время установки заготовки на других позициях мно гошпиндельного станка идет обработка). Степень совмещения переходов зависит также от схем построения операции и состава слагаемых оперативного времени ton. Однако при рассмотрении возможностей совмещения вспо могательных переходов с технологическими необходимо более де тальное расчленение вспомогательного времени tв. Вспомогательное время tв – часть оперативного времени, за трачиваемая на выполнение приемов, необходимых для обеспе чения изменения и последующего определения состояния пред мета труда. Оно состоит из следующих пяти составляющих:
где tуст – время установки заготовки и съема ее после оконча ния обработки; tупр – время на приемы управления станком (время пуска и останова шпинделя станка, а также время на переключение скоростей, изменение направления вращения шпинделя и подачи суппорта, время перемещения суппортов, кареток и других частей станка); tинд – время индексации (про должительность перемещения частей станка в новые позиции и их фиксации, время поворота шпиндельных блоков, столов, ба рабанов, делительных устройств и кондукторов); tc.и – время смены инструмента при выполнении отдельных технологиче ских переходов в операции (время смены инструмента в патроне при последовательной обработке отверстия сверлом, зенкером, разверткой; время поворота резцовых или револьверных головок); tизм – время проведения контрольных измерений при работе методом инди видуального получения размеров (например, при автоматизиро ванном контроле размеров шлифуемых шеек валов). Возможности перекрытия элементов оперативного времени ton при совмещении технологических переходов зависят от схемы построения операции. Схемы различают по следующим при знакам: а) по числу одновременно устанавливаемых для обработки заготовок (одноместные и многоместные схемы); б) по числу участвующих в обработке инструментов (одноинструментальные и многоинструментальные схемы); в) по последовательности работы инструментов при выполнении операции (последовательная, параллельная и параллельно-после дова-тельная схемы обработки). Последовательное вступление инструментов в работу или по следовательное расположение нескольких заготовок в приспо соблении по отношению к направлению движения подачи при обработке характеризует операцию с последовательной обработкой. Одновременная обработка инструментом нескольких поверхностей одной или нескольких заготовок определяет операцию с параллельной обработкой. К параллельно-последователь ной обработке относят операции при многоместной обработке заготовок, расположенных в приспособлении в несколько рядов параллельно и перпендикулярно направлению движения подачи. В таблице 3.13 и на рисунке 3.23 приведены примеры построения станочных операций. Таблица 3.13 – Построение станочных операций.
Продолжение таблицы 3.13
Продолжение таблицы 3.13
 В расчетных формулах в таблице 3.13 приняты следующие условные обозначения: , – длины врезания инструментов, мм; l – длина заготовки, мм; S, S′ – подачи, мм/мин; l1 – длина большей ступени; k – число обрабатываемых отверстий; k′ = k/m (m – количество инструментов в наладке); n – число обрабатываемых деталей.
Рассмотрим сначала одноместные схемы. Основное время операции при последовательной обработке (см. рисунок 3.23а) включает сумму времен всех переходов:
где toi – основное время выполнения i-го перехода, мин; k – число переходов в операции. При одноместной одноинструментальной схеме (см. ри сунок 3.23б) вспомогательное время:
При обработке одной заготовки несколькими инструментами появляется составляющая tс.и (см. рисунок 3.23г):
При одноместной схеме обработки несколькими инструментами с поворотом резцедержателя или револьверной головки станка
При одноместной последовательной обработке заготовок несколькими инструментами на многоцелевых станках в состав вспомогательного времени входит как время индексации (поворота) стола станка с заготовкой, так и время смены инструмента tс.и:
При параллельных схемах (см. рисунок 3.23б, д) построения операций основное время обработки определяют продолжитель ностью выполнения наиболее длительного (лимитирующего) пе рехода toilim. При параллельно-последовательной обработке (см. рисунок 3.23в) перекрываемое основное время равно сумме основного перекрываемого времени лимитирующих переходов:
Рассмотрим теперь многоместные схемы. Известно три ос новных варианта многоместных схем обработки заготовок: 3) заготовки обрабатывают на непрерывно вращающемся столе или барабане. В многоместных схемах первой группы время обработки за готовки определяют делением общих затрат времени на число заготовок пп в операционной партии. В этих схемах время tо су щественно сокращается за счет времени на врезание и сбег ин струмента. Время tуст при установке операционной партии не сколько возрастает, но на одну заготовку оно значительно мень ше, чем при одноместных схемах. Для первой группы многоместных схем расчетные формулы для определения tо и tв при последовательной обработке (см. рисунок 3.23ж) имеют вид:
В случае наличия у станка инструментальной или револьвер ной головки tc.и можно заменять на tинд. При параллельной обработке (см. рисунок 3.23б, д) за основное время принимают время выполнения лимитирующего по про должительности перехода:
где Nи – количество инструментов в инструментальной наладке. Для параллельной и параллельно-последовательной обрабо ток вспомогательное время определяют по формуле
Многоместные схемы второй группы (с раздельной установ кой заготовок или групп заготовок) более производительны, так как в них установка заготовок в одной позиции происходит па раллельно обработке в других позициях, т.е. вспомогательное время перекрывается основным (см. рисунок 3.23н, п). При последовательной обработке (см. рисунок 3.23н) основное время рассчитывают по времени выполнения лимитирующего по продолжительности перехода:
а вспомогатель ное – по формуле
При параллельной и параллельно-последовательной обработках заготовок (см. рисунок 3.23п) продолжительность tо и tв уменьшается пропорционально числу одновременно обраба тываемых заготовок в позиции Nз:
Наиболее благоприятные условия для совмещения элементов оперативного времени tоп создаются при осуществлении многоместных схем третьей группы, причем преобладают схемы параллельно-последовательной обработки, хотя возможны и последовательные схемы. Такие схемы осуществляют, например, на станках с непрерывно вращающимися столом или барабаном с вертикальной или горизонтальной осью вращения (см. рисунок 3.23о, р). При многоместной обработке с непрерывной установкой заготовки время tв полностью перекрывается време нем резания, поэтому tв = 0. Для количественной оценки принятой схемы построения операции пользуются коэффициентом совмещения основного времени:
где tо – основное неперекрываемое время, входящее, например, во время наиболее длительного из одновременно выполняемых технологических переходов; – сумма основных времен всех k переходов операции (например, сумма основных времен одновременно выполняемых технологических переходов операции).Коэффициент Кс.о изменяется от 0 до 1. Чем в большей степени совмещаются технологические переходы, тем меньше значение Кс.о; если совмещения нет, то Кс.о = 1. Операцию по схеме выполнения также можно характеризовать коэффициентом совмещения оперативного времени:
где tв вспомогательное неперекрываемое время, входящее в tш; – сумма всех элементов k вспомогательного времени tвi при выполнении i-го перехода.После определения структуры операции осуществляют проектирование инструментальных наладок в следующей последовательности. 1. Определяют минимальный настроечный размер и допуск на настройку. 2. Составляют варианты плана размещения инструментов в наладке с предварительным расчетом режимов резания и выбором наиболее производительных. С увеличением количества инструментов пи в наладке производительность растет до определенного предела. Это объясняется ростом затрат времени на техническое обслуживание tт многоинструментальной наладки, в том числе и на проведение самой настройки (рису-нок 3.24). Основное время to уменьшается при увеличении пи (сумма tв + topг + tn принята постоянной для любого nи). Минимум tш соответствует наиболее выгодному качеству инструментов . Окончательно размещают инструменты в наладке станка и определяют режимы резания. Оформляют схему наладки станка, проводят необходимые расчеты (например, расчет циклов работы станка). Конструируют специальную оснастку для наладки станка (например, конструирование специальных режущих инструментов).
Установленная степень концентрации переходов и схема строения операции влияют на выбор модели технологического оборудования. ^ Средства технологического оснащения (СТО) производства вклю-чают: технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное), технологическую оснастку (в том числе приспособления, режущие инструменты и средства контроля), средства механизации и автоматизации производства (в том числе технологические и транспортные роботы). СТО выбирают с учетом типа производства, вида и про граммы выпуска изделия, выбранной технологии получения из делий, содержания и схемы построения операций (ГОСТ 14.301-85). Выбор СТО проводят в три этапа: 1) при определении мар шрута изготовления детали устанавливают вид оснащения (груп па оборудования, система приспособлений, тип приспособления и инструмента); 2) при разработке содержания операции нахо дят конкретные модели оборудования, конструкции приспособ лений, типоразмер инструмента; 3) после выбора схем построе ния операции, инструментальных наладок и режимов резания проверяют возможность использования найденного объекта СТО для конкретных условий. На каждом этапе возможны ва рианты решений, что позволяет находить приемлемые и рациональные в итоге варианты технологического оснащения опера ции механообработки. Исходными данными для определения группы автоматизи ро-ванного оборудования являются вид и содержание операции, схема установки заготовки, форма и габаритные размеры заготовки, объем годового выпуска или размер партии деталей. Правила выбора оборудования определены ГОСТ 14.304-85. На первом этапе оборудование выбирают в зависимости от типа производства и предполагаемого уровня его специализации. Уточнение содержания операции с определением схемы об работки позволяет выбрать на втором этапе станок из имеющегося парка или по каталогу. Выбирая модель оборудования, сле дует руководствоваться следующими основными правилами: 1) размеры рабочей зоны оборудования должны соответствовать габаритным размерам обрабатываемых заготовок или групп заготовок; 2) выбранная модель станка должна обеспечивать заданные точность и качество обрабатываемой поверхности; Автоматизированное оборудование выбирают в соответствии со следующими параметрами: масса заготовки (для переноса ро ботом-манипулятором); тип, число гнезд и положение оси вра щения револьверной головки; тип, схема устройства смены заго товки; тип зажима заготовок; модель, вид, тип системы управле ния (например, ЧПУ); число управляемых координат, тип ин терполяции, система записи команд ЧПУ, точность позициони рования (дискретность). В итоге может быть выбрано несколько моделей оборудова ния, имеющих одинаковые технологические возможности. Тогда на третьем этапе выбора оборудования учитывают, например, минимальный объем приведенных затрат по сопоставляемым ва риантам при максимальном сокращении периода окупаемости затрат на механизацию и автоматизацию. Если представляется целесообразным выполнять обработку на специальном станке, то должно быть составлено техническое задание на его проектирование. К заданию на проектирование специального станка должны быть приложены чертеж заготовки с указанием массы, размеров, допусков и шероховатости поверх ности до и после обработки на станке; чертежи специального инструмента; карты ТП обработки заготовки и выполняемой на проектируемом станке операции; схема установки заготовки. Выбор станочных приспособлений определяется схемой ус танов-ки заготовки, содержанием выполнения операций, вы бранными режимами резания. Если существует готовое приспо собление в парке СТО завода или по каталогу, то требуется лишь проверить соответствие данного СТО требуемому (напри мер, установить возможность надежного крепления заготовки при возникающих усилиях резания). При отсутствии готового приспособления (стандартного или специального) следует дать заказ на разработку этого специального приспособления. Метод обработки поверхности заготовки определяет группу инструмента (например, фреза). В зависимости от обрабатывае мого материала и типа заготовки устанавливают подгруппу инструмента (например, фреза торцевая с твердосплавными режу щими вставками). Конфигурация обрабатываемой поверхности, принятая схема установки заготовки выявляют форму и распо ложение режущих лезвий, что позволяет определить вид (типо размер) режущего инструмента. Наконец, с учетом условий ра боты устанавливают значения конструктивных параметров режущего инструмента. Третий этап выбора технологического оборудования и ос тальных СТО начинается тогда, когда каждая операция предва рительно раз-работана, т.е. намечены, выбраны и определены методы, точность и шероховатость обработки поверхностей по переходам; схема обработки, т.е. последовательность выполне ния переходов в операции; режущий инструмент и тип приспособления (предварительно); режимы резания, составляющие и значение tш. Все эти данные позволяют рассчитывать необходимое коли чество оборудования при выполнении разрабатываемой опера ции исходя из такта выпуска (заданной производительности). Анализ рассчитанного количества станков может изменить пер воначальное решение по принятому типоразмеру (модели) оборудования. Так, в условиях массового производства необходимо, чтобы на любой операции было занято не более одной-двух единиц технологического оборудования. Поэтому, если первоначально был принят одношпиндельный станок, то может возникнуть не обходимость замены его на многошпиндельный многопозиционный станок специального типа. Целесообразность замены должна быть также подтверждена технико-экономическим расчетом, так как новый вариант типоразмера необходимо, как и первоначальный, проверить по всем вышеуказанным расчетам и правилам. ^ Режимы резания определяются глубиной резания t, подачей S и скоростью резания V. Значения t, S, V влияют на точность и качество получаемой поверхности, производительность и себестоимость обработки.В порядке возрастания влияния на стойкость инструментов составляющие режимов резания располагаются следующим образом: t S V. Поэтому для одноинструментальной схемы обработки вначале устанавливают глубину резания, а затем по дачу и скорость резания. При обработке поверхности на предварительно настроенном станке глубина резания равна припуску на заданный размер этой поверхности по выполняемому технологическому переходу. Подача должна быть установлена максимально допустимой. При черновой обработке она ограничивается прочностью и же сткостью элементов технологической системы станка, а при чистовой и отделочной – точностью размеров и шероховато стью обрабатываемой поверхности. Определенная расчетом или по нормативам подача должна соответствовать паспортным дан ным станка. Скорость резания зависит от выбранной глубины резания, подачи, качества и марки обрабатываемого материала, геометри ческих параметров режущей части инструмента и ряда других факторов. Скорость резания рассчитывают по соответствующим формулам теории резания или устанавливают по нормативным данным. Скорость резания в общем виде определяют так:
где А – постоянная, характеризующая условия обработки, мате риал заготовки, глубину резания и подачу; – стойкость режущего инструмента; m – показатель стойкости. Обычно при расчете скорости резания используют мини мально допустимую стойкость режущего инструмента Tmin. Зная стойкость инструмента, по формуле 3.42 или по таблицам находят значение V, по которому определяют расчетное значение частоты вращения шпинделя. Далее по паспорту станка подбирают ближайшее меньшее значе-ние п. Рассмотренная методика справедлива для одноинструментальной схемы обработки. При обработке на станках с многоинструментальными наладками методика установления режимов резания изменяется. На практике встречается пять вариантов многоинструменталь ной схемы обработки. В первых двух случаях режимы резания устанавливают по приведенной выше методике. Если подача и скорость резания для первого случая оказываются близкими, то для экономии времени на останов и пуск станка можно использовать средние значения этих составляющих режимов резания. В третьем случае глубину резания и подачу устанавливают для каждого инструмента по методике для одноинструментальной схемы обработки. По каждому блоку находят наименьшую лимитирующую технологически допустимую подачу. Далее выбирают лимитирующий по скорости резания инструмент, чаще всего тот, который обрабатывает участки заготовки с наибольшим диаметром и наибольшей длиной. Для этого инструмента рассчитывают условную стойкость ТV = Тmin, где = lи/lбл, lи – путь подачи лимитирующего инструмента; lбл – путь подачи инструментального блока. Значение Tmin выбирают по нормати вам в зависимости от количества и типа режущих инструментов, материала обрабатываемой заготовки. По стойкости ТV находят соответствующую скорость резания по формуле (3.42) или по нормативам и рассчитывают частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка. По найден ным режимам определяют суммарный момент и мощность реза ния, которые сравнивают с паспортными данными. При необходимости режимы резания корректируют, изменяя подачу и скорость резания. В четвертом случае для каждого инструмента наладки назначают глубину резания и подачу So на один оборот шпинделя (по нормативам). Аналогично третьему случаю определяют лимитирующие по скорости резания инструменты и рассчитывают ус ловную экономическую стойкость. По значению ТV вычисляют или находят по нормативам значения скорости резания Vи и частоты вращения пи для каждого инструмента. Минутную подачу инструмента определяют по формуле S = Sоnи. Минутную пода чу всей многошпиндельной головки принимают по наименьшей подаче S. Корректируют значения Vш и пш для различных шпинделей по формуле пш=(S/Sш)nи. По найденным режимам резания шпинделей рассчитывают суммарный момент и мощность резания, сравнивают их с паспортными данными и при необходимости корректируют режимы резания. Режимы резания для пятого случая устанавливают в анало гичной последовательности. Для каждого инструментального блока (суппорта) выбирают минимальную подачу и по наиболь шему пути резания лимитирующие инструменты. Для всех блоков по лимитирующим инструментам рассчитывают скорость резания. Режимы резания согласовывают с паспортными данны ми станка. Расчет режимов резания при предварительном фрезеровании ведут в следующем порядке. 1. Назначают глубину резания t, мм. 2. Назначают величину подачи на зуб фрезы Sz, мм/зуб. 3. Задают по справочным данным стойкость фрезы Т, мин. 4. Определяют скорость резания Vд, м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:
где ^ – диаметр фрезы, мм; В – ширина фрезерования, мм; z – число зубьев; CV, qV, m, хV, yV, uV, рV, kV – из справочной литературы [23, 34, 36]. 5. Определяют частоту вращения фрезы n, мин-1:
Полученную частоту вращения корректируют по паспорту станка и принимают в качестве фактической nф(nст). 6. Определяют фактическую скорость резания Vф, м/мин:
7. Определяют скорость подачи Vs, мм/мин:
Полученное значение подачи корректируют по паспор ту станка и принимают в качестве фактической Vsф(Vsст). 8. Определяют фактическую подачу на один зуб фрезы Szф, мм/зуб:
9. Определяют величину силы резания Рz, Н:
где Ср, хр, уp, up, qp, p, kp – из справочной литера туры [23, 34, 36]. 10. Определяют мощность резания Np, кВт:
11. Определяют необходимую мощность электродви гателя станка Nэ, кВт:
где – КПД кинематической цепи станка. Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы выполнялось условие:
где Nст – мощность электродвигателя главного привода выбранного станка. При невыполнении этого условия необходимо перейти на ближайшее меньшее число оборотов, пересчитать Vф, Pz, Np, Nэ и проверить неравенство NэNст. 12. Определяют основное технологическое время То, мин:
где l – длина обработки, мм; у – величина врезания инструмента, мм; ∆ – величина перебега инструмента, мм. Расчет режимов резания при окончательном фрезеро вании производят в той же последовательности, что и при предварительном, с той лишь разницей, что при оконча тельном фрезеровании по таблицам нормативов назна чают подачу на один оборот фрезы Sо, мм/об, по которой для дальнейшего расчета вычисляют величину подачи на один зуб Sz, мм/зуб:
Расчет режимов резания при сверлении производят в следующей последовательности. 1. Определяют наибольшую технологически допускае мую подачу. Для этого по таблицам нормативов выбирают соответствующую величину подачи Sн и подсчитывают подачи, допускаемые прочностью сверла Sп.с и механизма подачи станка Sм.п, мм/об:
где D – диаметр инструмента, мм; Сs – постоянная (из таблицы 3.14); [Px] – наибольшая сила, допускаемая прочностью механизма подачи станка (из технической характеристики станка), Н; Сp, ур, qp, kmp из справочной литературы [23, 34, 36]. Для сверл, оснащенных твердым сплавом ВК, рекомендуется Сs = 0,1 при обработке чугуна НВ < 200 и Сs = 0,07 для чугуна НВ > 200. Из всех найденных подач Sн, Sп.с, Sм.п выбирают наименьшую, которая будет наибольшей технологически допускаемой подачей. В зависимости от глубины сверления величину подачи необходимо уменьшить, умножая ее на коэффициент Кls. Таблица 3.14 – Значения постоянной Сs для сверл из быстрорежущей стали
Значения коэффициента Kls в зависимости от глубины сверления: глубина сверления l, мм ......3D 5D 7D 10D коэффициент Kls ..................1,0 0,9 0,8 0,75 Подачу также следует уменьшить, учитывая рекомендации справочников [34, 36]: – при сверлении отверстий с точностью по 11–14-му квалитетам в заготовках средней жесткости или под последующую обработку сверлом, зенкером или резцом вводят коэффициент kт.ф= 0,75; – при сверлении точных отверстий с последующей обработкой развертками или нарезанием резьбы метчиками при сверлении отверстий центровочными сверлами, а также при сверлении отверстий в заготовках малой жесткости и с неустойчивыми опорными поверхностями вводят коэффициент kт.ф= 0,5. Уточненную величину подачи корректируют по паспорту и принимают в качестве фактической. 2. Задавшись стойкостью сверла Т, мин, [23, 34] определяют скорость резания Vд, м/мин, допускаемую свойствами режущего инструмента:
где СV, qV, m, хV, kV – из справочной литературы [23, 34, 36]; Sф – фактическая скорость подачи, мм/мин; t – глубина резания, мм. 3. Определяют частоту вращения сверла n, мин-1:
Полученную частоту вращения корректируют по паспорту станка и принимают в качестве фактической nф(nст). 4. Определяют фактическую скорость резания Vф, м/мин:
5. Определяют крутящий момент на сверле Мкр, Нм:
где См, qм, ум, kм из справочной литературы [23, 34, 36]. 6. Определяют осевую силу Ро, Н:
7. Определяют мощность резания, Nр, кВт:
8. Определяют необходимую мощность электродвигателя Nэ, кВт:
где – КПД кинематической цепи станка. Для резания необходимо, чтобы NэNст. При невыполнении этого неравенства следует перейти на ближайшее меньшее число оборотов по паспорту станка. Затем подсчитать величины Мкр, Np и снова проверить условие NэNст. 9. Определяют основное технологическое время То, мин:
где l – длина обработки; y – величина врезания инструмента; – величина перебега инструмента. Последовательность расчета для операций рассверливания, зенкерования, развертывания та же, что и для сверления. Особенностью расчета является выбор подачи, расчет крутящего момента и осевой силы. Величину подачи выбирают из таблиц [34,36] с учетом поправочных коэффициентов и корректируют по паспорту станка. Лимитирующим фактором при выборе подачи является только шероховатость поверхности. Крутящий момент и осевую силу рассчитывают по следующим зависимостям: – для рассверливания и зенкерования
– для развертывания
Осевую силу при развертывании не рассчитывают ввиду незначительной ее величины. Норму времени Тшт-к определяют после подсчета штучного времени Тшт и подготовительно-заключительного времени Тп-з по действующим нормативам:
где п – число заготовок в партии. Нормы штучного времени определяют [16] по зависимости:
где То – норма основного технологического времени (определяется расчетом); Тв – норма вспомогательного времени; аорг – время на организационное обслуживание рабочего места, %; bтех – время на техническое обслуживание рабочего места, %; аотд – время на отдых и естественные потребности. В условиях массового производства подготовительно-заключи-тельное время в норму времени не включают и в качестве нормы времени принимают Тшт. В единичном и серийном производствах время на обслуживание рабочего места (организационное и техническое), а также время на отдых и личные потребности рабочего определяют в процентах от оперативного времени. Штучное время в этом случае [16]
где k – время на обслуживание рабочего места (организационное и техническое), и на отдых, и личные потребности рабочего, в процентах от То + Тв. Значения коэффициентов аорг, аотд, bтех и k принимают в соответствии с нормативами [37, 38]. В процессе определения нормы времени на отдельные операции технологического процесса может выявиться необходимость коррекции содержания операций: изменения степени их дифференциации и концентрации, пересмотра режимов обработки, так как длительность операции должна быть приблизительно равной или кратной такту выпуска. В некоторых случаях возможен пересмотр выбора технологического оборудования для обеспечения кратности времени Тшт такту выпуска. Всю информацию о технологической операции заносят в соответствующие документы.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
