Встановлення режимів обробки та норм часу при проектуванні технологічних процесів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат з теми:

Встановлення режимів обробки та норм часу при проектуванні технологічних процесів

1. Встановлення режимів обробки

Режим різання металу містить такі основні елементи: глибину різання t, мм; подачу S, мм/об (мм/подв. хід); швидкість різання v, м/хв (частота обертання шпинделя верстата n, подв. хід/хв).

Вихідними даними при виборі режиму різання є [8]:

- відомості про заготовку (креслення і технічні умови, вид заготовки, матеріал і його характеристики: марка, стан, механічні властивості); припуски та характер їх розташування; стан поверхневого шару (наявність кірки, окалин, зміцнення);

- дані про оброблювану деталь (робоче креслення, технічні умови); форма, розміри і допуски на обробку; допустимі відхилення від геометричної форми (овальність, конусність, огранка); допустимі похибки взаємного положення окремих поверхонь, вимоги до стану поверхневого шару, в тому числі і до шорсткості поверхонь;

- паспорти верстатів.

Елементи режимів різання повинні підбиратись так, щоб досягти бажаної продуктивності праці при найменшій собівартості операції. Ця вимога досягається використанням інструменту раціональної конструкції (правильно підібраний матеріал різальної частини, найвигідніша геометрія, достатня міцність та жорсткість), а також якщо верстат не обмежує його різальних можливостей. Таким чином, режими встановлюють, виходячи з особливостей оброблюваної деталі, характеристики різального інструменту і верстата. Спочатку встановлюють глибину різання, потім подачу і в останню чергу - швидкість різання.

Глибина різання при однопрохідній обробці на попередньо налагодженому верстаті визначається величиною раніше розрахованого проміжного припуску на обробку даної поверхні. При багатопрохідній обробці глибину різання намагаються призначити найбільшу (але тут треба перевірити за можливостями інструменту), зменшуючи тим самим кількість проходів. На останніх проходах з метою забезпечення заданих точності та шорсткості поверхні глибина різання повинна бути мінімальною (але, треба пам'ятати, що призначати t 0,02 мм - недоцільно).

Подача при чорновій обробці призначається максимально допустима за паспортом верстата. При чистовій обробці подача обмежується необхідною точністю та шорсткістю поверхні [8].

Бажання працювати з максимальними подачами зустрічає ряд технологічних обмежень. Так, наприклад, при грубій обдирній обробці максимально великі подачі можуть призвести до недопустимої вібрації або до поломки різального інструменту і навіть механізмів верстата.

А тому при визначенні максимально допустимої подачі для чорнової обробки необхідно враховувати жорсткість деталі, яка обробляється, надійність її закріплення на верстаті, міцність та жорсткість різального інструменту, а також деяких вузлів верстата [9].

Подачу визначають двома методами:

- табличним - за таблицями (картами) згідно з [5-7];

- аналітичним - за емпіричними формулами [1, 10, 5-7].

При табличному методі подачу для кожної стадії обробки призначають із врахуванням розмірів поверхні, яка обробляється, заданої точності та шорсткості поверхні, матеріалу, який обробляється, та вибраної на попередньому етапі глибини різання.

Подачу, вибрану для чорнової та напівчистової стадії обробки перевіряють згідно з міцністю механізмів верстата. Якщо вибрана подача не задовольняє цим умовам, то необхідно вибрану за нормативними даними подачу зменшити до величини, яка допустима міцністю механізму верстата. Подачу, вибрану для чистової та завершальної стадії обробки, перевіряють за умовами отримання потрібної шорсткості. В кінцевому випадку вибирають меншу з подач [9].

При аналітичному розрахунку режимів різання подачу для кожної стадії обробки визначають за емпіричними формулами, після чого за необхідності отримане значення подачі перевіряють згідно з обмежуючими факторами (жорсткістю технологічної системи, жорсткістю інструменту тощо) [9].

Швидкість різання розраховують за формулами теорії різання (розрахунково-аналітичний метод) або встановлюють за нормативами режимів різання (дослідно-статистичний метод) [5-7]. При аналітичному розрахунку швидкості різання орієнтуються на економічну стійкість різального інструменту. При табличному методі швидкість різання вибирають у відповідності з раніше визначеними параметрами інструменту, глибиною різання та подачею. Швидкість різання за видами робіт і типами інструментів у нормативах дана на обробку сталей конструкційних вуглецевих і легованих, сталей жароміцних, корозійно стійких, жаростійких, чавуну сірого і кувального та алюмінієвих сплавів. Вибрану за відповідними картами з нормативів [5-7] швидкість різання коректують поправними коефіцієнтами з відповідних карт в залежності від граничних факторів. За швидкістю різання визначають частоту обертання шпинделя (або число подвійних ходів стола, повзуна). Ці величини узгоджують з паспортними даними верстата і приймають ближчі менші. За прийнятою частотою обертання шпинделя (подвійних ходів повзуна) визначають дійсну швидкість різання.

Режими різання на чорнових операціях повинні перевірятись за потужністю двигуна верстата або допустимим обертальним моментом. Потужність, аналогічно подачі та швидкості різання, теж визначається двома методами: табличним і аналітичним. При табличному методі потужність різання визначають за картами з нормативів [5-7] в залежності від матеріалу, який обробляється, глибини різання, подачі, виду обробки тощо. Вибрана за довідковими картами потужність різання коректується поправними коефіцієнтами з відповідних карт в залежності від граничних факторів.

Після визначення таким чином потужності різання Nріз її перевіряють за паспортними даними верстата. Необхідно, щоб витримувалась нерівність:

Nріз Nшп

при тому, що потужність на шпинделі:

Nшп = Nдв.,

де - коефіцієнт корисної дії верстата.

Якщо Nріз Nшп - обробка можлива, а якщо вибрані режими обробки не допускаються потужністю верстата, то необхідно їх відповідно зменшити або прийняти інший верстат, коли це можливо.

При аналітичному методі потужність різання в залежності від виду обробки визначається за емпіричними формулами, після чого її перевіряють за паспортними даними верстата аналогічно, як при табличному методі.

При роботі на свердлильних верстатах визначають обертальний момент та осьову силу. При табличному методі визначення режимів різання обертальний момент Моб, та осьову силу Ро визначають за таблицями (картами) з нормативів [5-7] в залежності від виду обробки. При аналітичному методі для цього використовують емпіричні формули [8, 10]. За отриманими значеннями Моб та Ро перевіряють, порівнюючи з паспортними даними верстата, чи можлива обробка при знайдених режимах різання.

Розглянута послідовність характерна для одноінструментальної обробки. Для різних верстатів вона конкретизується окремими специфічними особливостями методів обробки. Конкретні методи розрахунку режимів різання наведено в довідковій літературі [10, 11].

При розрахунку режимів різання для багатоінструментної обробки необхідно враховувати деякі особливості.

Внаслідок розбіжностей в конструкції інструментів та умов роботи в одному налагодженні стійкість їх буде різною. Інструмент, для якого стійкість виражена в кількості деталей, оброблюваних до затуплення, буде найменшою, називається лімітуючим.

А тому для кожного налагодження багатоінструментального верстата, перш за все, визначають лімітуючий інструмент. Найвигідніший період стійкості лімітуючого інструменту, виражений в хвилинах машинного часу, повинен бути значно більшим порівняно з одноінструментною обробкою. Далі розрахунки ведуться аналогічно, як і для одноінструментної обробки, але для лімітуючого інструменту.

Швидкості різання для решти інструментів налагодження не будуть оптимальними, вони визначаються наявним числом обертів та відповідним діаметром обробки.

Необхідно зазначити, що в залежності від конкретних умов механічної обробки, від типу верстатів та кількості інструментів розрахунок режимів має свої особливості. Тому користуючись загальною методикою розрахунків режимів різання, необхідно користуватись спеціальною літературою та довідниками [10, 11].

2. Нормування операцій

метал різання режим подача

Нормування в машинобудуванні - це встановлення технічно обгрунтованих норм часу. Нормування технологічних процесів виконують для кожної операції.

Технічною нормою часу називають час, необхідний для виконання технологічної операції в певних організаціїйно-технічних умовах конкретного виробництва.

Технічною нормою виробітку називають величину, обернену нормі часу Виражають її кількість виробів, які виготовляють за одиницю часу.

Розрізняють три методи нормування: технічного розрахунку; за нормативами; встановлення норм на основі вивчення затрат робочого часу. При першому методі тривалість операцій встановлюють розрахунком за мікроелементами на основі аналізу послідовності та змісту дій робітника і верстата. При другому методі норму часу визначають наближено, за підвищеними типовими нормативами. Його застосовують в одиничному і дрібносерійному виробництві. При третьому методі норму часу встановлюють на основі хронометражу. Цей метод має особливе значення для вивчення і узагальнення передових прийомів праці, а також для розробки норм розрахунком.

Найбільш обгрунтованим є перший метод, згідно з яким норма часу, незалежно від типу верстата і методу обробки, визначається за формулою:

tшт = tо + tд + tтех + tорг + tn,

де tшт - штучний час для виконання однієї операції, хв;

tо - основний (технологічний) час, хв;

tд - допоміжний час, хв;

tтех - час технічного обслуговування робочого місця, хв;

tорг - час організаційного обслуговування робочого місця, хв;

tп - час перерв у роботі, хв.

Основний технологічний час визначають розрахунком для кожного технологічного переходу:

хв,

де Z - припуск на обробку для даного переходу;

t - глибина різання, тобто товщина шару матеріалу, що зрізається за один прохід;

l1 - розмір поверхні, що обробляється, в напрямку подачі для конкретної операції (при одноінструментній обробці) - величина постійна, визначається з креслення деталі;

l2 - величина врізання та перебігу інструменту. В більшості випадків величина l2 порівняно невелика, хоча бувають виключення, наприклад, при малій величині l1 або при великому значенні t зубофрезерування, чистова обробка торцьовою фрезою;

l3 - додаткова довжина на зняття пробної стружки, l3 = 12…15 мм; при налагодженому верстаті, коли забезпечується отримання потрібного розміру l3 = 0.

Таким чином, з формули для визначення основного часу виходить, що L, тобто повний шлях інструменту чи деталі в напрямку подачі (для конкретного переходу) - величина постійна. Мінімальне значення основного часу (максимальна продуктивність) досягається при оптимальному співвідношенні n i S, тобто у випадку, коли хвилинна подача Sхв = Sn, в мм/хв, буде максимальною.

Конкретно за видами обробки формули для визначення основного часу наведено в довідниках [10, 11].

Допоміжний час - це час на дії, що створюють можливість виконання основної роботи. Сюди відносяться:

- встановлення та зняття заготовки;

- час пов'язаний з переходом, тобто підведення до заготовки інструмента і відведення його у початкове положення, вмикання і вимикання верстата;

- підведення та відведення супорта;

- зміна інструменту;

- контроль деталі.

Допоміжний час встановлюється для кожного технологічного переходу за нормативами [5-7].

Суму основного і допоміжного часу називають оперативним часом:

ton = to + tд.

Допоміжний час може бути перекриваним і неперекриваним основним часом, частково перекриваним і неперекриваним.

Час технічного обслуговування робочого місця також надається для догляду за робочим місцем, але тут враховуються такі дії:

- розклад і прибирання інструменту на початку і в кінці зміни;

- огляд і випробовування обладнання;

- змащування та очищення верстата.

Час організаційного обслуговування робочого місця встановлюється у відсотках (до 8 %) від оперативного часу, час перерв роботи встановлюється у відсотках 2,5 % від оперативного часу. Конкретний відсоток часу технічного і організаційного обслуговування, а також часу перерв встановлюють за нормативами [4] і визначають в цілому на операцію. Ці складові штучного часу завжди неперекривані.

При послідовному виконанні переходів для визначення оперативного часу необхідно підсумовувати всі основні та допоміжні часи по всіх переходах даної операції і тільки після цього визначати інші складові норми штучного часу.

При паралельному виконанні переходів основний і допоміжний час на операцію беруть за найтривалішим переходом обробки. Всі перекривані основним часом елементи допоміжного часу до норми штучного часу не входять.

У серійному виробництві визначають норму калькуляційного часу:

- для партії деталей:

Tк = tn.з. + tштn;

- для однієї деталі:

tк = tп.з./n + tшт,

де n - кількість деталей партії;

tп.з. - підготовчо-заключний час, що встановлюється за нормативами і який враховує такі дії: отримання матеріалів, ознайомлення з роботою, технологічною документацією, кресленням, одержання відповідного інструктажу, встановлення технологічного оснащення на верстат, налагодження його; зняття пристроїв та інструменту у кінці зміни; здавання готової продукції, залишків матеріалів по закінченню роботи; tп.з. дається на партію, а не на деталь.

При нормуванні в кожному конкретному випадку необхідно користуватись довідковою літературою [5-7].

Розряд роботи для кожної операції встановлюють за тарифно-кваліфікаційним довідником на підставі змісту і характеру роботи, що виконується.

Література

1. Бондаренко С.Г. Розмірні розрахунки механоскладального виробництва. - К. 1993. - 544 с.

2. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. - М.: Машиностроение, 1974. - 135 с.

3. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы, выполняемые на металлорежущих станках с программным управлением. - М.: ЦБНТИ, 1980. - 32 с.

4. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. - М.: Машиностроение, 1974. - 260 с.

5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ. Выпуски на все виды резания. - М.: Машгиз и Машиностроение, 1969-1976. - 267 с.

6. Отделочные операции в машиностроении: Справочник / Под общ. ред. П.А. Руденко. - К.: Техніка, 1990. - 150 с.

7. Оформлення технологічних документів у курсових і дипломних проектах / Укл. Руденко П.О. - ЧІТІ, 1993. - 64 с.

8. Руденко П.О. Проектування технологічних процесів. - К.: Вища школа, 1993. - 414 с.

9. Рудь В.Д. Курсове проектування з технології машинобудування. Луцьк, 1996. - 300 с.

10. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - Т. 1. - 656 с., Т. 2. - 496 с.

11. Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Н. Малова. - М.: Машиностроение, 1986. - 496 с.

Размещено на Allbest.ru