Механической

Расчет норм затрат труда на станочных работах при механп ческой обработке материалов производится по формулам (4) и (5). Оперативное время на изготовление одной читали на одном станке при обслуживании его одним рабочим определяется по формуле

^ Oil f.4"WlUI. (11)

где ty, машинное время на изготовление одной детали;

— вспомогательное время, нс перекрываемое машинным временем.

В тех случаях, когда один станок обслуживается несколькими рабочими, при определении нормы времени оперативное время умножается на число рабочих.

Число рабочих, необходимых для обслуживания одного стан­ка. рассчитывается по формуле

і / _ 7 л—Т,„б -4- Т r,.x — f 7 ,a-f- Г от л,, Л%.

————————— , И “/

• ‘ см

где Тл — время занятости всех рабочих, обслуживающих станок.

■на оперативной работе за смену, чел.-мин (оно равно сумме вспомогательного времени перекрываемом и ■но перекрываемого машинным временем);

7’см — продолжительность смены, мин.

Если Чр, рассчитанное но формуле (12). будет выражен не целым числом, то возможны простои рабочих. Для предотвраще­ния простоев можно использовать обслуживание группой рабо­чих нескольких станков.

Машинное время определяется па основе наиболее рациональ­ною режима обработки деталей или режима резания с учетом опыта передовиков.

Резание осуществляется в результате двух движений станка: главного движения и движения подачи. Единицей измерения глав­ною движения является количество оборотов детали (инструмен­та) в минуту или количество двойных ходов. Так как вращение детали (токарные станки) или инструмента (фрезерные и свер­лильные станки) осуществляется в результате вращения шпинде­ля станка, то количество оборотов детали или инструмента равно количеству оборотов шпинделя. Поэтому при нормировании работ в основу расчетов принимается количество оборотов шпинделя станка в минуту, обозначаемое пши (при нормировании строгаль — нмх работ в основу расчетов берется количество двойных ходов в минуту, обозначаемое пли. х).

Подачей S называется величина перемещения режущего инст­румента за одни оборот шпиндели или за одни двойной ход отно­сительно обрабатываемой детали (токарные, сверлильные работы и работы на продольно-строгальных станках) либо величина пе­ремещения обрабатываемой детали относительно режущего инст­румента (фрезерные работы, работа на поперечно-строгальных станках) за тот же период.

При нормировании некоторых работ (например, фрезерных) для расчетов берется минутная подача, т. е. подача за одну ми­нуту, и подача на один зуб многолезвийного инструмента (фре­зы).

Толщина слоя металла, снимаемая с заготовки при механиче­ской обработке, называется припуском на обработку. Он может сниматься с заготовки за один или за несколько проходов инст­румента. Толщина слоя металла, снимаемого за одни проход, т. с. расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, измеренное перпендикулярно к последней, называется глубиной резания и обозначается /роз. Количество проходов обозначается /ар. При постоянной глубине резания количество проходов опре­деляется но формуле

где h — припуск на обработку, мм.

Машинное время определяется на каждый переход процесса обработки детали на данном станке, после чего время всех пере­ходов суммируется и включается в /оп для расчета нормы.

Переходы, выполняемые при ручной подаче (машинно-ручное время), устанавливаются по целевым нормам оперативного вре­мени. Такими переходами являются, например, снятие фасок, цен­тровка валов, проточка канавок, зачистка заусениц.

Машинное время за один переход определяется по следую щей формуле

(I U

где /пов — расчетная длина (на строгальном станке — ширина) обрабатываемом поверхности, .мд/; п, пн — число оборотов шпинделя станка или (для строгальных работ) ДВОЙНЫХ ХОДОВ В минуту Лдв.-б 5 — подача за один оборот (или за двойной ход — 5Л1.Х), мм/оборог;

fпр — количество проходов.

Формула (14) является общей для всех видов станочных ра­бот. При нормировании отдельных видов работ /„он определяется с учетом особенностей этих работ.

Выбор глубины резания, величины подачи и числа оборотов называется выбором режима резания. Определяются эти парамет­ры но нормам режимов резания, эмпирическим или другим фор­мулам таким образом, чтобы обеспечить наименьшее май: шнос время.

При выборе режима резания учитываются: усилия резания, ко­торые будут возникать при выбранных глубине резания и пода­че; экономическая скорость резания, соответствующая выбранным глубине резания и подаче; эффективная мощность, необходимая для реализации данного режима резания. Далее рассмотрены эти факторы на примере токарных работ.

Усилия резания. При резании резец снимает стружку, пере­мещаясь вдоль или поперек обтачиваемой поверхности. Обраба­тываемый металл оказывает сопротивление резанию Р. называе­мое усилием резания. Оно передастся на резей. При продольном точении это усилие принято разлагать на три составляющие:

Р. — вертикальное (тангенциальное) усилие резания, или вер­тикальное давление на резец;

Рх — осевое усилие резания, или усилие подачи;

Ру — радиальное усилие, действующее на резец в поперечном направлении.

Наибольшим является вертикальное усилие резания. Оно за­висит от обрабатываемого материала, глубины резания, подачи, а также от геометрической формы резца. От материала резца оно почтя не зависит. Определяется Р. по эмпирической формуле:

где С„— коэффициент, учитывающий механические свойства

обрабатываемого металла и вид обработки;

У., — показателя степени, характеризующие влияние глу­бины резания и подачи.

Значения С р, X р, У р для разных «материалов установлены опытным путем и лаются в таблицах справочников режимов ре­зания. Индекс р в обозначениях этих величин указывает, что они относятся к формуле усилия резания Р..

Усилия Р г, Ру определяются по аналогичным формулам, по вместо С/;. X р, Урй них берутся величины С„г, X,,л, У Рх II

’ Х Ру ‘ У Ру *

Осевое усилие Р х составляет примерно 0,35—0.50Р., т. е. Рх (0,354-0,50)Р. ; Ру=0ЛР..

Как видно, усилия резания зависят от выбранных глубины резания и подачи. Чем больше глубина резания и подача, тем больше будут усилия резания.

Величины усилии резания, подсчитанные но этим формулам, должны быть не более допускаемых прочностью станка, резца, об­рабатываемой детали и ее крепления. Чрезмерно большое верти­кальное усилие Р. может вызвать прогиб и излом державки резца, при токарной обработке — прогиб детали и даже вырыва­ние се ‘из патрона или из центров. Большое осевое усилие Р , мо­жет вызвать излом зубьев шестерен и других деталей механизма

Р. цon определяются по формулам сопротивления материалов и даются в справочниках режимов резания. Они зависят от разме­ров резцов и обрабатываемых деталей.

Затем определяется фактическое осевое усилие Р г, соответст­вующее 5 и выбранной глубине резания. Сравнив это усилие с усилием, допускаемым станком, определяют правильность вы­бранной подачи.

Полученная таким способом подача может применяться при черновой обработке детали. При чистовом обработке она ограни­чена заданным классом чистоты поверхности, который принимает­ся за основу при выборе величины подачи.

Допускаемое осевое усилие указывается в ‘паспорте станка.

Скорость резания. Между скоростью резания v и числом обо­ротов шпинделя Лшп существует следующая зависимость:

лОп, Ш1 )

V ~ ———— м мин,

1000

где л=3,14;

D — диаметр заготовки, мм.

Как видно, чем больше диаметр заготовки и число оборотов, тем больше скорость резания.

При резании металла в результате трения между резцом, де­талью и стружкой нагревается режущая кромка резца. Чем боль­ше скорость резания, тем больше нагревается резец. В результате нагрева уменьшается твердость режущей кромки, происходит ее пластическая деформация, резец затупляется. Чем больше ско­рость резания, тем чаще приходится затачивать резец.

Частая смена инструмента для заточки и сама заточка требуют дополнительных расходов, что может увеличить себестоимость про­дукции. Следовательно, применение чрезмерно больших скорое ген резания, не соответствующих материалу инструмента и его геоме­трической форме, может увеличить себестоимость обработки дета­лей. При работе на небольших скоростях резания уменьшается ко­личество заточек инструмента, однако увеличивается время обра­ботки, что также может увеличить себестоимость продукции. По­этому скорость резания должна быть такой, при которой себестои­мость продукции, зависящая от времени обработки, количества заточек и стоимости расходуемого инструмента, была бы наимень­шей.

Наиболее экономически выгодное время работы инструмента без заточки называется экономической стойкостью инструмента. Иначе говоря, экономическая стойкость инструмента — это время его работы между двумя заточками, обеспечивающее получение наименьшей себестоимости изготовления детали с учетом расходов на заточку и износ инструмента.

Скорость резания, при которой обеспечивается экономическая стойкость инструмента, называется экономической скоростью реза­ния. Эта скорость берется в основу при выборе режима резания. Экономическая стойкость инструмента зависит от порядка и усло­вий выполнения работы, устанавливаемых с расчетом обеспечить наименьшую себестоимость продукции.

Большое влияние на экономическую стойкость оказывает форма инструмента, стоимость его изготовления, возможность получения точности и чистоты обработки поверхности в заданных пределах. Поэтому в производственной практике задаваемая стойкость инст­румента меняется в больших пределах. Например, для проходных резцов она чаще всего равна 60—90 мин, для фасонных резцов — 120 мин, для зуборезного инструмента — до 800 мин. При много — пнетрументной обработке детали стойкость инструмента увели­чивается.

Для токарных работ, например, экономическая скорость реза­ния при заданных глубине резания и подаче определяется по эм­пирической формуле:

"где С v— коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого металла и материала резца, а так­же от того, применяется или нет охлаждение при обработке;

Г„.гТ экономическая стойкость резца, мин; т показатель степени, зависящий от марки материала резца, а также от того, применяется или йот охла­ждение;

х v, ук показатели степени, зависящие от обрабатываемо­го металла и марки материала резца;

/Сур поправочный коэффициент на условия работы, за­висящий от герметической формы резца и состоянии поверхности заготовки.

Коэффициенты и показатели степени указываются в справоч­никах режимов резания. По формуле (16) определяется скорость резания и при измененной, но сравнению с экономической, стой­кости резца.

Из формулы (16) видно, что скорость резания уменьшается с увеличением подачи или глубины резания. Уменьшается она и с увеличением стойкости инструмента. Усилие резания, наоборот, с увеличением глубины резания и подачи увеличивается. Стойкость инструмента на усилие резания не влияет.

Эффективная мощность. Эффективной мощностью станка №> на­зывается мощность на шпинделе, необходимая для резания при работе со скоростью резания v и вертикальным усилием резания Р.. Определяется она но следующим формулам:

Если скорость резания v из-за ограничения мощностью станка или его числом оборотов при расчете оказывается меньше эконо­мической мощности, то фактически реализуемая мощность опреде­ляется но тем же формулам, но для отличия от эффективной обоз­начается Л^р.

Выбор режима резания. При выборе режима обработки снача­ла определяется глубина резания, после этого — подача, затем — скорость резания и необходимая мощность.

От глубины резания зависит количество проходов /гп,. Из фор­мулы машинного времени (14) видно, что /„ прямо пропорцио­нально количеству проходов. Следовательно, с увеличением коли чества проходов машинное время увеличивается. Кроме того, уве­личивается вспомогательное время (на отвод инструмента, подвод инструмента и т. л.). Это указывает на то, что деталь целесообраз­но обрабатывать за наименьшее количество проходов.

Поэтому при выборе режимов резании необходимо учитывать, что выгоднее работать с большими глубинами резания. Глубина резания может быть увеличена за счет уменьшения подачи. После установления глубины резания подача определяется но формулам усилия резания с учетом допускаемых усилий. При этом pet мен- дуется пользоваться справочниками режимов резания, в которых приводятся таблицы усилий резания в зависимости от глубины резания и подачи.

При чистовой обработке подача ограничивается заданной чи­стотой обработки. В этом случае устанавливается технологически допустимая подача, при которой обеспечивается заданный класс чистоты. Определяется она по таблицам справочников но режимам резания.

Скорость резания устанавливается по формуле экономической скорости при выбранных глубине резания и подаче. Для экономии времени рекомендуется также пользоваться справочниками режи­мов резания, в которых даются величины скорости при ра минных значениях глубины резания и подачи, а также при различны ма­териалах режущего инструмента.

Увеличивать скорость резания за счет уменьшения подачи не рекомендуется. Это приводит к увеличению машинного времени, так как с уменьшением подачи скорость резания увеличивается в меньшей степени, чем уменьшается подача. Для увеличения ско­рости резания при выбранных глубине резания и подаче следует применять инструмент из более стойких материалов, а также бо­лее рациональной геометрической формы.

Установив скорость, необходимо определить число оборотов шпинделя в зависимости от диаметра обрабатываемой детали или от диаметра инструмента. Па некоторые виды работ (например, сверлильные и фрезерные, при которых число оборотов шпинделя при заданной скорости зависит не от диаметра детали, a or диа­метра инструмента) число оборотов шпинделя дается в справоч­никах режимов резания вместе со скоростями.

Величины подач и числа оборотов корректируются но паспорт­ным данным станка. В паспортах станков даются ступени чисел оборотов и подач, которые имеет станок. При расчетах исполь­зуются паспортные число оборотов н подача, наиболее близкие к выбранным. При этом проверяется соответствие режим; реза­ния мощности станка. Если необходимая или эффективная мощ­ность превышает мощность станка, на котором предполагается об­рабатывать деталь, то работа передается на другой, более мощ­ный станок. Если по производственным причинам’этого с*, лати нельзя, то уменьшается скорость или глубина резания.

Уменьшение глубины резания, а следовательно, увеличение ко­личества проходов производится тогда, когда сумма машинного и вспомогательного времен будет не больше, чем при работе с мень­шим количеством проходов при уменьшенной скорости. Вспомога­тельное время рассчитывается но каждому переходу в отдельно

GS

сти. Предварительно составляется перечень переходов в порядке их выполнения с подразделением на отдельные элементы; указывают­ся факторы, влияющие на продолжительность этих элементов. За­тем из таблиц нормативов выбирается время выполнения каждого элемента в отдельности. При этом указываются номера таблиц и позиции нормативов, из которых взято время. После этого анали­зируются затраты времени с целью их сокращения. Например, в результате перестановки выполнения отдельных переходов мо­жет уменьшиться количество изменений режима работы оборудо­вания, если переходы после указанного изменения выполняются с одинаковым режимом. Количество изменений режима может быть уменьшено и тогда, когда экономия машинного времени от смены режима окажется меньше, чем затраты вспомогательного времен» на эту смену.

После анализа затраты суммируются и записываются в техно­лого-нормировочную карту, являющуюся основным документом ДЛЯ установления нормы времени и проведения инструктажа рабо­чих но ее выполнению.

Подготовительно-заключительное время устанавливается по таблицам нормативов на всю партию деталей для каждого вида станочных работ. Оно зависит от способа установки детали, груп­пы станков (высоты центров), количества инструментов, необходи­мых для обработки, количества* переходов в операции и специфи­ческих особенностей настройки (наладки) станка (установка суп­порта под углом, настройка для нарезания резьбы и г. д.). Время обслуживания рабочего места, на отдых и личные надобности оп­ределяется также по нормативам.