Проектирование технологических операций

2.4 Проектирование технологических операций

Задача раздела – подробная разработка содержания технологических операций, выбор средств технологического оснащения, определение операционных размеров, режимов обработки и норм времени.

Структура технологических операций

Структура операции определяет содержание технологической операции и последовательность ее выполнения. В конечном итоге от структуры зависит время выполнения операции.

Структура операции определяется следующими признаками:

-   количеством заготовок, одновременно устанавливаемых в приспособлении или на станке (одно и многоместная);

-   количеством инструментов, используемых при выполнении операции (одно или многоинструментальная);

-   последовательностью работы инструментов при выполнении операции.

Определим структуры операций:

-   10 токарная с ЧПУ и 15 токарная с ЧПУ: одновременно обрабатывается одна заготовка, при выполнении операции используется несколько инструментов, работающих последовательно. Таким образом операции 10 и 15 токарные с ЧПУ являются одноместными, многоинструментными и последовательными;

-   35 и 40 шлифовальные: одновременно обрабатывается одна заготовка, при выполнении каждой операции используется один инструмент. Таким образом операции 35 и 40 шлифовальные являются одноместными одноинструментными;

-   45 шлифовальная и 50 токарная: одновременно обрабатывается одна заготовка, при выполнении операции используется несколько инструментов, работающих последовательно. Таким образом операции 45 и 50 являются одноместными, многоинструментными и последовательными;

В таблице 2.4.1 приведена полная структура технологических операций (по переходам).

Таблица 2.4.1

Структура технологических операций

№	Название	№ перехода	Вид обработки по переходам
10	Токарная с ЧПУ Установ А	1	Точить опорный торец 1
		2	Точить буртик 2
		3	Сверлить отв.6
10	Токарная с ЧПУ Установ Б	1	Точить рабочий торец 5
		2	Точить наружные поверхности 3 и 4
		3	Точить внутренние поверхности 6…10
15	Токарная с ЧПУ Установ А	1	Точить опорный торец 1
		2	Точить опорный торец 1
		3	Точить буртик 2
		4	Точить буртик 2
15	Токарная с ЧПУ Установ Б	1	Точить рабочий торец 5
		2	Точить рабочий торец 5
		3	Точить наружные поверхности 3 и 4
		4	Точить наружные поверхности 3 и 4
		5	Точить внутренние поверхности 6…10
		6	Точить внутренние поверхности 6…10
35	Шлифовальная	1	Шлифовать опорный торец 1
40	Шлифовальная	1	Шлифовать наружную поверхность 4
45	Шлифовальная	1	Шлифовать внутренние поверхности 6…10
50	Токарная Установ А	1	Точить опорный торец 1
		2	Точить опорный торец 1
		3	Точить буртик 2
		4	Точить буртик 2
50	Токарная Установ Б	1	Точить рабочий торец 5
		2	Точить рабочий торец 5
		3	Точить наружные поверхности 3 и 4
		4	Точить наружные поверхности 3 и 4
		5	Точить внутренние поверхности 6…10
		6	Точить внутренние поверхности 6…10
55	Гидродробеструйная	1	Гидродробеструить внутренние поверхности 6…10

Выбор средств технологического оснащения

Средства технологического оснащения назначаем, исходя из базового техпроцесса, так как: -   модели станков обеспечивают выполнение технологических операций, так как габаритные размеры заготовки, схемы базирования заготовки, размеры обрабатываемых поверхностей и требования к точности заготовки выполняются; -   станочные приспособления материализуют теоретические схемы базирования заготовки, принятые на операциях, с помощью приспособлений реализуются структуры технологических операций, обеспечивают заданную точность обработки независимо от квалификации станочника, удобны в работе, быстродействующие и механизированные, недорогие и технологичные в эксплуатации и ремонте;

-   режущие инструменты соответствуют методам обработки, конфигурациям и расположениям поверхностей, марки инструментальных материалов режущих частей соответствуют виду и марке обрабатываемого материала заготовки и видам обработки, геометрические параметры режущей части инструментов соответствуют физико-механическим характеристикам материала заготовки;

-   средства контроля обеспечивают надлежащее качество технического контроля при выполнении технологических операций и при производстве приемочного контроля изделия.

Таблица 2.4.2

Средства технологического оснащения

N оп	Название	СТО
		Оборудование	Оснастка
			Режущий инструмент	Мерительный инструмент и приспособления	Станочные приспособления
05	Заготовительная	Отрезной станок КМ-502
10	Токарная с ЧПУ	Токарный с ЧПУ SD-610	1)Сверло твердосплавное с цилиндрическим хвостовиком из Т5К10 ГОСТ 22735-77; 2)резцы проходные сборные с углом в плане j =91° с пластинами 25х25х20 из Т5К10 (ОСТ 2И10-1-83); 3)резцы расточные цельные с углом в плане j =95° из Т5К10 (ГОСТ 18063-72)	Штангенциркуль ТУ 2-034-3011-83, калибры-пробки ГОСТ 24853-81	Патрон трехкулач-ковый самоцентрирующий спирально-реечный ГОСТ 2675-80
15	Токарная с ЧПУ	Токарный с ЧПУ Quick-Turn-10N	1)Резцы проходные сборные с углом в плане j =91° с пластинами 20х20х20 из Т5К10 (ОСТ 2И10-1-83); 2) резцы расточные цельные с углом в плане j =95° из Т5К10 (ГОСТ 18063-72)	Штангенциркуль ТУ 2-034-3011-83, гладкие калибры-пробки, ГОСТ 24853-81	Патрон трехкулач-ковый самоцентрирующий клиновой ГОСТ 24351-80
20	Термическая обработка	Индукционная печь
25	Очистная	Очистная установка ОУ6-В
30	Контрольная	Контрольный стол
35	Шлифовальная	Плоскошлифовальный станок ОШ2А26	Круг шлифовальный ПП 80х40х20; 24А 25-Н СМ2 М1 А ГОСТ 2424-83	Микрометр рычажный МР по ГОСТ 4381-80	Приспособление специальное
40	Шлифовальная	Универсально-шлифовальный станок 1000U	Круг шлифовальный ПП 200х32х20; 24А 25-Н С2 М1 А ГОСТ 2424-83	Микрометр рычажный МР по ГОСТ 4381-80	Патрон мембранный ГОСТ 16157-70
45	Шлифовальная	Универсально-шлифовальный станок 1000U	Круг шлифовальный П 20х25х10; 24А 25-Н С2 М1 А ГОСТ 2424-83	Датчик активного контроля БВ-410		Патрон мембранный ГОСТ 16157-70
50	Токарная	Токарно-винторезный станок SUI-50	1) резцы проходные сборные с углом в плане j =91°с пластинами 25х25х20 из КНБ (эльбора) 2) резцы расточные цельные с углом в плане j =95°) из КНБ (эльбора) (ГОСТ 18063-72);	Датчик активного контроля БВ-410		Патрон трехкулач-ковый самоцентрирующий клиновой ГОСТ 24351-80
55	Гидродробеструйная	Гидродробеструйная установка
60	Термическая обработка	Индукционная печь
65	Слесарная	Верстак
70	Контрольная	Контрольный стол		Калибры-пробки, ГОСТ 24853-81, профилограф-профилометр мод.А1, ГОСТ 19299-73, микротвердомер, проверочный лекальный плоский угольник ГОСТ 3749-77; спец. приспособление для контроля радиального биения отверстия.

Расчет операционных размеров

Операционный размер – размер обрабатываемой поверхности, предписанный к выполнению на рассматриваемой операции (переходе).

Значение операционного размера не должно выходить за пределы наименьшего и наибольшего допустимых, разница между которыми равна технологическому допуску. Операционные размеры определяют с помощью операционных припусков на обработку поверхности.

На самую точную поверхность определим припуски расчетно-аналитическим методом, разработанным В.М. Кованом [11]. Согласно этому методу величина минимального припуска должна быть такой, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предыдущих технологических переходах, а также погрешность установки заготовки, возникающая на выполняемом переходе. На остальные поверхности припуски назначаем табличным способом по [11].

Расчет операционных припусков и размеров выполним на диаметр 2Б (поверхность 6). Данная поверхность является формообразующей при холодной объемной штамповке. В таблицу 2.4.3 внесем все данные по технологическим переходам на обработку 2Б, а также рассчитанные припуски.

Таблица 2.4.3

Расчет припусков на обработку диаметра 2Б (Æ25,89^+0,013)

Технологи-ческие переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск 2Zmin, мм	Расчетный размер Dр, мм	Допуск Td, мм	Предельные размеры заготовки		Предельные припуски, мкм
	Rz	h	DS	eу				Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Прокат	80	100	791	110	-	-	-	-	-	-	-
Сверление	50	50	80	90	2×0,9785	24,792	0,21	24,79	24,58	3,08	1,99
Растачивание получистовое	25	25	60	90	2×0,2205	25,233	0,13	25,23	25,10	0,52	0,44
Растачивание чистовое	5	10	40	70	2×0,158	24,792	0,052	25,549	25,497	0,397	0,319
Шлифование чистовое	3,2	5	20	70	2×0,0955	25,740	0,033	25,740	25,707	0,210	0,191
Растачивание тонкое	2,5	5	10	-	2×0,0815	-	0,013	25,903	25,890	0,183	0,163
Итого										4,39	3,103

Определим значение минимального припуска  после каждой операции по формуле:

, (2.4.4)

где R_z^i-1 , h^i-1,мм – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке;

D_i-1 ,мм- суммарное значение пространственных отклонений;

e_уi,мм - погрешность установки.

Значения составляющих формулы (2.4.4) выбираем из [13].

Качество поверхности проката: R_z = 80 мкм, h = 100 мкм.

Качество поверхности после механической обработки:

1) сверление: R_z = 50 мкм, h = 50 мкм;

2) растачивание получистовое: R_z = 25 мкм, h = 25 мкм;

3) растачивание чистовое: R_z = 5 мкм, h = 10 мкм;

4) шлифование чистовое: R_z = 3,2 мкм, h = 5 мкм;

5) растачивание тонкое: R_z = 2,5 мкм, h = 2,5 мкм.

Суммарное значение пространственных отклонений определим по формуле:

 (2.4.5)

где D_к.о. –общая кривизна заготовки (учитывается на первой операции механической обработки);

D_см - величина смещения заготовки, т.к. обработка ведется в патроне за величину смещения принимаем отклонение от соосности.

Общая кривизна заготовки:

 (2.4.6)

где D_к.о. – удельная изогнутость и коробление заготовки, мкм/мм;

l – длина заготовки, мм.

Погрешность установки для однопозиционной обработки:

 (2.4.7)

где e_б – погрешность базирования;

e_з – погрешность закрепления.

Так как при обработке диаметра 2В измерительные и технологические базы совпадают, погрешность базирования e_б = 0 при всех установках заготовки.

Полученные рассчитанные значения элементов припуска внесем в графу табл. 2.4.3 «Элементы припуска».

 

Рассчитанные припуски запишем в графе «Расчетный припуск».

Определим расчётные размеры для каждой операции, кроме первой (так как отверстие предварительно в заготовке не делается).

 Для диаметра Æ25,89: D_6min = 25,890 мм, D_6max = 25,993 мм.

Для последнего перехода расчетный диаметр равен:

 (2.4.8)

Для остальных переходов:

Полученные результаты внесем в графу «Расчетный размер». Допуски, взятые с плана изготовления, заносим в графу «Допуск» табл. (2.4.3).

Наибольшие предельные размеры получаются по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода:

 

Наименьшие предельные размеры:

 (2.4.9)

Полученные значения заносим в графу «Предельные размеры заготовки» табл. 2.4.3 (так как в заготовке нет отверстия, следовательно нет ,и ).

Определим минимальные значения припусков по формуле:

 (2.4.10)

Определим максимальные значения припусков по формуле:

 (2.4.11)

 

Полученные значения заносим в графу «Расчетный припуск» табл. 2.4.3.

Общий номинальный припуск:

 (2.4.12)

где Z_{о min} – общий минимальный припуск; Z_{о min} =3,103мм;

В_з – верхнее отклонения поля допуска размера на заготовке, В_з = 0,65 мм;

В_д - верхнее отклонения поля допуска размера на детали, В_д = 0,013 мм;

Проверим правильность выполнения расчетов:

Все расчеты выполнены верно, в завершение построим схему расположения припусков и операционных размеров на обработку отверстия Æ25,89^+0,013(рис.2.4.1).

Схема расположения припусков и операционных размеров на обработку отверстия Æ25,89^+0,013

Рис. 2.4.1

На остальные поверхности припуски назначим по [11], на поверхности 7…10 припуски те же, что и на 6, т.к. эти поверхности имеют одинаковую точность и все вместе представляют собой так называемую «фигуру» нижней части матрицы штампа.

Расчетные и табличные припуски запишем в таблицу 2.4.3.

Таблица 2.4.3

Расчетные и табличные припуски

Поверхность	Размер, мм	Припуск, мм		Допуск, мм
		табличный	расчетный
1	92,3±0,03	5,78	-	±1,1
2	Æ85,6-0,022	5,78	-	±1,1
3	R0,5	-	-
4	Æ82,2-0,022	5,78	-	±1,1
5	92,3±0,03	5,78	-	±1,1
6	Æ25,89+0,013	4,20	3,766
7	Æ27,86+0,013	4,20	3,766
8	Æ36,8+0,016	4,20	3,766
9	Æ57,2+0,016	4,60	3,766
10	Æ80,6+0,019	4,60	3,766

Выбор режимов резания

Расчет режимов резания выполним табличным способом [14] для операций 10,20,35,40,45,50 для операции 15– по эмпирическим зависимостям [9].

Операция 10 токарная с ЧПУ.

Установ А, переходы 1,2; установ Б переходы 1,2 (наружное точение):

а) глубина резания: t = 3 мм;

б) подача на оборот:

S_о=S_От×К_Sо, (2.4.13)

где S_От - табличная подача на оборот, S_ОT= 0,57 мм/об;

К_Sо – общий поправочный коэффициент на подачу:

К_Sо = К_Sп×К_Sи×K_Sф×K_Sз×K_Sж×K_Sм, (2.4.14)

где К_Sп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности (корка), К_Sп = 0,8;

К_Sи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, К_Sи = 1,0;

K_Sф– коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности,

К_Sф = 1,0;

K_Sз– коэффициент, учитывающий влияние закалки, К_Sз = 0,5;

K_Sж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, К_Sж=0,85;

K_Sм– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали; К_Sм = 1,07;

S_о= 0,57×0,8×1,0×1,0×1,0×0,85×1,07 = 0,41 мм/об.

в) скорость резания:

V = V_т×K_v, (2.4.15)

где V_т – табличное значение скорости резания, V_т = 225 м/мин;

K_V– общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

K_v = K_Vм×K_Vи×K_Vm×K_Vж×K_Vп×K_Vо, (2.4.16)

где К_Vм – коэффициент обрабатываемости материала, К_Vм = 1,0;

К_Vи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, К_Vи = 1,1;

K_Vm– коэффициент, учитывающий вид обработки, К_Vm = 1,45;

K_Vж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы,

К_Vж = 0,85;

K_Vп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, К_Vп = 0,85;

K_Vо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, К_Vо = 1,0;

V = 225× 1,1×1,45×0,85×0,85×0,85×1,0 = 259 м/мин.

г) частота вращения шпинделя:

, (2.4.17)

где V – скорость резания, м/мин;

d – диаметр заготовки (инструмента), мм;

n = 1000×259/3,14×83 = 993 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n =1000 об/мин.

Установ А, переход 3 (сверление):

а) глубина резания: t = 96 мм;

б) подача на оборот:

S_ОT= 0,44 мм/об;

К_Sо = К_Sl× K_Sж ×К_SиK_Sd×K_Sм , (2.4.18)

где К_Sl - коэффициент, учитывающий глубину сверления, К_Sl = 0,9;

K_Sж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, К_Sж=0,85;

К_Sи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, К_Sи = 1,0;

K_Sd– коэффициент, учитывающий тип обрабатываемого отверстия,

К_Sd = 1,0;

K_Sм– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали; К_Sм = 1,0;

S_о= 0,44×0,9×0,85×1,0×1,0×1,0 = 0,34 мм/об.

в) скорость резания:

V = V_т×K_v, (2.4.19)

где V_т – табличное значение скорости резания, V_т = 96 м/мин;

K_V– общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

K_v = K_Vм×K_Vи×K_Vd×K_Vo×K_Vт×K_Vl, (2.4.20)

где К_Vм – коэффициент обрабатываемости материала, К_Vм = 1,0;

К_Vи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, К_Vи = 1,1;

K_Vd– коэффициент, учитывающий вид обработки, К_Vd = 0,9;

K_Vo– коэффициент, учитывающий условия обработки, К_Vo = 1,0;

K_Vm– коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, К_Vm = 1,0;

K_Vl– коэффициент, учитывающий длину сверления, К_Vl = 0,95;

V = 96× 1,0×1,1×0,9×1,0×1,0×0,95 = 82 м/мин.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000×82/3,14×88 = 314 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n =315 об/мин.

Установ Б, переход 3 (растачивание):

а) глубина резания: t = 2 мм;

б) подача на оборот:

S_ОT= 0,41 мм/об;

К_Sп = 0,8; К_Sи = 1,0; К_Sф = 1,0; К_Sз = 1,0; К_Sж=0,85; К_Sм = 1,07;

S_о= 0,41×0,8×1,0×1,0×1,0×0,85×1,07 = 0,29 мм/об.

в) скорость резания:

V_т = 225 м/мин;

К_Vм = 1,0; К_Vи = 1,1; К_Vm = 1,45; К_Vж = 0,85; К_Vп = 0,85; К_Vо = 1,0;

V = 225× 1,1×1,45×0,85×0,85×0,85×1,0 = 259 м/мин.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000×259/3,14×86 = 993 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n =1000 об/мин.

Операция 35 шлифовальная.

Переход 1 (плоское шлифование):

а) глубина резания: t = 0,001 мм;

б) поперечная подача:

S_В=S_Вт×К_SВ, (2.4.21)

вертикальная подача:

S_t=S_tт×К_St, (2.4.22)

K_SB (K_St) = K_M×K_Н×K_В×K_D×K_T×K_lT K_l, (2.4.23)

где S_Вт – табличное значение вертикальной подачи;

S_tт – табличное значение поперечной подачи;

K_м– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали;

К_м = 1,0;

 К_Н - коэффициент, учитывающий ширину детали, К_Н =0,63;

К_В– коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_В = 0,5;

К_D– коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_D = 0,5;

K_T – коэффициент, учитывающий стойкость круга K_T = 0,74;

K_lT – коэффициент, учитывающий точность обработки, K_lT = 0,75;

K_l – коэффициент, учитывающий длину обрабатываемой поверхности, K_l =0,85;

K_SB (K_SB) = 1,0×1,0×0,63×0,5×0,74×0,75 ×0,85=0,15

S_В=0,004×0,15=0,001мм.

S_t=0,013×0,15=0,002 мм.

в) скорость резания:

 V= 30 м/с.

Операция 40 шлифовальная.

Переход 1 (круглое наружное шлифование):

а) глубина резания: t = 0,001 мм;

б) радиальная подача:

S_t=S_tТ×К_St, (2.4.24)

K_St = K_M×K_R×K_D× K_Vк× K_T×K_lT K_h, (2.4.25)

где K_м– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали;

К_м = 1,0;

 К_R - коэффициент, учитывающий ширину детали, К_Н =0,85;

К_D– коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_D = 0,42;

K_Vк – коэффициент, учитывающий скорость круга, K_Vк = 1,0;

K_T – коэффициент, учитывающий стойкость круга, K_T = 0,74;

K_lT – коэффициент, учитывающий точность обработки, K_lT = 0,75;

K_h – коэффициент, учитывающий припуск на обработку, K_h =1,16;

 K_St = 1,0×0,85×0,42×0,74×0,7×1,16 =0,21.

S_t=0,003×0,21=0,001 мм.

в) скорость резания:

 V= 30 м/с.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000 об/мин.

Операция 45 шлифовальная.

Переход 1(внутреннее шлифование):

а) глубина резания: t = 0,005 мм;

б) радиальная подача:

S_В=S_Вт×К_SВ, (2.4.26)

продольная подача:

S_t=S_tт×К_St, (2.4.27)

K_SB (K_St) = K_M×K_D× K_T ×K_Vк× K_h ×K_lT , (2.4.28)

где S_Вт – табличное значение радиальной подачи;

S_tт – табличное значение продольной подачи;

K_м– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали;

К_м = 1,0;

К_D– коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_D = 1,0;

K_T – коэффициент, учитывающий стойкость круга K_T = 0,74;

K_Vк – коэффициент, учитывающий скорость круга, K_Vк = 1,0;

K_h – коэффициент, учитывающий припуск на обработку, K_h =1,16;

K_lT – коэффициент, учитывающий точность обработки, K_lT = 0,75;

K_SB (K_SB) = 1,0×1,0×0,74×1,0×1,16×0,75 ×0,75=0,64

S_В=0,0075×0,64=0,005 мм.

S_t=0,0011×0,64=0,0007 мм.

в) скорость резания: V= 30 м/с.

г) частота вращения шпинделя: n = 1000 об/мин.

Операция 50 токарная.

Установ А, переходы 1,2,3,4; установ Б переходы 1,2,3,4 (наружное точение):

а) глубина резания: t = 0,1 мм;

б) подача на оборот:

 S_ОT= 0,41 мм/об;

К_Sп = 1,0; К_Sи = 1,0; К_Sф = 1,0; К_Sз = 0,5; К_Sж=0,85; К_Sм = 1,07;

S_о= 0,41×1,0×1,0×1,0×0,5×0,85×1,07 = 0,19 мм/об.

в) скорость резания:

 V_т = 296 м/мин;

К_Vм = 1,0; К_Vи = 1,1; К_Vm = 1,45; К_Vж = 0,85; К_Vп = 1,0; К_Vо = 1,0;

V = 296× 1,0× 1,1×1,45×0,85×1,0×1,0 = 472 м/мин.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000×472/3,14×86 = 1747 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n =1750 об/мин.

 Установ Б, переходы 5,6 (растачивание):

а) глубина резания: t = 0,1 мм;

б) подача на оборот:

 S_ОT= 0,41 мм/об;

К_Sп = 1,0; К_Sи = 1,0; К_Sф = 1,0; К_Sз = 0,5; К_Sж=0,85; К_Sм = 1,07;

S_о= 0,41×1,0×1,0×1,0×0,5×0,85×1,07 = 0,19 мм/об.

в) скорость резания:

 V_т = 296 м/мин;

К_Vм = 1,0; К_Vи = 1,1; К_Vm = 1,45; К_Vж = 0,85; К_Vп = 1,0; К_Vо = 1,0;

V = 296× 1,0× 1,1×1,45×0,85×1,0×1,0 = 472 м/мин.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000×472/3,14×86 = 1747 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n =1750 об/мин.

Операция 15 токарная с ЧПУ.

Установ А, переходы 1,3; установ Б, переходы 1,3 (наружное точение):

а) глубина резания:

t = 0,3 мм.

б) подача на оборот:

 S_О= 0,19 мм/об;

в) скорость резания:

, (2.4.29)

где С_V, m, x,y – коэффициент и показатели степени при обработке резцами;

T – стойкость инструмента, мин;

t – глубина резания, мм;

S – подача на оборот шпинделя, мм/об;

, (2.4.30)

где K_MV –коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

K_ПV –коэффициент, учитывающий состояние поверхности;

K_ИV –коэффициент, учитывающий материал инструмента.

.

.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000×132/3,14×86 = 488 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n = 500 об/мин.

Установ А, переходы 2,4; установ Б, переходы 2,4 (наружное точение):

а) глубина резания:

t = 0,2 мм.

б) подача на оборот:

 S_О= 0,19 мм/об;

в) скорость резания:

.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000×124/3,14×86 = 459 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n = 450 об/мин.

Установ Б, переход 5 (растачивание):

а) глубина резания:

 t = 0,3 мм.

б) подача на оборот:

 S_О= 0,19 мм/об;

в) скорость резания:

.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000×132/3,14×86 = 488 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n = 500 об/мин.

Установ Б, переход 6 (растачивание):

а) глубина резания:

 t = 0,2 мм.

б) подача на оборот:

 S_О= 0,19 мм/об;

в) скорость резания:

.

.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000×124/3,14×86 = 459 об/мин.

Принимаем значение частоты вращения шпинделя n = 450 об/мин.

Составим сводную таблицу по режимам резания:

Таблица 2.4.4

Сводная таблица по режимам резания

№	Название		№ перехода	Глубина резания t, мм	Стойкость инструмента T, мин	Подача на оборот So, мм/об	Минутная подача , мм/мин	Скорость резания V, м/мин		Частота вращения шпинделя n, об/мин
10	Токарная с ЧПУ Установ А		1	3	60	0,41	410	259		1000
			2	3	60	0,41	410	259		1000
			3	96	45	0,34	340	82		315
10	Токарная с ЧПУ Установ Б	1		3	60	0,41	410		259		1000
		2		3	60	0,41	410		259		1000
		3		2	60	0,29	290		259		1000
15	Токарная с ЧПУ Установ А	1		0,3	45	0,19	95		132		500
		2		0,2	45	0,19	85,5		124		450
		3		0,3	45	0,19	95		132		500
		4		0,2	45	0,19	85,5		124		450
15	Токарная с ЧПУ Установ Б	1		0,3	45	0,19	95		132		500
		2		0,2	45	0,19	85,5		124		450
		3		0,3	45	0,19	95		132		500
		4		0,2	45	0,19	85,5		124		450
		5		0,3	45	0,19	95		132		500
		6		0,2	45	0,19	85,5		124		450
35	Шлифовальная	1		0,001	120	Поперечная подача 0,001 Вертикальная подача 0,002			30 м/с		1000
40	Шлифовальная	1		0,005	120	Радиальная подача 0,001			30 м/с		1000
45	Шлифовальная	1		0,	120	Поперечная подача 0,005 Радиальная подача 0,0007			30 м/с		1000
50	Токарная Установ А	1		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
		2		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
		3		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
		4		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
50	Токарная Установ Б	1		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
		2		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
		3		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
		4		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
		5		0,1	60	0,19	332,5		472		1750
		6		0,1	60	0,19	332,5		472		1750

Нормирование технологического процесса

Технологический процесс изготовления изделия должен выполняться с наиболее полным использованием технических возможностей средств производства при наименьших затратах времени и наименьшей себестоимости изделий. Для того чтобы оценить затраты времени, необходимо вести нормирование техпроцесса, т.е. иметь данные по нормам времени. Такими нормами могут быть только технически обоснованные нормы времени – установленные для определенных организационно-технических условий на выполнение части технологического процесса, исходя из полного и рационального использования технических возможностей средств технологического оснащения и с учетом передового производственного опыта.

При нормировании техпроцесса изготовлении вставки нижней воспользуемся аналитически-расчетным методом. Он предусматривает определение затрат времени на каждый элемент операции и на операцию в целом по заранее установленным, технически обоснованным нормативам времени и оптимальным режимам работы оборудования.

В серийном производстве, когда обработка заготовки идет периодически повторяющимися партиями, за норму времени принимают штучно-калькуляционное время:

  ( 2.4.31)

где Т_п.з. – подготовительно-заключительное время, мин;

n – объем партии запуска заготовок, n=4 шт;

Т_шт – штучное время, мин.

 ( 2.4.32)

где Т_о – основное технологическое время, мин;

Т_в – вспомогательное время, мин;

Т_об – время обслуживания, мин;

Т_пер – время перерывов в работе, мин.

Основное технологическое время – время, в течение которого происходит непосредственное воздействие инструмента на заготовку и изменение ее состояния. При станочной обработке:

 ( 2.4.33)

где L_р.х. – длина рабочего хода, мм;

i – число рабочих ходов;

S_мин – минутная подача инструмента, мм/мин.

 ( 2.4.34)

где l – длина обрабатываемого участка, мм;

l_вр – длина участка врезаемого инструмента, мм;

l_пер – длина участка перебега инструмента, мм.

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время:

 ( 2.4.35)

При расчете основного технологического времени воспользуемся данными таблицы 2.4.4 , вспомогательное, время обслуживания, время перерывов, подготовительно-заключительное время назначаем по [15]. Штучно-калькуляционное время рассчитываем только на отдельные установы.

Операция 10 токарная с ЧПУ.

Установ А, переход 1:

Установ А, переход 2:

Установ А, переход 3:

Оперативное время на установ А:

Установ Б, переход 1:

Установ Б, переход 2:

Установ Б, переход 3:

Оперативное время на установ Б:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 15 токарная с ЧПУ.

Установ А, переход 1:

Установ А, переход 2:

Установ А, переход 3:

Установ А, переход 4:

Оперативное время на установ А:

Установ Б, переход 1:

Установ Б, переход 2:

Установ Б, переход 3:

Установ Б, переход 4:

Установ Б, переход 5:

Установ Б, переход 6:

Оперативное время на установ Б:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 35 шлифовальная.

 ( 2.4.36)

где n_2х – число двойных ходов стола в мин;

S_2х – подача на двойной ход стола, мм/дв;

К – коэффициент, учитывающий выхаживание и доводку при шлифовании

 К = 1,2…1,5.

Q – число одновременно обрабатываемых деталей.

.

Штучно-калькуляционное время:

Операция 40 шлифовальная.

 ( 2.4.37)

где S_в – вертикальная подача, мм/об;

В_к – ширина шлифовального круга, мм;

n_Д – частота вращения детали, об/мин;

i – число проходов инструмента,

 ( 2.4.38)

где Z – припуск на сторону, мм.

Штучно-калькуляционное время:

Операция 45 шлифовальная.

Штучно-калькуляционное время:

Операция 50 токарная.

Установ А, переход 1:

Установ А, переход 2:

Установ А, переход 3:

Установ А, переход 4:

Оперативное время на установ А:

Операция 50 токарная.

Установ Б, переход 1:

Установ Б, переход 2:

Установ Б, переход 3:

Установ Б, переход 4:

Установ Б, переход 5:

Установ Б, переход 6:

Оперативное время на установ Б:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 55 гидродробеструйная.

По [16]:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 55 токарная (базовый вариант, рассчитывается для дальнейшего расчета экономической эффективности):

Штучно-калькуляционное время:

Занесем рассчитанные нормы времени в сводную таблицу технических норм времени:

Таблица 2.4.6 Сводная таблица технических норм времени

Номер и наименование операции, установа	То	Тв	ТоП	Тоб	Тпер	Тшт	Тп.з.	n	Тш.К.
Операция 10 токарная с ЧПУ	0,49 0,62	0,77 0,77	1,26 1,39	0,156	0,053	2,889	45,1	4	14,169
Операция 15 токарная с ЧПУ	1,44 4,72	1,01 1,01	2,45 5,73	0,573	0,164	8,917	45,1	4	20,197
Операция 35 шлифовальная	1,43	0,65	2,08	0,17	0,04	2,29	29,19	4	9,57
Операция 40 шлифовальная	1,96	0,7	2,66	0,24	0,05	2,95	29,37	4	10,29
Операция 45 шлифовальная	1,12	0,78	1,90	0,17	0,04	2,11	29,37	4	9,45
Операция 50 токарная	1,44 4,5	1,41 1,41	2,85 5,91	1,075	0,307	16,742	33,3	4	25,067
Операция 55 гидродробеструйная	3,0	1,30	4,30	0,3	0,09	4,69	20	4	9,69

Программирование токарной операции

Выполним разработку управляющей программы к станку Quick Turn 10-N для выполнения 6 перехода токарной операции с ЧПУ 15 по [17].

Управляющая программа для системы Н221-М для перехода 6 операции 15 имеет вид:

N061 G26 F106000 M03 S36 T106 (работа в приращениях на подаче 85,5 мм/мин при частоте вращения шпинделя n=450 об/мин резцом Т6)

N062 G01 Z-85000 (перемещение О_ит –28)

N063 X+500 Z-1160 (перемещение 28–29)

N064 X+19000 Z-6000 (перемещение 29–30)

N065 G03 X+2500 Z-2500 J-2500 (перемещение 30–31)

N066 G01 Z-10000 (перемещение 31–32)

N067 X+4105 Z-5000 (перемещение 32–33)

N068 Z-55000 (перемещение 33–34)

N069 X+1475 Z-2000 (перемещение 34–35)

N070 Z-13500 (перемещение 35–36)

N071 X-500 Z-500 (перемещение 36–37)

N072 Z-5000 (перемещение 37–38)

N073 X+12500 (перемещение 38–39)

N074 Z-183400 (перемещение 39–40)

N075 X-35000 (перемещение 40– О_ит)

N076 G40 (отмена коррекции)

N078 M005 (останов шпинделя)

N080 G25 X-999999 (возврат в ноль станка)

N081 G25 Z+999999 (возврат в ноль станка)

Проектирование технологических операций отражено в маршрутной и операционных картах, технологической наладке на операцию 15 токарную с ЧПУ, установ Б и операцию 55 гидродробеструйную: листы 05.М15.277.19.000, 05.М15.277.20.000.