Расчет нормы времени на токарную обработку детали

     3 Расчет нормы времени  на токарную обработку  детали

      Обработку деталей с применением токарных станков принято называть токарными  работами. Расчет нормы времени на эти виды работ производится по методике расчета норм и нормативов для  станочных работ с использованием типовых общемашиностроительных нормативных  таблиц. Выбор и обоснование параметров режимов резания производится исходя из конкретных производственных условий  и технологической карты производственного  задания.

      Вариант 10. Исходные данные:

      Станок  – токарно-винторезный 1К62.

      Деталь  – втулка.

      Материал  детали – сталь СТ5.

      Режущий инструмент – резец проходной.

      Материал  режущей кромки резца – Т15К6.

      Количество  деталей в партии – 100 штук.

      Производство  серийное.

      Группа  станков – 2.

      Количество  режущего инструмента – 1.

      Установка резца на размер производится по лимбу.

      Обработка производится без изменения оборотов, подачи и без поворота резцедержателя. Время вспомогательное, связанное  с переходом, не вошедшее в комплексы  работ – не считать. 

 
 
 
 

 

      Типовой технологический  процесс обработки  втулки

      А. Установить заготовку в 3-кулачковом самоцентрирующем патроне.

      Обточить  до .

      Б. Переустановить втулку.

      Обточить  до на .

      В. Снять втулку.

      Паспортные  данные станка 1К62 (выписка  неполная)

      Число оборотов шпинделя в минуту: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 530, 690, 800, 1000, 1100.

      Продольные  подачи мм в минуту: 0,47; 0,52; 0,57; 0,61; 0,78; 0,87; 0,95; 1,04; 1,14; 1,21; 1,40; 1,56; 1,74.

      Наибольшая  сила, допустимая механизмом продольной подачи кг.

      Мощность  электродвигателя 10 кВт.

     Произведем поэтапно вычисления для нахождения нормы времени.

1. Выбор глубины резания

      Исходя  из припуска на обработку устанавливается  максимально возможная глубина  резания «t», т.к. она оказывает меньшее влияние на стойкость резца и скорость резания, чем подача.

      При обработке цилиндрических поверхностей (обтачивание, растачивание, рассверливание, внешнее и внутреннее шлифование) глубина резания равна  разности диаметров заготовки до обработки ( ) и детали после обработки за данный проход ( ):

       мм.

      Таким образом, по данным варианта 10 определяем: 
 

2. Определение подачи

      Подача  – величина перемещения режущего инструмента относительно обрабатываемой детали, пройденная за определенный отрезок  времени. Подача обозначается буквой « ».

      При черновой обработке выбор подачи производится всегда в два этапа:

      а) определяется величина подачи по нормативам;

      б) производится уточнение подачи после  проверки ее по целому ряду ограничений (таких как прочность державки резца, прочность  пластинки твердого сплава; усилие, допускаемое механизмом подач станка; крутящий момент или  эффективная мощность резания, допускаемые  механизмом главного движения станка; жесткость системы станок – приспособление – деталь – инструмент (СПИД); заданная точность и шероховатость обработанной детали).

      В зависимости от глубины резания, свойств обрабатываемого и режущего материала, геометрических параметров резца по нормативной таблице  определяется подача на 1 оборот детали.

      Определим подачу по Таблице 2 Приложения, величина которой для обработки стали резцом с размером державки 25 х 25 мм при точении детали диаметром до 60 мм с глубиной резания:

      а) для первого перехода = 1 мм рекомендуется  в пределах 0,6 – 0,7 мм/об;

      б) для второго перехода = 3 мм подача в пределах 0,5 – 0,7 мм/об.

      Принимается среднее значение подачи мм/об. Выбранная подача сопоставляется с паспортными данными паспорта станка(см. Таблица 1 Приложения).  Ближайшее значение подачи по паспорту станка мм/об, которое и принимается для работы.

3. Выбор скорости резания

      Скорость  резания  - это перемещение режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности детали в направлении главного движения в единицу времени. Исходя из принятой стойкости режущего инструмента и установленных значений глубин резания и подачи, а также учитывая механические свойства обрабатываемого материала, определяется нормативная скорость резания по таблицам. В них для каждого вида обрабатываемых материалов и применяемых режущих инструментов приводятся значения скорости резания.

      Определим скорость резания по Таблице 3 Приложения.

      Для обработки стали  кг/мм² с до 2 мм, 0,61 мм/об скорость резания для обработки резцом с углом в плане составляет = 82 м/мин

      Для до 4 мм, мм/об для работы с резцом , = 73 м/мин.

4. Определение числа оборотов шпинделя в минуту

      С учетом найденной скорости производится расчет числа оборотов шпинделя: об/мин

      а) для первого перехода

      об/мин;

      б) для второго перехода

      об/мин;

      Расчетное число оборотов корректируется по паспортным данным станка и берется ближайшее меньшее (см. Таблица 1 Приложения).

      Подбирается ближайшее значение для каждого  перехода. В данном случае для двух переходов число оборотов n= 500об/мин.

5. Определение фактической скорости резания

      При обработке на станках с вращательным главным движением (токарные, фрезерные, сверлильные и др.) скорость резания  измеряется по окружности вращения, поэтому  называется окружной и определяется по формуле:

       м/мин

      где - начальный диаметр обрабатываемой поверхности детали или диаметр режущего инструмента, мм;

       - число оборотов обрабатываемой  детали или режущего инструмента  в 1 мин;

       - отношение длины окружности  к диаметру, равное 3,14.

      Отсюда  после корректировки находим  фактическую скорость резания:

      а) для первого перехода м/мин;

      б) для второго перехода72,22 м/мин. 

6. Определение силы подачи при резании (см. Таблица 11 Приложения)

      При обработке предел прочности при  растяжении 72 кг/мм²,с глубиной резания = 1 мм, подачей = 0,61 мм для резца g = 45° сила подачи Р_X1 составляет 77 кг (для работы со скоростью резания V = 100м/мин).

      При обработке с глубиной резания = 3 мм, подачей = 0,61 мм для резца g = 90° сила подачи Р_X2 составляет 153 кг (для работы со скоростью резания V = 100м/мин), т.е. обоих случаях меньше, чем допускаемая механизмом станка (Р_X = 360 кг)

      Следовательно, выбранная подача по станку не лимитирует режим резания.

7. Проверка выбранного режима по мощности

      Согласно  паспорту, станок в пределах выбранного режима имеет постоянную мощность на разных числах оборотов. Проверку режима производим по мощности.

      Определим мощность, потребную на резание (см. Таблица 4 Приложения). При обработке стали кг/мм², = 3 мм, = 0,61 мм/об и = 72,22 м/мин мощность на резание (по наиболее загруженному переходу-второму) составляет 4,9 кВт.

      Согласно  паспортным данным, мощность на шпинделе по приводу станка составляет 10,0 кВт, т.е. больше мощности, потребной на резание. Следовательно, установленный режим  резания по мощности осуществим.

      Расчет  составных частей нормы времени

1. Определение основного (технологического времени)

      Основное  технологическое время определяется по формуле

       мин,

      где   -длина обрабатываемой поверхности;

       - величина врезания и перебега  резца, в мм;

       - дополнительная длина на  взятие пробной стружки, в мм;

       - число оборотов в минуту;

       - подача на один оборот  шпинделя, в мм/об.

      Длиной  врезания называется путь, который  проходит режущий инструмент от момента  начала резания до момента, когда  достигнута полная глубина резания.

       мм,

      где  - главный угол в плане резца в градусах;

       - глубина резания.

      Чем больше глубина резания, тем больше величина врезания.

      Согласно  Таблице 5 Приложения величина врезания и перебега для резца с углом  в плане  и t = 1 мм принимается равной .  Для резца с углом и t = 3 мм величина врезания и перебега равна 4 мм.