Файл: Учебное пособие по выполнению практических занятий по Основам технологии машиностроения.pdf

37 Рекомендуется принимать a =23 дня для крупных деталей, a =35 дней для средних деталей, a =510 дней для мелких деталей. Для массового и крупносерийного производства рассчитывается такт выпуска по формуле
,
60
N
F
д
в



мин. (5) где д – годовой фонд времени работы оборудования, ч N – годовая программа выпуска деталей, шт. В исключительных случаях при отсутствии базового техпроцесса тип производства предварительно можно определить по годовому выпуску изделий и массе деталей, пользуясь табл. 4.2 и 4.3. Таблица 4.2 Выбор типа производства по годовому выпуску и массе деталей, шт. Тип производства Годовой объем выпуска деталей Крупных, 50 кг и более Средних, 8…50 кг Мелких, до 8 кг Единичное до 5 до 10 до 100 Серийное
5…1000 10…5000 100…50000 Массовое св. 1000 св. 5000 св. 50000 После расчета норм времени по всем технологическим операциям уточняется тип машиностроительного производства на основе расчета коэффициента закрепления операций по приведенной выше методике. Таблица 4.3 Выбор серийности производства, шт. Серийность производства Количество деталей в партии (серии) Крупных,
50 кг и более Средних,
8…50 кг. Мелких, до 8 кг Мелкосерийное
5…10 5…25 10…50
Среднесерийное
11…50 26…200 51…500 Крупносерийное св. 50 св. 200 св. 500

38 Содержание отчета
1. Название практического занятия.
2. Содержание варианта задания.
3. Сводная таблица результатов расчета.
4. Анализ результатов.
5. Выводы. Контрольные вопросы
1. Какой период времени учитывается при расчете К
зо
?
2. Для каких условий работы (в одну или две смены) рассчитывается К
зо
?
3. Как рассчитывается количество станков m p
для каждой операции
4. Как определить количество операций выполняемых на рабочем месте
5. Как определить такт выпуска изделий Практическое занятие 5. Выбор вида и технико-
экономическое обоснование способа получения заготовки
Цель практического занятия – освоить методику расчета себестоимости получения заготовок и выбрать оптимальный вариант на основе экономического сравнения. Работа рассчитана на два академических часа. Основные положения В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов, штамповки и всевозможные профили проката. Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объѐме выпуска деталей. Для выбора формы, размеров и способа получения заготовки большое значение имеет конструкция и материал детали. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоѐмкость и экономичность еѐ обработки. При выборе вида заготовки необходимо учитывать не только эксплуатационные условия работы детали, еѐ размеры и форму, но и экономичность производства. Если при выборе заготовок возникают затруднения, какой метод изготовления принять для той или другой

39 детали, то производят технико-экономический расчѐт себестоимости возможных вариантов. После обоснования способа получения заготовки необходимо дать краткое описание технологического процесса еѐ получения и обосновать выбор плоскости разъѐма формы или штампа, величину принятых радиусов скруглений и формовочных уклонов.
Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для обрабатываемой детали производят по нескольким направлениям (ме- таллоѐмкость, трудоѐмкость и себестоимость, учитывая при этом конкретные производственные условия. Технико-экономическое обоснование ведѐтся по двум или нескольким выбранным вариантам. При экономической оценке определяют металлоѐмкость, себестоимость и трудоѐмкость каждого выбранного варианта изготовления заготовки, а затем их сопоставляют.
Технико-экономический расчѐт изготовления заготовки производят в следующем порядке
- устанавливают метод получения заготовки согласно типу машиностроительного производства, конструкции детали, материалу и другим техническим требованиям на изготовление детали
- назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали согласно выбранному методу получения заготовки по нормативным таблицам или производят расчѐт аналитическим методом
- определяют расчѐтные размеры на каждую поверхность заготовки
- назначают предельные отклонения на размеры заготовки по нормативным таблицам в зависимости от метода получения заготовки
- производят расчѐт массы заготовки на сопоставляемые варианты
- определяют норму расхода материала с учѐтом неизбежных технологических потерь для каждого вида заготовки (некратность, на отрезание, угар, облой и т. д
- определяют коэффициент использования материала по каждому из вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь

40
- определяют себестоимость изготовления заготовки, выбранных вариантов для сопоставления и определения экономического эффекта получения заготовки
- определяют годовую экономию материала от сопоставляемых вариантов получения заготовки
- определяют годовую экономию от выбранного варианта заготовки в денежном выражении. Укрупненный технико-экономический анализ можно выполнить по методике [28,29]. Стоимость материалов и различных способов получения заготовок можно брать из Интернета у представителей ведущих фирм, торгующих металлопродукцией.
Средняя стоимость отходов (стружки) составляет в среднем 10-
12% от стоимости материала.
Пример.Произвести технико-экономический расчет двух вариантов изготовления заготовки методом горячей объемной штамповки и из проката. Годовой объем выпуска деталей – 18 000 шт. Рабочий чертеж детали – вал (рис. 5.1). Материал детали – сталь 45 ГОСТ 1050-88. Масса детали – 10,8 кг. Устанавливаем тип производства по годовому объему выпуска изделий и массе детали по рабочему чертежу согласно табличным данным (табл. 4.2). Тип производства – массовый. Вариант 1. Заготовка из проката. Согласно точности и шероховатости поверхностей обрабатываемой детали определяем промежуточные припуски по таблицам. За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали 80f7(
03
,
0 06
,
0


) мм (рис. 5.1). Устанавливаем предварительный маршрут обработки поверхности детали диаметром 80f7(
03
,
0 06
,
0


) мм (см. табл. П) Обработка поверхности диаметром 80 мм производят в жестких центрах, на многорезцовом токарном полуавтомате окончательную обработку поверхности детали выполняют на круглошлифовальном станке. Технологический маршрут обработки данной поверхности Операция 005. Токарно-винторезная
― 010. Токарно-винторезная
― 015. Термическая обработка Э
41…45.
― 020. Круглошлифовальная

41 1. Э
41…45.
2. Неуказанная шероховатость поверхностей а мкм. Рис. Рабочий чертеж детали
Припуски на подрезание торцовых поверхностей и припуски на обработку наружных поверхностей (точение и шлифование) определяют по табл. [8]. При черновом точении припуск на обработку составляет 4,5 мм, а при чистовом мм и на шлифовальную однократную обработку 0,5 мм. Определяем промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей согласно маршрутному технологическому процессу на токарно-винторезную операцию 010 мм 5
,
0 80 2
010





ш
H
P
z
D
D
на токарно-винторезную операцию 005 5
,
82 0
,
2 5
,
80 2
010 010 мм расчетный размер заготовки
87 5
,
4 5
,
82 2
005 010





z
D
D
P
З
P
мм. По расчетным данным заготовки выбираем необходимый размер горяче- катного проката обычной точности по ГОСТ 2590-88 (табл. П. Например, диаметр проката 90 мм записывается следующим образом
88 1050
ГОСТ
б
45 88 2590
ГОСТ
В
90






Круг
Нормальная длина проката стали обычной точности при диаметре 53-110 мм 4-7 м. Отклонения для диаметра 90 мм равны
5
,
0 мм (табл. П. Припуски на подрезку торцовых поверхностей заготовки равен 2,4 мм [8]. Общая длина заготовки

42 4
,
302 4
,
2 300 2





подр
Д
З
z
L
L
мм, где Д – номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм. Предельные отклонения на длину заготовки устанавливаем по справочным таблицам. Исходя из предельных отклонений, общую длину заготовки округляем в большую сторону до целых единиц. Принимаем длину заготовки 303 мм. Объем заготовки определяем по плюсовым допускам
95
,
1960 5
,
30 4
05
,
9 14
,
3 4
2 2





З
п
з
З
L
D
V
см
3
, где З – длина стержня (заготовки) с плюсовым допуском D
з.п
– диаметр заготовки по плюсовым допускам, см. Массу заготовки определяем по формуле
4
,
15 95
,
1960 00785
,
0





З
З
V
G
кг. Выбираем оптимальную длину проката для изготовления заготовки. Потери на зажим заготовки L
заж
принимаем 80 мм. Заготовку отрезают на ножницах. Это самый производительный и дешевый способ. Длину торцового обрезка проката определяем из соотношения об, где d – диаметр сечения заготовки, мм
D = 90 мм об = 0,3·90=27 мм. Исходя из принятой длины проката по стандартам определяем число заготовок по формуле. Определим число заготовок из проката длиной 4 м шт 305 27 80 4000 4








пр
З
Т
О
заж
пр
L
L
L
L
L
x
Получаем 12 заготовок. Число заготовок из проката длиной 7 м шт 305 27 80 7000 7








пр
З
Т
О
заж
пр
L
L
L
L
L
x
Принимаем 22 заготовки. Остаток длины (некратность) определяется в зависимости от принятой длины проката из проката длиной 4 м мм 305
(
80 27 4000
)
(
4 4











x
L
L
L
L
L
З
заж
Т
О
пр
НК
или

43
%
86
,
5 4000 100 233 100 4





пр
НК
НК
L
L
П
; из проката длиной 7 м мм 305
(
80 27 7000 7






НК
L
или
%
61
,
2 7000 100 183 100 4





пр
НК
НК
L
L
П
; Из расчета на некратность следует, что прокат длиной 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиной 4 м. Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката составят
%
1
,
1 7000 100 80 100





пр
заж
заж
L
L
П
Потери материала на длину торцевого обрезка проката в процентном отношении к длине проката составят
%
38
,
0 7000 100 27 100





Т
О
Т
О
Т
О
L
L
П
Общие потери (%) к длине выбранного проката
%
09
,
4 1
,
1 38
,
0 61
,
2







заж
Т
О
НК
О
П
П
П
П
П
Определяем расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь кг 100
)
03
,
4 100
(
4
,
15 100
)
100
(
3







О
П
П
З
П
G
G
Коэффициент использования материала
67
,
0 03
,
16 8
,
10



ЗП
Д
ИМ
G
G
К
Определим стоимость заготовки из проката, предварительно взяв из интернета стоимость материала и отходов. Цена одной тонны проката в среднем составляет 44870 рублей, а штампованных заготовок 52320 рублей (фирма АПОГЕЙ-металл), цена отходов 5250 р. за тонну.

44 руб 1000 5250
)
8
,
10 03
,
16
(
03
,
16 87
,
44 1000
)
(









отх
д
П
З
П
З
M
П
З
С
G
G
G
С
С
Вариант 2. Заготовка изготовлена методом горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Степень сложности С. Точность изготовления поковки - класс I, группа стали – М. [8] Припуски на номинальные размеры детали назначают по таблице [8]. Припуски на обработку заготовок, изготавливаемых горячей объемной штамповкой, зависит от массы, класса точности, группы стали, степени сложности и шероховатости заготовки. На основании принятых припусков на размеры детали определяем расчетные размеры заготовки мм 8
,
4 80 мм 4
,
5 70 мм 4
,
4 250 2
250





z
L
L
Д
p
;
мм
2
,
202 2
,
2 200 200





z
L
L
Д
p
мм
9
,
51 9
,
1 50 50





z
L
L
Д
p
Предельные отклонения на размеры заготовки определяем по табличным нормативам (ГОСТ 7505-84*). Допуски на размеры штампованной заготовки (табл. [8]):
∅84,8
-0,6
+1,2
;
∅75,4
-0,6
+1,2
; 254,4
-0,
8
+1,
4
; 202
,2
-0,
8
+1,
4
; 51,9
-0,6
+1,2
мм. Разрабатываем эскизна штампованную заготовку по второму варианту с техническими требованиями на изготовление (рис. 5.2). Для определения объема штампованной заготовки рекомендуется условно разбивать фигуру заготовки на элементы и проставить на них размеры с учетом плюсовых допусков (рис. 5.3). Определим объем отдельных элементов заготовки и V
3
. Фигура состоит из двух одинаковых объемов и см 31
,
5 4
66
,
7 14
,
3 2
4 2
2 3
2 2
1


















 см 36
,
20 4
6
,
8 14
,
3 4
3 2
2 2





L
D
V

45 1. НВ 241…245 2. Степень сложности заготовки С 3. Группа стали М 4. Точность изготовления I класс
5. Радиусы закруглений внешних углов R= 4 мм
6. Штамповочные уклоны 5º
7. Допуск соосности поверхностей А, Б, и В относительно базовой оси заготовки 1,6 мм Рис. Рабочий чертеж заготовки Рис. Элементы заготовки для определения объема Общий объем заготовки см 073
,
1182 16
,
489 2
3 Масса штампованной заготовки кг 23
,
1671 00785
,
0





O
Ш
З
V
G
Принимая неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при горячей объемной штамповке равными 10%, определим расход материала на одну деталь кг 100 10 100 12
,
13 100 100

















Ш
Ш
З
П
З
П
G
G
Коэффициент использования материала наштампованную заготовку
75
,
0 43
,
14 8
,
10



П
З
Д
М
И
G
G
К
Стоимость штампованной заготовки





 руб 53
,
19 94
,
754 38
,
5 8
,
10 43
,
14 43
,
14 32
,
52 100
















отх
Д
П
З
П
З
М
Ш
З
С
G
G
G
С
С

46 Годовой экономический эффект при выборе первого варианта заготовки составит руб 1800 81
,
691 44
,
735







N
С
С
Э
П
З
Ш
З
Технико-экономические расчеты показывают, что заготовка полученная методам горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине, более экономична по использованию материала, чем заготовка из проката, однако по себестоимости штампованная заготовка дороже, поэтому принимаем заготовку из горячекатанного круглого проката обычной точности. Содержание отчета
1. Название и цель практического занятия.
2. Цель практического занятия.
3. Выбор возможных видов получения заготовки на предложенную преподавателем деталь.
4. Расчет веса детали и заготовки для рассматриваемых вариантов.
5. Определение себестоимости отходов (стружки.
6. Расчет себестоимости заготовки по вариантам.
7. Определение коэффициента использования материала.
8. Определение экономического эффекта от выбора оптимального вида заготовки в денежном выражении. Контрольные вопросы
1. Перечислите основные виды заготовок в условиях машиностроительного производства.
2. От каких условий зависит вид получения заготовок
3. Как рассчитывается коэффициент использования материала
4. Как определить себестоимость изготовления заготовки Практическое занятие 6. Выбор методов обработки

91 3. Наметьте последовательность обработки поверхностей.
4. Определите количество одновременно работающих инструментов и последовательность их работы.
5. Разработайте маршрутно-операционную карту технологического процесса обработки детали. Содержание отчета
1. Название и цель практического занятия.
2. Перечень операций маршрута технологического процесса.
3. Структура технологических операций с указанием числа уста- новов, позиций, переходов.
4. Маршрутно-операционная карта обработки заготовки со схемами базирования и установки. Контрольные вопросы
1. Какие факторы оказывают влияние на формирование структуры технологического процесса
2. Дайте классификацию структур технологических операций.
3. Какие поверхности заготовки обрабатываются в первую очередь
4. Разрешается ли использовать черновые базы в середине и конце обработки заготовки
5. Перечислите последовательность обработки поверхностей заготовки.
6. Поясните порядок заполнения маршрутно-операционной карты.
7. Какие данные должен содержать эскиз обработки Практическое занятие 10. Выбор оборудования и средств технологического оснащения Цель практического занятия – приобретение практических навыков при выборе технологического оборудования, оснастки, режущих и измерительных инструментов. Работа рассчитана на два академических часа. Основные положения Выбор станочного оборудования является одной из важнейших задач при разработке технологического процесса механической

92 обработки заготовки. От правильного его выбора зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, механизации и автоматизации ручного труда, электроэнергии ив итоге себестоимость изделия.
В зависимости от объѐма выпуска изделий выбирают станки по степени специализации и высокой производительности, а также станки с числовым программным управлением (ЧПУ. Выбор каждого вида станка должен быть экономически обоснован. Производится расчѐт технико-экономического сравнения обработки данной операции на разных станках. При заданном объѐме выпуска изделий необходимо принимать ту модель станка, которая обеспечивает наименьшие трудовые и материальные затраты, а также себестоимость обработки заготовки. При выборе необходимо дать краткое описание моделей станков, применяемых в технологическом процессе, указать предпочтение выбранной модели станка по сравнению с другими аналогичными. Характеризуя выбранные модели станка, можно ограничиваться краткой их технической характеристикой. Если выбранные станки специальные, агрегатные или специализированные, то следует описать их принципиальную схему. При выборе станочного оборудования необходимо учитывать следующее характер производства обеспечение заданной точности при обработке необходимую сменную (или часовую) производительность соответствие станка размерам детали мощность станка удобство управления и обслуживания станка габаритные размеры и стоимость станка возможность оснащения станка высокопроизводительными приспособлениями и средствами автоматизации и механизации кинематические данные станка (диапазоны подачи, частота вращения шпинделя и т.д.).

93 При выборе станочного оборудования необходимо также учитывать современные достижения отечественного станкостроения. Сведения о выбранном станочном оборудовании сводятся в таблицу, где на каждую технологическую операцию следует указать модель станка, наибольшие габаритные размеры обрабатываемых заготовок и габаритные размеры станка, экономическая точность обработки и шероховатость обработанной поверхности, атак же мощность станка (табл. 10.1). Таблица 10.1 Технологические характеристики применяемого оборудования
№
операции Модель станка Предельные или наибольшие размеры, мм Экономическая точность обработки (ква- литет) Экономическая шероховатость обработки поверхности а, мкм Мощность станка, кВт Заготовок Станка Диаметр ширина) Длина Высота Ширина Длина Высота Эти сведения берутся из технических характеристик станков, справочных таблиц (см. прилож. Пи паспортов станков. Выбор приспособления При разработке технологического процесса механической обработки заготовки необходимо правильно выбрать приспособления, которые должны способствовать повышению производительности труда, ликвидации предварительной разметки заготовки и выверки их при установке на станке. Применение станочных приспособлений и вспомогательных инструментов при обработке заготовок даѐт ряд преимуществ
- повышает качество и точность обработки деталей
- сокращает трудоѐмкость обработки заготовок за счѐт резкого уменьшения времени, затрачиваемого на установку, выверку и закрепление- расширяет технологические возможности станков
- создаѐт возможность одновременной обработки нескольких заготовок, закреплѐнных водном приспособлении.

94 Выбор станочного приспособления должен быть основан на анализе затратна реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном числе заготовок. Правила выбора технологической оснастки (ГОСТ 14.305-78) предусматривает шесть систем технологической оснастки, которые предназначены для выполнения различных видов работ в зависимости от типа производства. К системам технологической оснастки относятся следующие
- системы неразборной специальной оснастки (НСО);
- системы универсально-наладочные оснастки (УНО);
- системы универсально-сборной оснастки (УСО);
- системы сборно-разборной оснастки (СРО);
- системы универсально - безналадочной оснастки (УБО);
- системы специализированной наладочной оснастки (СНО). Выбор режущего инструмента При разработке технологического процесса механической обработки заготовки выбор режущего инструмента, его вида, конструкции и размеров в значительной мере предопределяется методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и качеством обрабатываемой поверхности заготовки. При выборе режущего инструмента необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но, когда целесообразно, следует применять специальный, комбинированный, фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей. Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности и снижения себестоимости обработки. Для обработки стали рекомендуется применять инструмент, режущая часть которого изготовлена из титановольфрамо- вых твѐрдых сплавов (Т5К10, Т14К8, Т15К6, Т15К6Т, Т30К4), быстрорежущих инструментальных сталей (Р, М, Р, РФ, РФ, вольфрамовых твѐрдых сплавов (ВК2, ВК3М, ВК4, ВК8) и др. Для обработки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов используют инструмент из вольфрамовых твѐрдых сплавов. Выбор

95 материала для режущего инструмента зависит от формы и размеров инструмента, материала обрабатываемой заготовки, режимов резания и типа производства. Режущий инструмент необходимо выбирать по соответствующим стандартами справочной литературе в зависимости от методов обработки деталей, атак же инструменты ведущей фирмы по металлообработке Sandvik Coromant и других иностранных фирм. Если технологические особенности детали не ограничивают применение высоких скоростей резания, то следует применять высокопроизводительные конструкции режущего инструмента, оснащѐн- ного твѐрдым сплавом, так как практика показала, что это экономически выгодней, чем применение инструментов из быстрорежущих сталей. Особенно это распространяется на резцы (кроме фасонных, малой ширины, автоматных, фрезы, зенкеры, конструкции которых оснащены твѐрдым сплавом и хорошо отработаны.
В отчете по практическому занятию необходимо сделать анализ выбранного режущего инструмента на операцию по переходам. При выборе режущего инструмента необходимо руководствоваться данными работы [8]. Рекомендации по выбору абразивного инструмента даны в ГОСТ 3647-71 и технической литературе [8]. Выбор методов контроля Метод контроля должен способствовать повышению производительности труда контролѐра и станочника, создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения еѐ себестоимости. В единичном и серийном производствах обычно применяется универсальный измерительный инструмент (штангенциркуль, штан- генглубинометр, микрометр, угломер, индикатор и т. д. [32] В массовом и крупносерийном производствах рекомендуется применять предельные калибры (скобы, пробки, шаблоны и т. пи методы активного контроля, которые получили широкое распространение во многих отраслях машиностроения. [32] В отчете студенту необходимо дать объяснение применяемого метода контроля и краткую техническую характеристику измерительного инструмента или контрольного приспособления на данную технологическую операцию. Все сведения о выбранном станочном оборудовании и средствах технологического оборудования сводятся в итоговую таблицу. Порядок выполнения практического занятия
1. Ознакомиться с порядком выбора технологического оборудования и СТО.
2. Подготовить таблицу технологических характеристик станков.
3. Заполнить таблицу применяемого оборудования в порядке выполнения технологических операций.
4. Подготовить таблицу выбора СТО.
5. Заполнить таблицу выбора технологической оснастки.
6. Составить отчет. Содержание отчета
1. Название и цель практического занятия.
2. Краткие сведения по выбору станочного оборудования и СТО.
3. Таблицы с технологическими характеристиками применяемого оборудования, режущего инструмента, оснастки и средств контроля. Контрольные вопросы
1. Какие сведения необходимо оценить при выборе станочного оборудования. Какие задачи решает станочное приспособление
3. Перечислите системы технологической оснастки.
4. От каких факторов зависит выбор материала режущего инструмента
5. Какие измерительные инструменты используют для различных типов производства

97 Практическое занятие 11. Техническое нормирование станочных работ Цель практического занятия – практическое освоение методики нормирования технологических операций, выполняемых на металлорежущих станках. Работа рассчитана на восемь академических часов. Основные положения Техническое нормирование Под техническим нормированием понимается установление нормы времени на выполнение определенной работы. Техническая норма времени, определяющая затраты времени на обработку (сборку, служит основой для оплаты работы, калькуляции себестоимости детали и изделия. На основе технических норм времени рассчитываются длительность производственного цикла, необходимое количество станков, инструментов и рабочих, определяется производственная мощность цехов или участков. Норма времени является одним из основных факторов для оценки совершенства технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного варианта обработки заготовки. При выполнении практического занятия и курсового проекта все операции механической обработки, для которых рассчитывались или выбирались режимы резания, обязательно подлежат техническому нормированию. При этом для трех разнотипных операций выполняется подробный поэлементный расчет штучного или штучно- калькуляционного времени, который приводится в расчетно- пояснительной записке. Для остальных операций рассчитанные нормы времени, без подробного пояснения, оформляются в таблицах расчетно-пояснительной записки и заносятся в операционные и маршрутные карты технологического процесса. В единичном, мелкосерийном и среднесерийном производствах определяется норма штучно-калькуляционного времени (
к
ш
t

), а в массовом и крупносерийном – норма штучного времени (шт

98
,
n
T
t
t
з
п
шт
к
ш




мин
,
от
об
в
o
шт
t
t
t
t
t




мин, где
з
п
T

- подготовительно-заключительное время, определяемое на партию деталей, мин
o
t
- основное время, рассчитываемое для каждой операции на основании назначенных режимов резания, мин в- вспомогательное время, определяемое по нормативам, мин об- время на обслуживание рабочего места, мин от- время перерывов на отдых и личные физические потребности человека, мин.
Подготовительно-заключительное время (
з
п
T

) включает время на ознакомление рабочего с работой и на чтение чертежа время на подготовку рабочего места, настройку станка, инструмента и приспособления для обработки заданной партии деталей время на пробную обработку заготовок время на снятие инструмента и приспособления со станка по окончании обработки данной партии деталей. Для определения величины подготовительно-заключительного времени при работе на станках с ручным управлением можно воспользоваться общемашиностроительными нормативами времени или технической литературой [1]. Подготовительно-заключительное время при работе на станках с ЧПУ, оснащенных устройством автоматической смены режущих инструментов, включает время на получение и изучение технологической документации, которое для всех моделей станков с ЧПУ принимается равным 12 мин время на ввод управляющей программы с пульта оператора, равное примерно 25 мини привязку инструментов к системе координат станка (около 20 мин время, необходимое для проверки управляющей программы в покадровом режиме (примерно 10 мин. Кроме того, в подготовительно- заключительное время, как и при работе на станках с ручным управлением, включается время на получение и сдачу инструментов, приспособлений, а также время на обработку пробных деталей. Ориентировочно величину
з
п
T

при работе на станках с ЧПУ можно определить из технической литературы. Основное время
o
t
затрачивается на непосредственное изменение размеров, формы и качества обрабатываемой заготовки или на соединение деталей при сборке. Основное время может быть машинным, если процесс обработки совершается только станком, без непосредственного участия рабочего, и машинно-ручным или ручным, если процесс обработки ведется при непосредственном управлении инструментом или перемещении детали рукой рабочего. Расчет основного времени производится по формулам, установленным на основании кинематики используемого метода обработки и выбранных режимов резания, приведенных в литературе [3]. В некоторых случаях допускается принимать основное время поданным хронометража. Как правило, это имеет место при закруглении или притирке зубьев зубчатых колец, зубострогании, круговом протягивании зубьев, суперфинишировании и внутреннем бесцентровом шлифовании. При определении основного времени многоинструментных работ и работ на многошпиндельных станках допускается введение корректирования (в сторону уменьшения) режимов резания для не- лимитирующих по продолжительности обработки инструментов. Корректирование желательно осуществлять за счет некоторого уменьшения скорости резания. Снижение скорости на нелимитирую- щих инструментах значительно облегчает условия их работы и экономит время на смену или переточку. Определяя основное время, необходимо учитывать одновременность работы суппортов и не включать в расчет перекрывающиеся времена. Вспомогательное время (в) затрачивается на различные действия, обеспечивающие выполнение основной работы. При определении величины вспомогательного времени суммируют следующие его элементы время на установку и снятие заготовки время напуски остановку станка, включение и выключение подачи, изменение частоты вращения, повороти перемещение частей станка и приспособлений, смену инструмента, быстросменных кондукторных втулок и другие приемы, непосредственно обеспечивающие выполнение обработки время на измерение деталей. При обработке на станках с ЧПУ вспомогательное время дополнительно может включать время на позиционирование, ускоренное перемещение рабочих органов станка, подводи отвод режущих инструментов в зоне обработки, смену режущих инструментов. Эти составляющие вспомогательного времени зависят от скорости и длины перемещений рабочих органов, от компоновки основных элементов станка и конструкции вспомогательных устройств. Вспомогательное время может быть перекрываемыми не- перекрываемым. Если вспомогательные работы выполняют не в процессе обработки заготовки, то такое вспомогательное время называют неперекрываемым. Если же часть вспомогательных работ выполняют в процессе обработки заготовки, то эта часть вспомогательного времени называется перекрываемой. При расчете нормы штучного или штучно-калькуляционного времени учитывают лишь ту часть вспомогательного времени, которая не может быть перекрыта основным машинным временем. Определение вспомогательного времени производится по общемашиностроительным нормативам или технической литературе [1, 2,
32]. При использовании многооперационных станков, оснащенных многопозиционными столами со сменными паллетами – спутниками, вместо времени на установку и снятие заготовки во вспомогательное время включается время на смену паллеты и перемещение стола в рабочую позицию. Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем.
,
в
o
оп
t
t
t


мин, Время на обслуживание рабочего места (об) состоит из времени на техническое и организационное обслуживание. Время технического обслуживания затрачивается на смену затупившегося и отработавшего режущего инструмента, на правку шлифовального круга, на регулировку и подналадку станка вовремя работы, ввод исходных данных и коррекций в систему ЧПУ, уборку стружки из зоны резания. Время на организационное обслуживание включает затраты времени на раскладку инструмента вначале смены и уборку его в конце смены, осмотри опробование оборудования, получение инструктажа в течение рабочего дня, смазку и чистку станка, уборку рабочего места в конце смены. Время на обслуживание рабочего места может устанавливаться по нормативам или определяться в процентах от оперативного времени- для станков с ручным управлением и 6-12% - для станков с ЧПУ. Время перерывов на отдых и личные физические потребности (от) зависит от массы обрабатываемой заготовки, величины оперативного времени, характера подачи (ручная или механическая, регламентируется законодательством и исчисляется в процентах копе- ративному времени. Для механических цехов это время составляет 2-
4% к оперативному времени. Иногда в технической литературе задается суммарное значение времени на обслуживание рабочего места и перерывы на отдых и физические потребности, которое в зависимости от конкретных условий производства может составлять 8-14% от оперативного времени. Необходимые данные по определению в, об, от приведены в приложении (П22-П27) и нормативах [32], здесь же подробно рассмотрены особенности нормирования на станках с ЧПУ. Расчет режимов резания и основного времени Рассчитанные или выбранные режимы резания при выполнении технологической операции должны обеспечивать требуемую точность обработки при максимальной производительности труда ими- нимальной себестоимости.

102 При выборе режимов обработки необходимо придерживаться определѐнного порядка, те. при назначении и расчѐте режима обработки учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования и его состояние. Следует помнить, что элементы режимов обработки находятся во взаимной функциональной зависимости, устанавливаемой эмпирическими формулами. При расчѐте режимов резания сначала устанавливают глубину резания t в миллиметрах. Глубину резания назначают по возможности наибольшую, в зависимости от требуемой степени точности, шероховатости обрабатываемой поверхности и технических требований на изготовление детали. После установления глубины резания устанавливается подача станка S. Подачу назначают максимально возможную с учѐтом погрешности обработки жѐсткости технологической системы, мощности привода станка, степени точности и качества обрабатываемой поверхности по нормативным таблицам. Величину подачи согласовывают с паспортными данными станка. От правильно выбранной подачи во многом зависят точность и качество обработки и производительность труда. Для черновых технологических операций назначают максимально допустимую подачу. После установления глубины резания и подачи определяют скорость резания υ по эмпирическим формулам с учѐтом жѐсткости технологической системы. Аналитический расчѐт режимов резания производится с учѐтом необходимых поправочных коэффициентов на две технологические операции. Для остальных операций технологического процесса механической обработки детали режимы резания определяются по табличным нормативам соответствующей учебной и справочной литературы. Особенностью расчета режимов резания при многоинструмент- ных наладках является необходимость согласования работы отдельных позиций, шпинделей, суппортов и отдельных инструментов между собой с подчинением расчета общему кинематическому параметру

103 или времени обработки. Общими параметрами при точении на одношпиндельных многорезцовых станках являются общая для всех инструментов одного суппорта подача наоборот и общая частота вращения шпинделя станка при обработке многошпиндельными сверлильными головками – одинаковая минутная подача всех инструментов, при работе на многошпиндельных станках – время обработки. После назначения режимов резания необходимо провести проверку станка на мощность. Потребная мощность для резания не должна превышать фактической мощности электродвигателя станка. При недостаточной мощности привода станка рекомендуется уменьшить скорость резания или перенести обработку на более мощное оборудование. При выполнении практических занятий подробный расчет режимов резания, как правило, приводится в расчетно-пояснительной записке натри разнотипных операции. При использовании для обработки заготовки станков с ЧПУ, по согласованию с руководителем проекта, количество операций с подробным расчетом режимов резания может быть уменьшено. Методика расчета режимов резания при обработке на станках различных типов достаточно подробно изложена в технической литературе [3, 4]. На остальные операции технологического процесса режимы резания могут быть назначены по нормативами сведены в таблицу без подробного пояснения. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) при резании в основном определяется видом обработки, а также характеристикой конструкционных и инструментальных материалов. Рекомендации по выбору СОЖ при механической обработке приведены в справочниках. Режимы резания целесообразно рассчитывать нате технологические операции, в которые внесены изменения по сравнению с базовым вариантом технологического процесса. Назначенные режимы резания и последующее нормирование этих операций дают возможность выполнения экономического анализа вариантов операций.

104 Расчет режимов резания и основного времени рекомендуется производить с помощью справочника [3] или методических указаний
[1]. При одноинструментной обработке на токарных и фрезерных станках расчет выполняется в следующем порядке
- расчет длины рабочего хода суппорта или стола L
расч
, мм
- назначение подачи наоборот шпинделя S
0
, мм/об или на зуб фрезы
S
z
, мм/зуб;
- определение стойкости режущего инструмента, мин
- расчет скорости резания υ, м/мин и частоты вращения шпинделя n об/мин, с последующим ее уточнением по паспорту станка
- проверка выбранных режимов резания по мощности станка
- расчет основного машинного времени обработки о, мин. Для примера точения основное время определяется по формуле
0
S
n
L
T
расч
o


, мин где L
расч
- расчетная длина рабочего хода, мм n – принятая частота вращения шпинделя по станку, об/мин; S
0
– значение подачи на один оборот шпинделя, мм/об, согласованная по паспортным данным станка. При фрезеровании основное время можно определить по формуле
z
фр
расч
мин
расч
расч
o
S
z
n
L
S
L
S
n
L
T






0
, мин где мин – принятая минутная подача стола, мм/мин; фр – число зубьев фрезы, шт. Проверка выбранных режимов резания по мощности для обоих видов обработки заключается в проверке соблюдения условия



дв
рез
N
N
2
,
1
, где N
дв
– мощность двигателя привода главного движения, кВт η – КПД станка, η=0,7-0,8; 1,2 – коэффициент запаса. После расчета основного времени производится расчет штучного и штучно-калькуляционного времени.

105 Пример 1. Определить норму штучного и норму подготовительно- заключительного времени на черновую токарную операцию в условиях мелкосерийного производства (рис. 11.1). Исходные данные. Деталь – стакан. Материал – серый чугун С, НВ
163…229. Заготовка – отливка. Масса детали 0,7 кг. Оборудование – токарно- винторезный станок К. Приспособление – х кулачковый самоцентри- рующий, пневматический. Обработка без охлаждения. Партия деталей 200 шт. Организационные условия. 1. Получение и сдача инструмента и приспособлений производятся самим рабочим. 2. Заточка режущего инструмента централизованная. 3. Планировка рабочего места соответствует требованиям научной организации труда. Содержание операции А. Установить и снять деталь.
1. Подрезать торец, пов. 1.
2. Точить пов. 2.
3. Расточить отверстие пов. 3. Режущий инструмент ВК6. Измерительный инструмент
– штангенциркуль ШЦ-2. Рис. 11.1 Эскиз обработки стакана Порядок расчета режимов резания выполним по справочнику [3]. Марку инструментального материала выбираем по табл. карты 4, стр. 33. Для точения серого чугуна по корке используем пластины из твердого сплава
ВК6.Главный угол в плане для подрезки торца пов. 1, для обтачивания пов. 2 и растачивания пов. 3 в упор φ=90º с радиусом при вершине r = 1,0 мм. Размеры обработки и расчетная длина обработки определяется для каждого перехода исходя из размеров детали согласно эскиза (рис. 11.1). Переход 1. Подрезка торца пов. 1. Определяем длину обрабатываемой поверхности.
мм
d
D
l
рез
5
,
13 2
53 80 Расчетная длина обработки
доп
рез
рх
L
y
L
L



, а