6.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
При проектировании операции механической обработки
необходимо выбрать оборудование, на котором будет проведена операция,
технологическую оснастку (приспособления, режущий и мерительный
инструмент и другие средства), определить содержание технологических
переходов в операции, а также назначить режимы резания и нормы времени.
Выбор оборудования. Оборудование выбирают с учетом размеров
заготовки, обеспечения необходимой точности, шероховатости поверхности и
производительности обработки при наименьшей ее стоимости. Для чистовых
переходов обработки выбор оборудования обусловливается жесткостью,
точностью и быстроходностью.
Тип производства накладывает ограничения на степень универсальности
оборудования. Так, в текстильном машиностроении, где преобладает
мелкосерийное и серийное производство, применяют универсальные станки,
револьверные станки и полуавтоматы. Наблюдается тенденция к широкому
использованию станков с ЧПУ. В массовом производстве широко
распространены специальные и агрегатные станки и автоматические линии
для производства конкретных изделий. Критерием правильности выбора
оборудования является коэффициент загрузки станка во времени.
Выбор приспособления. Выбирая приспособление, учитывают программу
выпуска деталей. В единичном и мелкосерийном производстве текстильных
машин используют универсальные приспособления (тиски, кулачковые
патроны, делительные головки и др.), в серийном —
универсально-наладочные (УНП) и универсально-сборные (УСП)
приспособления, а в крупносерийном и массовом производстве экономически
оправдано применение специальных приспособлений.
Выбор режущего инструмента. При выборе режущего инструмента
следует ориентироваться на стандартный и нормализованный инструмент, и
лишь в необходимых случаях на специальный. Конструкция, размеры и
материал режущей части инструмента определяются видом операции,
материалом заготовки и требованиями точности и шероховатости
поверхности. Основными материалами для режущих инструментов являются
твердые сплавы, быстрорежущие стали, минералокерамические сплавы, а
также синтетические сверхтвердые материалы (алмаз, эльбор, гексанит и
др.). В текстильном машиностроении находят применение резцы, фрезы,
расточные головки и другой инструмент, оснащенный стандартными
неперетачиваемыми пластинками из твердого сплава.
Выбор измерительных средств. Средства измерения выбирают с учетом
соответствия точностных характеристик инструмента точности выполняемого
размера и типа производства. В единичном производстве используют обычно
универсальные измерительные инструменты (штангенциркуль, микрометры,
индикаторный инструмент и др.). В серийном и массовом производстве
применяют калибры и шаблоны, а также приспособления для измерения
погреш-ностеи взаимного расположения поверхностей и автоматические
средства контроля.
Выбор режима обработки. Режим обработки
(режим резания) характеризуется глубиной резания t, подачей S и
скоростью резания v. Эти параметры выбирают или рассчитывают таким
образом, чтобы была достигнута наивысшая производительность при
наименьшей себестоимости технологической операции и заданной точности.
Аналитический расчет режима резания при одноинструментной обработке
производится в следующем порядке.
1. Глубина резания it определяется операционным припуском г. Если
припуск превышает допустимый для данного случая обработки, то назначают
два или более рабочих хода с максимально допустимой глубиной резания.
2. Выбирается режущий инструмент, устанавливается его тип, размер,
материал режущей части и его геометрия.
3. Определяется подача 5 в зависимости от материала, жесткости
заготовки, требуемой точности, состояния поверхностного слоя, требуемой
шероховатости обработанной поверхности, а также от технологических
возможностей станка и режущего инструмента. При черновой обработке
подача лимитируется прочностью и жесткостью элементов технологической
системы, а при чистовой — точностью выполняемого размера и заданной
шероховатостью поверхности. Действительную подачу принимают по паспорту
станка; она должна быть близка к расчетной.
4. Назначается период стойкости Т инструмента, который зависит от
условий его работы. Средние значения периодов стойкости приводятся в
справочной литературе [22].
5. Рассчитывается скорость резания в зависимости от
составляющих режима резания t, S, материала
заготовки и инструмента, стойкости инструмента.
6. По полученной скорости резания определяется
расчетная частота вращения шпинделя станка:
7. По частоте вращения n
рассчитывается фактическая скорость резания (м/мин):
8. По формулам теории резания рассчитывается сила
резания.
Например, при обтачивании главная составляющая силы резания (Н)
9. Определяется эффективная мощность (кВт),
затрачиваемая на резание:
Полученная мощность Nрез не должна превышать
мощности
электродвигателя станка с учетом потерь в передачах.
Определение режима резания при многоинструментной обработке ведут по так
называемому «лимитирующему», наиболее нагруженному инструменту.
При определении режима резания по нормативным материалам порядок расчета
не изменяется, но вместо формул для расчета составляющих S, v используют
табличные значения, корректируемые с учетом измененных условий
обработки, паспортных данных применяемого оборудования и типоразмера
инструмента.
Нормирование операций. Техническую норму
времени определяют на основе расчета режимов резания с учетом передового
опыта и современных достижений техники, технологии и организации
производства. Норму времени определяют расчетным или
опытностатистическим путем на каждую операцию. Норма времени служит
основой для оплаты работы, для определения производственной мощности
рабочего места, участка, цеха, для экономического анализа вариантов
технологического процесса.