Расчёт времени на выполнение заготовки

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Закрепить теоретические знания  по технологии механической обработки  конструкционных материалов.

2. Освоить методику разработки  технологического процесса механической  обработки конкретной детали.

ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Для заданной детали выбрать заготовку, составить маршрутную и операционную карты механической обработки, назначить  режимы обработки, рассчитать норму  времени на изготовление.

1. ВЫПОЛНЕНЕ ЧЕРЕТЖА

 

2. ВЫБОР ВИДА РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ

Дано σ_В = 600 МПа. Для заданного значения σ_В подходит углеродистая качественная конструкционная сталь 45.

Исходя из чертежа, для  условий единичного производства данную деталь следует изготавливать из проката круглого профиля. Диаметр  заготовки определяется по формуле:

D_ЗАГ = D_Д + h,  (1)

где  D_ЗАГ  – диаметр заготовки, мм;

D_Д – максимальный диаметр детали по чертежу, мм;

h – припуск на обработку для максимального диаметра, мм (по условиям чертежа черновая обработка, т.е. Ra = 10). Для диаметра вала до 50 мм, припуск на обработку (h) равняется 4 мм. Следовательно:

D_ЗАГ = 40+4=44мм.

Так как прокат круглого сечения выпускают определенных размеров по ГОСТ 2590-71, то диаметр прутка выбираем из условия:

D_ПР ≥ D_ЗАГ

Из ряда диаметров прутков  по ГОСТ 2590-71 выбираем D_ПР = 48 мм.

Таким образом, заготовка  будет 

 

Длину заготовки в общем  случае можно определить по формуле:

L_ЗАГ = L_Д + h_ТЕХ + h_ОТР +h_ТОР,

где   L_ЗАГ – длина заготовки, мм;

L_Д – длина детали по чертежу, мм;

h_ТЕХ – технологический припуск (при работе на токарных станках – это припуск на зажим в патроне, составляет от 30 до 45 мм).

h_отр – припуск на отрезание, мм;

h_тор – припуск на обработку торцов, мм.

Данный вал можно обрабатывать в центрах, при этом способе будет достигаться наибольшая точность изготовления. При таком способе закрепления заготовки достаточно заложить в ее длину два припуска на подрезание торца:

L_ЗАГ = L_Д + 2h_ТОР

Припуск на подрезание одного торца равен 1,5 мм. Таким образом:

L_ЗАГ =80+2*1,5=83мм

 

 

3. СОСТАВЛЕНИЕ МАРШРУТНОЙ КАРТЫ

Таблица 1 – Маршрутная карта  механической обработки детали

Номер операции	Наименование операции	Оборудование
000	Заготовительная	1Д63
005	Токарная	1К62
015	Шлифовальная	3151
020	Сверлильная	2А135

 

4. СОСТАВЛЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ КАРТЫ

Номер операции	Наименование операции перехода	Оборудование	Эскиз заготовки	Приспособления и инструменты
1	2	3	4	5
000	Заготовительная
1	Установить и закрепить  пруток	1Д63		Пр. ГОСТ2675-80 самоцентрирующийся трёх кулачковый патрон
2	Отрезать заготовку выдерживая размер 83			Пр. то же: РИ ГОСТ1888-73 резец отрезной Т15К6,СИ ГОСТ 427-75, штангенциркуль
3	Снять пруток			Пр. то же.
005	Токарная
1	Установить и закрепить  заготовку			Пр. ГОСТ 2675-80 самоцентрирующийся трёх кулачковый патрон
2	Точим поверхность D=48 выдерживая размеры D=31, L=32	1К62		Пр. то же: РИ ГОСТ 1888-73 резец  подрезной Т15К6, СИ ГОСТ 166-80 штангенциркуль ШЦ-11-250-0,05
3	Точим наружную фаску выдерживая размеры 2х45			Пр. то же.
4	Точить поверхность D=48 выдерживая размеры D=35, L=9			Пр. ГОСТ2675-80 самоцентрирующийся трёх кулачковый патрон
5	Переустанавливаем и закрепляем заготовку			Пр. ГОСТ 2675-80 самоцентрирующийся трёх кулачковый патрон
6	Точить поверхность D=48 выдерживая размеры D=20, L=15	1К62		Пр. то же: РИ ГОСТ 1888-73 резец  подрезной Т15К6, СИ ГОСТ 166-80 штангенциркуль ШЦ-11-250-0,05
7	Точить наружную фаску выдерживая размеры 0,6х45			Пр. то же.
8	Точить поверхность D=48 выдерживая размеры D=40, L=24,			Пр. то же.
9	Точить наружную фаску  размером 2,5х45			Пр. то же.
10	Снять деталь			Пр. то же.
015	Шлифовальная
1	Установить и закрепить  деталь			Пр. ГОСТ 1646-70 хомутик шлифовальный, ГОСТ 2575-79 центр упорный
2	Шлифовать поверхность, выдерживая размеры D=40,1 по длине L=24 предварительно	3151		Пр. ГОСТ то же ГОСТ2424-75 шлифовальный круг ПП 30х32х127 15А25ПСТ17К2 35м/с;СИ ГОСТ 6207-78 микрометр МК 25-50
3	Шлифовать поверхность выдерживая размеры D=40+0,01 при длине L=24 окончательно			Пр. то же, РИ то же, СИ то же
4	Снять деталь			Пр. то же.
020	Сверлильная
1	Установить и закрепить  деталь			Пр. ГОСТ 14904-80 тиски стеночные
2	Сверлить глухое отверстие  выдерживая размера D=12, L=30	2А135		Пр. то же, ГОСТ 8522-79патрон сверлильный, ГОСТ 4020-73 конусные втулки,  РИ ГОСТ 40-10-77 сверло спиральное с цилиндрическим хвостом Р9, СИ ГОСТ 166-80 ШЦ 1-125-0,1
3	Снять деталь			Пр. ГОСТ2675-80 самоцентрирующийся трёх кулачковый патрон

 

 

5. РАСЧЁТ НОРМЫ ВРЕМЕНИ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛИ

 

Норму времени на операцию можно вычислить по формуле:

,

где Тшт – штучное время всей операции, мин;

Тп.з. – подготовительно-заключительное время операции, мин;

Кшт – количество изготавливаемых деталей, шт.

Штучное время перехода или  операции определяется по одной из следующих формул:

,

где Т_О – основное время, мин;

Т_В – вспомогательное время, мин;

Т_ДОП – дополнительное время, мин;

К_ДОП – коэффициент дополнительного времени, взятый в процентах от оперативного времени (Т_ОП); %.

Оперативное время есть сумма  основного и вспомогательного времени:

000 Заготовительная

Переход 1. Установить, закрепить пруток.

Основное время равн: То = 0 мин.

Вспомогательное время Тв = 1,70 мин.

Устанавливаем пруток диаметром 48 мм в трех кулачковый самоцентрирующийся патрон, длина прутка составляет 1 м. Масса одного метра данного прутка равна 14,205 кг по справочнику. Вспомогательное время равно 1,70 мин, т.е.

Тв = 1,70 мин.

Определим штучное время  перехода по формуле:

,  (8)

где Кдоп – коэффициент дополнительного времени по отношению к оперативному времени (сумма основного и вспомогательного времени), %.

Для работ, выполняемых на токарных станках, Кдоп = 8%, (справочник), получаем штучное время перехода:

Тшт = 1,7∙1,08 = 1,84 мин.

Переход 2. Отрезать заготовку, выдерживая размер L=83

Глубина резания (t) при отрезании равна ширине главной режущей кромки резца, которая выбирается по таблице 3.26 [3].

t = 4 мм.

Подача: S = 0,15 мм/об.

Табличное значение скорости резания назначается по таблице. 3.27 [3].

Vт = 107 м/мин.

Введем поправочные коэффициенты на скорость резания.

К₁ - коэффициент, учитывающий прочность обрабатываемого материала (резец марки Т15К6).

К₂ – коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности. В нашем случае обрабатывается горячекатаный прокат: К₂ = 0,9.

К₃ – коэффициент, учитывающий материал режущей части. Так как материал Т15К6, то К₃ = 1.

К₄ – коэффициент, учитывающий сечение державки резца. На станке 1Д63 можно использовать резцы сечением 20х30 мм, поэтому К₄ = 1.

К₇ – коэффициент, учитывающий применение смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) у нас без СОЖ К₇ = 1.

Общий поправочный коэффициент  на скорость резания определим по формуле:

К_V  = К₁∙К₂ ∙К₃ ∙К₄ ∙К₇

Получим: К_V = 1,0∙0,9∙1,0∙1,0∙1,0 = 0,9.

Скорректированная скорость резания определяется по выражению:

Vр = Vт∙Kv

Таким образом,

Vр = 107∙0,9 = 96,3 м/мин.

Вычислим обороты шпинделя станка по формуле:

,

где D – максимальный диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

об/мин.

Выбираем обороты станка по паспорту . Мы попали в интервал от 600 до 750 об/мин. Принимаем ближайшее меньшее значение: n = 600 об/мин.

Вычислим действительную скорость резания по формуле:

 м/мин

Найдем расчетную длину, пройденную режущим инструментом в процессе обработки, из выражения:

L = l + y,

где:   l– длина обрабатываемой поверхности, мм;

у– величина перебега и врезания, мм.

При отрезании l = D/2;

l = 48/2 = 24 мм;

у = 3 мм.

Таким образом,

L = 24+3 = 27 мм.

Вычислим основное время по формуле:

,

где i – число проходов, шт. При отрезании i принимаем равным 1 шт.

.

Вспомогательное время перехода: Тв = 0,2 мин.

Штучное время перехода: Тшт = (0,3 +0,2) ∙ 1,08 = 0,54 мин.

Переход 3. Снять пруток

То = 0 мин, Тв = 0 мин, Тшт = 0 мин.

Норму времени на заготовительную  операцию вычислим по формуле:

,

где Тшт – сумма штучных времен всех переходов, мин;

Тп.з. – подготовительно-заключительное время, мин;

Кшт – количество изготавливаемых деталей, шт.

Тп.з. = 9 мин, Кшт = 1 шт, тогда

Тн = 1,84+0,54+ 9/1 = 11,38 мин.

005 Токарная

Переход 1. Установить, закрепить заготовку.

Основное время равно нулю: То = 0 мин.

Масса заготовки, длиной 83 мм, диаметром 48 мм равна 14,205∙83/1000 = 1,18 кг (14,205 – масса одного метра прутка диаметром 48 мм).

Вспомогательное время на установку  заготовки в 3-х кулачковый самоцентрирующийся патрон: Тв = 0,55 мин.

Штучное время определим по формуле:

.

Тшт = 0,55∙1,08 = 0,59 мин.

Переход 2. Точить поверхность, выдерживая размеры: D=31; L=32, с D1=48.

Припуск на обработку:

,

мм.

Глубина резания: t = h,   t = 2,5 мм.

Подача S = 0,6 мм/об.

Табличное значение скорости резания: Vт = 157 м/мин.

Поправочные коэффициенты:

К₁ = 1,3;

К₂ = 0,9;

К₃ = 1,0; 

К₄ = 0,95;

К₅ = 0,64, так как главный угол в плане φ = 90⁰;

К₇ = 1,0.

Общий поправочный коэффициент  на скорость резания:

К_V = 1,3∙0,9∙1,0∙0,95∙0,64∙1,0 = 0,711.

Скорректированная скорость резания 

Vр = 157∙0,711 = 111,63 м/мин.

Расчетные обороты шпинделя:

 об/мин.

Расчетные обороты попали в диапазон от 630 до 800 об/мин.

Принимаем обороты шпинделя станка по паспорту n = 630 об/мин, так как превышение расчетного значения более 5%.

Действительная скорость резания:

 м/мин.

Расчетная длина обрабатываемой поверхности:

L = l + y,

где l = 83 мм – длина обрабатываемой поверхности,

у = 5 мм – величина врезания и перебега.

L = 83+5 = 88 мм.

Основное время:

мин.

Вспомогательное время, связанное  с проходом:

Тв = 0,5 мин.

Штучное время перехода:

Тшт = (0,28+0,5) ∙ 1,08 = 0,82мин.

Переход 3. Точим наружную фаску.

Точить наружную фаску, выдерживая размер 2х45⁰ на D=31

Основное время: То = 0,13 мин.

Вспомогательное время: Тв = 0,07 мин.

Штучное время перехода:

Тшт = (0,13+0,07) ∙ 1,08 = 0,2мин.

Переход 4. Точить поверхность, выдерживая размеры: D=35; L=9, с D1=48.

Припуск на обработку:

,

мм.

Глубина резания: t = h,   t = 2,5 мм.

Подача S = 0,6 мм/об.

Табличное значение скорости резания: Vт = 157 м/мин.

Поправочные коэффициенты:

К₁ = 1,3;

К₂ = 0,9;

К₃ = 1,0; 

К₄ = 0,95;

К₅ = 0,64, так как главный угол в плане φ = 90⁰;

К₇ = 1,0.

Общий поправочный коэффициент  на скорость резания:

К_V = 1,3∙0,9∙1,0∙0,95∙0,64∙1,0 = 0,711.

Скорректированная скорость резания 

Vр = 157∙0,711 = 111,63 м/мин.

Расчетные обороты шпинделя:

 об/мин.

Расчетные обороты попали в диапазон от 630 до 800 об/мин.

Принимаем обороты шпинделя станка по паспорту n = 630 об/мин, так как превышение расчетного значения более 5%.

Действительная скорость резания:

 м/мин.

Расчетная длина обрабатываемой поверхности:

L = l + y,

где l = 83 мм – длина обрабатываемой поверхности,

у = 5 мм – величина врезания и перебега.

L = 83+5 = 88 мм.

Основное время:

мин.

Вспомогательное время, связанное  с проходом:

Тв = 0,5 мин.

Штучное время перехода:

Тшт = (0,28+0,5) ∙ 1,08 = 0,82мин.

Переход 5. Переустановить, закрепить заготовку.

Основное время: То = 0 мин.

По таблице определяем вспомогательное  время. Так как деталь меньше одного кг, то:

Тв = 0,8 мин.

Штучное время перехода:

Тшт = 0,8∙1,08 = 0,86 мин.

Переход 6. Точить поверхность, выдерживая размеры: D=20; L=15, с D1=48.

Припуск на обработку:

,

мм.

Глубина резания: t = h,   t = 0,4 мм.

Подача S = 0,4 мм/об.

Табличное значение скорости резания: Vт = 160 м/мин.

Поправочные коэффициенты:

К₁ = 1,3;

К₂ = 0,9;

К₃ = 1,0; 

К₄ = 0,95;