Нормирование операций на оборудовании с чпу. Нормирование работ выполняемых на станках с чпу. Многостаночное обслуживание – подходы к расчету времени

Основным путем автоматизации процессов механической обработки деталей мелкосерийного и единичного производства является применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ представляют собой полуавтоматы или автоматы, все подвижные органы которых со­вершают рабочие и вспомогательные движения автоматически по заранее установленной программе. В состав такой программы входят технологические команды и численные значения перемещений рабочих органов станка. Переналадка станка с ЧПУ, включая смену программы, требует незначительного времени, поэтому эти станки наиболее пригодны для автоматизации мелкосерийного производства.

Особенностью нормирования операций механической обработки деталей на станках с ЧПУ является то, что основное время (машинное) и время, связанное с переходом, составляют единую величину Т а - время автоматической работы.станка по программе, составленной технологом-программистом, которое складывается из основного времени автоматической работы станка Т о.а и вспомогательного времени работы станка по программе Т в.а т. е,

Т а = Т о.а + Т в.а;

Т в.а = Т в.х.а + Т oc т

где Li - длина пути, проходимого инструментом или деталью в направлении подачи при обработке 1-го технологического участка (с учетом врезания и перебега); s м - минутная подача на данном участке; i == 1, 2, ..., п - число технологических участков обработки; Т в.х.а - время на выполнение автоматических вспомогательных ходов (подвод детали или инструментов от исходных точек в зоны обработки и отвод, установка инструмента на размер, изменение численного значения и направления подачи); Т ост - время технологических пауз - остановок подачи и вращения шпинделя для проверки размеров, осмотра или смены инструмента.

Время вспомогательной ручной работы Т в не перекрываемое временем автоматической работы станка,

Т в = t уст + t в.оп + t контр,

где t уст - вспомогательное время на установку и снятие детали; t в.оп - вспомогательное время, связанное с выполнением операции; t контр - вспомогательное неперекрываемое время на контрольные измерения детали..

Вспомогательное время на установку и снятие детали массой до 3 кг на токарных и сверлильных станках в самоцентрирующем патроне или оправке. определяется по формуле

t уст = аQ x

для определения вспомогательного времени на установку и снятие деталей в центрах или на центровой оправке токарного станка

t уст = аQ x

для определения вспомогательного времени на установку и снятие деталей в самоцентрирующем или цанговом патроне на токарных и сверлильных станках

t уст = аD в x l у в ы л

для определения вспомогательного времени на установку и снятие деталей на столе или угольнике сверлильного и фрезерного станка

t уст = аQ x N y дет + 0,4(n б -2)

Коэффициенты и показатели степени для определения вспомогательного времени на установку и снятие деталей в тисках сверлильного и фрезерного станка

t уст = аQ x

Вспомогательное время управление станком. (токарные, сверлильные и фрезерные станки)

t в.оп = а + bSХ о, Y о, Z o + сК + dl пл +aT a

Вспомогательное время на контрольные намерения.

t контр =SkD z изм L u

Подготовительно-заключительное время определяется

Т п-з =а+bn н +cP p +dP пп

После расчета Т в производят его корректировку в зависимости от серийности производства. Поправочный коэффициент

k c ер = 4,17 [(Та + Тв) n п + Т п-з ] -0.216 ,

где n п - число обрабатываемых деталей в партии.

Подготовительно-заключительное время определяют как сумму времени: на организационную подготовку; установку, подготовку и снятие приспособлений; наладку станка и инструмента; пробный проход по программе. Основными характеристиками, определяющими подготовительно-заключительное время, являются тип и основной параметр станка, число инструментов, используемых в программе, корректоров, используемых в операции, тип приспособления, число исходных режимов работы станка.

Норма штучного времени на операцию

Т ш = (Т а + Т сер) (1 + (а обс + а от.л)/100].

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности, % от оперативного времени, устанавливают в зависимости от основных параметров станка и детали, занятости рабочего и интенсивности труда. Оно может частично перекрываться временем автоматической работы станка; штучное время в этом случае должно уменьшиться на 3 %.

Автоматизация процесса обработки и вспомогательной работы на станках с ЧПУ создает предпосылки для одновременного обслуживания рабочим-оператором нескольких станков. Выполнение рабочим-оператором функций обслуживания рабочего места на одном из станков обычно приводит к перерывам в работе других обслуживаемых станков. Увеличивается время на отдых в связи с более высокой интенсивностью труда в условиях многостаночного обслуживания. Время оперативной работы в норме штучного времени увеличивается за счет вспомогательного времени на переходы от станка к станку.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

Составитель преподаватель: Фазлова З.М.

Введение

Интенсификация производства, успешное внедрение новейшей техники и технологии требуют совершенствования организации труда, производства и управления, что возможно только на базе технического нормирования.

Нормирование труда - это установление меры затрат труда, тс суммарных общественно необходимых затрат рабочего вре­мени на производство продукции определенной потребительской стоимости для данного периода производственно-технических условий. Важнейшими задачами нормирования труда являются последовательное улучшение организации труда и производства, снижение трудоемкости продукции, поддержание экономически обоснованных соотношений между ростом производительности тру­да и заработной платы. Нормирование труда должно способствовать активному внедрению передового опыта, достижений науки и техники.

Методическая разработка « Нормирование работ, выполняемых на станках с ЧП У» позволя­ет приобрести необходимые навыки установления обоснованной нормы времени на выполнение технологической операции. В нем изложены теоретические основы установления норм времени на технологи­ческую операцию с ЧПУ. В приложении со­держатся основные машиностроительные нормативы по труду.

НОРМИРОВАНИЕ РАБОТ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Основным путем автоматизации процессов механической обработки деталей мелкосерийного и единичного производства является применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ представляют собой полуавтоматы или автоматы, все подвижные органы которых соверши и рабочие и вспомогательные движения автоматически по заранее установленной программе. В ее состав входят технологические команды и численные значения перемещений рабочих органов станка.

Переналадка станка с ЧПУ, включая смену программы, требует незначительного времени, поэтому эти станки наиболее пригодны для автоматизации мелкосерийного производства.

Норма времени на выполнение операций на станках с ЧПУ Н вр состоит из нормы подготовительно-заключительного времени Т пз и нормы штучного времени Т шт:

(1)

Т шт = (Т ц.а + Т в К Тв)
(2)

где n - количество деталей в изготавливаемой партии;

Т ц.а - время цикла автоматической работы станка по программе, мин;

Т в - вспомогательное время, мин;

К Тв - поправочный коэффи­циент на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей;

а тех, а орг, а отл - время на технологическое и организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности при одностаночном обслуживании, % от оперативного времени.

Время цикла автоматической работы станка по программе рас­считывают по формуле

Т ц.а = Т о + Т мв (3)

где Т о - основное (технологическое) время на обработку одной детали, мин:

Т о = (4)

L i - длина пути, проходимого инструментом или деталью в направлении подачи при обработке технологического участка (с учетом врезания и перебега);

s м - минутная подача на данном технологическом участке, мм/мин;

Т мв - машинно-вспомогательное время по программе (на подвод и отвод детали или инструмента от исходных точек в зоны обработки, установку инструмента на размер, смену инструмента, изменение величины и направления подачи, время технологических пауз (остановок) и т.п.), мин.

Вспомогательное время определяют следующим образом:

Т в = Т в.у + Т в.оп + Т в.изм (5)

где Т в.у - время на установку и снятие детали, мин;

Т в.оп - вспомогательное время, связанное с опера­цией (не вошедшее в управляющую программу), мин;

Т в. изм - вспомогательное не перекрываемое время на измерение, мин.

Нормативы времени на установку и снятие детали определяются по видам приспособлений в зависимости от типов станков и предусматривают наиболее распространенные способы установки, выверки и крепления деталей в универсальных и специ­альных зажимах и приспособлениях.

Вспомогательное время, связанное с операцией, подразделя­ется:

а) на вспомогательное время, связанное с операцией, не во­шедшее во время цикла автоматической работы станка по про­грамме;

б) машинно-вспомогательное время, связанное с переходом, включенное в программу, относящееся к автоматической вспо­могательной работе станка.

Необходимые размеры деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, обеспечиваются конструкцией станка или режущего ин­струмента и точностью их настройки. В связи с этим время на контрольные измерения должно включаться в норму штучного времени только в том случае, если это предусмотрено техноло­гическим процессом, и оно не может быть перекрыто временем цикла автоматической работы станка по программе.

Время на обслуживание рабочего места определяется по нор­мативам и типоразмерам оборудования с учетом одностаночного и многостаночного обслуживания в процентах от оперативного времени.

Время на отдых и личные надобности при обслуживании од­ним рабочим одного станка отдельно не выделяется и учтено во времени на обслуживание рабочего места.

Нормативы подготовительно-заключительного времени рас­считаны на наладку станков с ЧПУ для обработки деталей по вне­дренным управляющим программам и не включают действия по дополнительному программированию непосредственно на рабо­чем месте (кроме станков, оснащенных оперативными система­ми программного управления).

Нормы штучного времени на размерную настройку режущего инструмента вне станка предназначены для нормирования работ по настройке режущего инструмента для станков с ЧПУ, кото­рая производится слесарями-инструментальщиками вне станка в специально оборудованном помещении с помощью специаль­ных приборов.

ТИПОВАЯ ЗАДАЧА С РЕШЕНИЕМ

Исходные данные: деталь - вал (рис.1); материал - сталь 30Г; точность обработки поверхностей 1,2,3 - IT 10; ше­роховатость обработки поверхностей 1, 2 Ra 5; 3 - Ra 10.

Заготовка: метод получения - штамповка (обычной точно­сти IT 16); состояние поверхности - с коркой; масса 4,5 кг; при­пуск на обработку поверхности: 1 - 6 мм; 2 - 4 мм; 3 - 5 мм.

Станок: модель 16К20ФЗ. Паспортные данные:

частота вра­щения шпинделя п (об./мин): 10; 18; 25; 35,5; 50; 71; 100; 140; 180; 200; 250; 280; 355; 500; 560; 630; 710; 800; 1000; 1400; 2000;

диапазон подач s м (мм/мин)

по оси координат х - 0,05...2800;

по оси координат z - 0,1...5600;

наибольшая сила, допускаемая механизмом продольной подачи, - 8000 Н, меха­низмом поперечной подачи - 3600 Н;

мощность привода главного движения - 11 кВт;

диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя постоянной мощности - 1500...4500 об./мин.

Операция: базирование в центрах, с установкой поводка на по­верхности.

1. Выбор стадий обработки.

Определяются необходимые стадии обработки. Для получения размеров детали, соответствующих квалитету 10, из заготовки квалитета 16 необходимо вести обработку в три стадии: черно­вую, получистовую и чистовую.

2. Выбор глубины резания.

Определяется минимально необходимая глубина резания для получистовой и чистовой стадии обработки (прил. 5).

При чистовой стадии обработки для поверхности 1, диаметр которой соответствует интервалу размеров 8...30 мм, рекомен­дуется глубина резания t = 0,6 мм; для поверхности 2, диаметр которой соответствует интервалу размеров 30...50 мм, t = 0,7 мм; для поверхности 3, диаметр которой соответствует интервалу раз­меров 50...80 мм, t = 0,8 мм.

Аналогично при получистовой стадии обработки для поверх­ности / рекомендуется t = 1,0 мм; для поверхности 2 - t - 1,3 мм; для поверхности 3 - t = 1,5 мм.

Рисунок 1 - Эскиз вала и траектория движения инструментов

Глубина резания для черновой стадии обработки определяется исходя из общего припуска на обработку и суммы глубин резания чистовой и получистовой стадии обработки: для поверхности 1 - t = 4,4 мм; для поверхности 2 - t = 2,0 мм; для поверхности 3 - t = 2,7 мм. Выбранные значения заносятся в таблицу 1.

Таблица 1 – Определение режима резания

Величина режима резания	Стадия обработки поверхностей
	Черновая			Получистовая			Чистовая
Глубина резания t, мм
Табличная подача s от, мм/об
Принятая подача s пр, мм/об
Табличная скорость резания V т, м/мин
Скорректированная скорость резания V, м/мин
Фактические обороты шпинделей n ф, м/мин
Фактическая скорость резания V ф, м/мин
Табличная мощность резания N т, кВт
Фактическая мощность резания N, кВт
Минутная подача s м, мм/мин

3. Выбор инструмента.

На станке 16К20ФЗ используют резцы с сечением державки 25 х 25 мм, толщина пластины 6,4 мм.

Исходя, из условий обработки принимается трехгранная фор­ма пластина с углом при вершине
° из твердого сплава Т15К6 для черновой и получистовой стадий обработки и Т30К4 - для чистовой стадии (прил. 3).

Нормативный период стойкости: Т = 30 мин.

4. Выбор подачи.

4.1. Для черновой стадии обработки подачу выбирается по прил. 3.

Для поверхности 1 при точении детали с диаметром до 50 мм и глубиной резания t = 4,4 мм рекомендуется подача s от =0,35 мм/об. Для поверхностей 2 и 3 соответственно рекоменду­ется подача s от =0,45 мм/об. и s от =0,73 мм/об.

По прил. 3 определяются поправочные коэффициенты на пода­чу в зависимости от инструментального материала К s и = 1,1 и способа крепления пластины K sp = 1,0.

4.2. Для получистовой стадии обработки значения подач опре­деляются по прил. 3 аналогичным образом: для поверхностей 1 и 2 s от =0,27 мм/об., поверхности 3 s от =0,49 мм/об.

Поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от ин­струментального материала K s и = 1,1, способа крепления плати­ны K sp = 1,0.

По прил. 3 определяем поправочные коэффициенты на подачу черновой и получистовой стадий обработки для из­мененных условий обработки: в зависимости от сечения дер­жавки резца К s д = 1,0; прочности режущей части K s л = 1,05; механических свойств обрабатываемого материала К s и = 1,0; схемы установки заготовки К у =0,90; состояния поверхности за­готовки K s п =0,85; геометрических параметров резца K sp =0,95; жесткости станка K sj = 1,0.

Окончательно подача черновой стадии обработки опреде­ляется:

Для поверхности 1

s пр1 =0,35·1,1·1,0·1,0·1,05·1,0·0,9·0,85·0,95·1,0 = 0,29 мм/об.;

Для поверхности 2

s пр2 =0,45·1,1·1,0·1,0·1,05·1,0·0,9·0,85·0,95·1,0 = 0,38 мм/об.;

Для поверхности 3

s пр3 = 0,73·1,1·1,0·1,0·1,05·1,0·0,9·0,85·0,95·1,0 = 0,61 мм/об.

Аналогично рассчитывается подача получистовой стадии обра­ботки:

для поверхностей 1 и 2 s пр1,2 = 0,23 мм/об.;

для поверхно­сти 3 s пр3 = 0,41 мм/об.

для поверхности 1 s от1 =0,14 мм/об.,

для поверхности 2 s от2 =0,12 мм/об.,

для поверхности 3 s от3 =0,22 мм/об.

По прил. 3 определяются поправочные коэффициенты на по­дачу чистовой стадии обработки для измененных условий: в за­висимости от механических свойств обрабатываемого материала К s = 1,0; схемы установки заготовки К у =0,9; радиуса вершины резца K st = 1,0; квалитета точности обрабатываемой детали l 4 = 1,0. Окончательно подача чистовой стадии обработки определяется:

для поверхности 1 s пр = 0,14·1,0·0,9·1,0·1,0 = 0,13 мм/об.,

для поверхности 2 s п p = 0,12·1,0·0,9·1,0·1,0 = 0,11 мм/об.,

Для поверхности 3 s п p = 0,22·1,0·0,9·1,0·1,0 = 0,20 мм/об

Рассчитанные значения подач чистовой стадии обработки по­верхностей заносятся в табл. 1.

5. Выбор скорости резания.

При черновой стадии обработки легированной стали с кор­кой с глубиной резания t = 4,4 мм и подачей s пр = 0,29 мм/об. скорость резания для поверхности 1 V т = 149 м/мин; с глубиной резания t = 2,0 мм и подачей s п p =0,38 мм/об. скорость резания для поверхности 2 V т = 159 м/мин; с глубиной резания t = 2,7 мм и подачей s пр = 0,61 мм/об. скорость резания для поверхности 3 V т = 136 м/мин.

По прил. 8, 9 выбираются поправочные коэффициенты для черновой стадии обработки в зависимости от инструментального материала: для поверхности 1 К ин = 1,0, для поверхностей 2 и 3 К ин =0,95.

Окончательно скорость резания для черновой стадии обра­ботки составит:

для поверхности 1 V 1 = 149·0,85= 127 м/мин;

для поверхности 2 V 2 = 159·0,81 = 129 м/мин;

для поверхности 3 V 3 = 136·0,98 = 133 м/мин.

5.2. При получистовой стадии обработки стали легированной без корки с глубиной резания t до 3,0 мм и подачей s п p = 0,23 мм/об. скорость резания для поверхностей 1 и 2 - V T = 228м/мин; с глуби­ной резания t = 1,5 мм и подачей s пр =0,41мм/об. скорость резания для поверхности 3 - V т = 185 м/мин.

Поправочный коэффициент для получистовой стадии обра­ботки в зависимости от инструментального материала K v = 0,95.

По прил. 8, 9 выбираются остальные поправочные коэффициен­ты на скорость резания при черновой и получистовой стадиях обработки для измененных условий:

в зависимости от группы обрабатываемости материала К v с = 0,9;

вида обработки K vo = 1,0;

жесткости станка K vo = 1,0;

механических свойств обрабатывае­мого материала К v м = 1,0; геометрических параметров резца:

для поверхностей 1 и 2 К v ф =0,95, для поверхности 3 К v ф = 1,15; пе­риода стойкости режущей части К v Т = 1,0;

наличия охлаждения К v ж = 1,0.

Окончательно скорость резания при черновой стадии обработки определяется:

для поверхности 1 и 2 V 1,2 = 228 · 0,81 = 185 м/мин;

для поверхности 3 V 3 = 185 · 0,98 = 181 м/мин.

5.3. Скорость резания для чистовой стадии обработки опре­деляется по прил. 8, 9:

при t = 0,6 мм и s п p =0,13 мм/об. для по­верхности 1 V T =380 м/мин;

при t = 0,7мм и s п p =0,11 мм/об. для поверхности 2 V T =327 м/мин;

при t = 0,8 мм и s п p =0,2 мм/об. V Т =300 м/мин.

По прил. 8, 9 определяется поправочный коэффициент на скорость резания для чистовой стадии обработки в зависимости от инструментального материала; K V н =0,8. Поправочные коэф­фициенты для чистовой стадии численно совпадают с коэффи­циентами для черновой и получистовой стадий.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания при чистовой стадии обработки: K v = 0,68 - для поверхностей 1 и 2; K v = 0,80 - для поверхности 3.

Окончательно скорость резания на чистовой стадии:

для поверхности 1 V 1 = 380·0,68 = 258 м/мин;

для поверхности 2 V 2 = 327·0,68 = 222 м/мин;

для поверхности 3 V 3 = 300·0,80 = 240 м/мин.

Табличные и скорректированные значения скорости резания заносятся в табл. 1.

5.4. Частота вращения шпинделя по формуле

При черновой стадии обработки поверхности 1

n = =1263 об./мин.

Принимается частота вращения, имеющуюся на станке, n ф = = 1000 об./мин. Тогда фактическая скорость резания определяется по формуле:

V ф = = 97,4 м/мин.

Расчет частоты вращения шпинделя, корректировку ее по пас­порту станка и расчет фактической скорости резания для осталь­ных поверхностей и стадий обработки проводятся аналогично. Результаты расчетов сведены в табл. 1.

Так как станок 16К20ФЗ оснащен автоматической коробкой скоростей, то принятые значения частот вращения шпинделя задаются непосредственно в управляющей программе. Если ис­пользуемый станок имеет ручное переключение частоты враще­ния шпинделя, в управляющей программе необходимо преду­смотреть технологические остановки для переключения или за­давать для всех поверхностей и стадий обработки наименьшую из рассчитанных частоту вращения.

5.5. После расчета фактической скорости резания для чисто­вой стадии обработки корректируется подача в зависимости от ше­роховатости обработанной поверхности.

По прил. 8, 9 для получения шероховатости не более Ra 5 при обработке конструкционной стали со скоростью резания V ф = 100 м/мин резцом с радиусом при вершине r в = 1,0 мм реко­мендуется подача s от =0,47 мм/об.

По прил. 8, 9 определяются поправочные коэффициенты на подачу, шероховатости обработанной поверхности для измененных условий: в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К s =1,0;

инструментального материала К s и = 1,0;

вида обработки К s о =1,0;

наличия охлаждения К s ж =1,0.

Окончательно максимально допустимая подача по шероховатости для чистовой стадии обработки поверхностей 1 и 2 определяется по формуле

s о =0,47·1,0·1,0·1,0·1,0=0,47 мм/об.

Подачи для чистовой стадии обработки поверхностей 1 и 2, рассчитанные выше, не превышают этого значения.

Ни одно из рассчитанных значений не превышает мощности привода главного движения станка. Следовательно, установленный режим резания по мощности осуществим (расчет не приводится).

6. Определение минутной подачи .

Минутную подачу по формуле

s м = n ф s о

При черновой стадии обработки для поверхности 1

s м = 1000 · 0,28 = 280 мм/мин.

Значения минутной подачи для остальных поверхностей и стадий обработки рассчитываются аналогично и наносим в табл. 1.

7. Определение времени автоматической работы станка программе.

Время автоматической работы станка по программе по общей части.

Для станка I6ВТ2ОФЗ время фиксации револьверной головки Т иф = 2 с и время поворота револьверной головки на одну позицию Т ип = 1.

Результаты расчета приведены в табл. 2.

8. Определение нормы штучного времени.

8.1. Норма штучного времени определяется по формуле (2)

8.2. Вспомогательное время складывается из составляющих, выбор которых осуществляется по 1-й части нормативов (формула(5)). Вспомогательное время на установку и снятие детали Т в.у = 0,37 мин (прил.12).

Вспомогательное время, связанное с операцией, Т в.оп содержит в себе время на включение и выключение станка, на проверку возврата инструмента в заданную точку после обработки, на установку и снятие щитка, предохраняющего от забрызгивания эмульсией (прил. 12, 13):

Т в.оп = 0,15+0,03=0,15 мин.

Вспомогательное время а контрольные измерения содержит время на два замера односторонней предельной скобой, четыре замера штангенциркулем и одно измерение простым фасонным шаблоном (прил. 18):

Т в.из =(0,045+0,05)+(0,11+0,13+0,18+0,21)+0,13=0,855 мин.

8.3. Время автоматической работы станка по программе рассчитано на каждом участке траектории инструментов и сведено в табл. 2.

Таблица 2 – Время автоматической работы станка по программе

Продолжение таблицы 2

Участок траектории (номера позиций инструментов предыдущего и рабочего положений)	Перемещение по оси Z, мм	Перемещение по оси X, мм	Длина i-го участка траектории инструмента	Минутная подача на i-м участке	Основное время автоматической работы станка по программе	Машинно-вспомогательное время
Инструмент № 2 – инструмент № 3
Инструмент № 3 – инструмент № 4

8.4. Окончательное время цикла автоматической работы станка по программе

Т ц.а =2,743+0,645 = 3,39 мин.

8.5. Суммарное вспомогательное время

В =0,37+0,18+0,855 = 1,405 мин.

8.6. Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности составляет 8 % от оперативного времени (прил. 16).

8.7. Окончательно норма штучного времени:

Т шт = (3,39+ 1,405) (1+0,08) = 5,18 мин.

9. Подготовительно-заключительное время.

Подготовительно-заключительное время определяем по формуле

Т пз = Т пз1 + Т пз2 + Т пз3 + Т п.обр.

Время на организационную подготовку: Т пз1 = 13 мин,

время на наладку станка, приспособления, устройства числового программного управления

Т пз2 = 4,0 + 1,2 +0,4+0,8+0,8 + 1,0 + 1,2 + 1,2 + 2,5+0,3 =13,4 мин;

время на пробную обработку детали

Т пр.обр = 2,2 + 0,945 = 3,145 мин.

Общее подготовительно-заключительное время

Т пз = 13 + 13,4 + 3,145 = 29,545 мин.

10. Размер партии деталей

n = N/S,

где S - число запусков в год.

Для среднесерийного производства S = 12, следовательно,

n = 5000/12=417.

11. Штучно-калькуляционное время

Т шт.к = Т шт + Т пз / n = 5,18+29,545/417 = 5,25мин.

Применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ) является одним из главных направлений автоматизации обработки металлов резанием, позволяет высвободить большое число универсального оборудования, а также улучшить качество продукции и условия труда станочников. Принципиальное отличие этих станков от обычных заключается в задании программы обработки в математической форме на специальном программоносителе.

Норма времени на операции , выполняемые на станках с ЧПУ при работе на одном станке, состоит из нормы подготовительно-заключительного времени и нормы штучного времени:

Подготовительно-заключительное время определяется по формуле

Т пз = Т пз1 + Т пз2 + Т пр.обр

Норма штучного времени рассчитывается по формуле

Т ц. а = Т о + Т мв,

Основное (технологическое) время рассчитывается исходя из режимов резания, которые определяются по Общемашиностроительным нормативам времени и режимов резания для нормирования работ , выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Согласно этим нормативам конструкцию и материал режущей части инструмента выбирают в зависимости от конфигурации обрабатываемой детали, стадии обработки, характера снимаемого припуска, обрабатываемого материала и др. Предпочтительно применение инструмента, оснащенного пластинками из твердого сплава (если нет технологических или других ограничений по их применению). К таким ограничениям относятся, например, прерывистая обработка жаропрочных сталей, обработка отверстий малых диаметров, недостаточная скорость вращения детали и др.

Глубина резания для каждой стадии обработки выбирается таким образом, чтобы обеспечить устранение погрешностей обработки и дефектов поверхности, появившихся на предыдущих стадиях обработки, а также компенсировать погрешности, возникающие на выполняемой стадии обработки.

Подача для каждой стадии обработки назначается с учетом размеров обрабатываемой поверхности, заданной точности и шероховатости обрабатываемого материала и выбранной на предыдущем этапе глубины резания. Выбранная для черновой и получистовой стадии обработки подача проверяется по прочности механизма станка. Если она не удовлетворяет этим условиям, ее снижают до величины, допустимой прочностью механизма станка. Подача, выбранная для чистовой и отделочной стадий обработки, проверяется по условию получения требуемой шероховатости. Окончательно выбирается меньшая из подач.

Скорость и мощность резания выбираются в соответствии с ранее определенными параметрами инструмента, глубиной резания и подачей.

Режим резания на черновых и получистовых стадиях проверяется по мощности и крутящему моменту станка с учетом его конструктивных особенностей. Выбранный режим резания должен удовлетворять условиям:

N <= N э и 2М <= 2М ст,

где	N	-	мощность, требуемая при резании, кВт;
	N э	-	эффективная мощность станка, кВт;
	2М	-	двойной крутящий момент при резании, Нм;
	2М ст	-	двойной крутящий момент на шпинделе станка, допустимый станком по прочности механизма или мощности электродвигателя, Нм.

Двойной крутящий момент при резании определяется по формуле

Если выбранный режим не отвечает указанным условиям, необходимо установленную скорость резания снизить соответственно величине, допустимой мощности или крутящим моментом станка.

Вспомогательное время, связанное с выполнением операции на станках с ЧПУ, предусматривает выполнение комплекса работ :

1. связанных с установкой и снятием детали: "взять и установить деталь", "выверить и закрепить"; "включить и выключить станок"; "открепить, снять деталь и уложить в тару"; "очистить приспособление от стружки", "протереть базовые поверхности салфеткой";
2. связанных с выполнением операций, не вошедших во время цикла автоматической работы станка по программе: "включить и выключить лентопротяжный механизм"; "установить заданное взаимное положение детали и инструмента по координатам X, Y, Z и в случае необходимости произвести подналадку"; "проверить приход инструмента или детали в заданную после обработки точку"; "продвинуть перфоленту в исходное положение".

В общем виде вспомогательное время определяется по формуле

Т в = Т в.у + Т в.оп + Т в.изм,

Вспомогательное время на контрольные измерения включается в норму штучного времени только в том случае, если это предусмотрено технологическим процессом, и только тогда, когда оно не может быть перекрыто временем цикла автоматической работы станка.

Поправочный коэффициент (К t в) на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей определяется из табл. 12.7.

Таблица 12.7. Поправочные коэффициенты на вспомогательное время в зависимости от размера партии обрабатываемых деталей в серийном производстве. Карта №1

№ позиции	Оперативное время (Т ц.а + Т в) мин., до	Тип производства
		Мелкосерийное			Среднесерийное
		Количество деталей в партии, шт.
		6	10	16	25	40	63	100	160	250
1	4	1,52	1,40	1,32	1,23	1,15	1,07	1,00	0,93	0,87
2	8	1,40	1,32	1,23	1,15	1,07	1,10	0,93	0,87	0,81
3	30 и более	1,32	1,23	1,15	1,07	1,00	0,93	0,87	0,81	0,76
Идекс		а	б	в	г	д	е	ж	з	и

Техническое обслуживание рабочего места предусматривает выполнение следующих

Лекция 6. Нормирование работ, выполняемых на станках с числовым программным управлением

Нормирование работ, выполняемых на станках с числовым программным управлением

Применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ) является одним из главных направлений автоматизации обра­ботки металлов резанием, позволяет высвободить большое число уни­версального оборудования, а также улучшить качество продукции и условия труда станочников. Принципиальное отличие этих станков от обычных заключается в задании программы обработки в математи­ческой форме на специальном программоносителе.

Норма времени на операции, выполняемые на станках с ЧПУ при работе на одном станке, состоит из нормы подготовительно-заключительного времени и нормы штучного времени:

Подготовительно-заключительное время определяется по формуле:

где Т пз - время на наладку и настройку станка, мин.;

Т пз1 - время на организационную подготовку, мин.;

Т пз2 - время на наладку станка, приспособления, инструмента, программных устройств, мин.;

Т пр.обр - время на пробную обработку.

Норма штучного времени рассчитывается по формуле:

Т ц.а - время цикла автоматической работы станка по программе, мин.;

К t в поправочный коэффициент на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей.

где Т о - основное (технологическое) время на обработку одной детали, мин.;

Т мв - машинно-вспомогательное время по программе (на подвод детали или инструмента от исходных точек в зоны обработки и отвод; установка детали на размер, смену инструмента, изменение величины и направления подачи, время технологических пауз и т.п.), мин.

L i - длина пути, проходимого инструментом или деталью в направлении подачи при обработке i-ro технологического участка (с учетом времени врезания и перебега), мм;

S mi - минутная подача на данном технологическом участке, мм/мин.;

i=1,2…n - число технологических участков обработки.

Основное (технологическое) время рассчитывается исходя из режимов резания, которые определяются по Общемашинострои­тельным нормативам времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с чис­ловым программным управлением. Согласно этим нормативам конст­рукцию и материал режущей части инструмента выбирают в зависи­мости от конфигурации обрабатываемой детали, стадии обработки, характера снимаемого припуска, обрабатываемого материала и др. Предпочтительно применение инструмента, оснащенного пластинка­ми из твердого сплава (если нет технологических или других ограни­чений по их применению). К таким ограничениям относятся, напри­мер, прерывистая обработка жаропрочных сталей, обработка отверстий малых диаметров, недостаточная скорость вращения детали и др.

Глубина резания для каждой стадии обработки выбирается таким образом, чтобы обеспечить устранение погрешностей обработки и дефектов поверхности, появившихся на предыдущих стадиях обра­ботки, а также компенсировать погрешности, возникающие на выпол­няемой стадии обработки.

Подача для каждой стадии обработки назначается с учетом разме­ров обрабатываемой поверхности, заданной точности и шероховатости обрабатываемого материала и выбранной на предыдущем этапе глубины резания. Выбранная для черновой и получистовой стадии обработки пода­ча проверяется по прочности механизма станка. Если она не удовлетво­ряет этим условиям, ее снижают до величины, допустимой прочностью механизма станка. Подача, выбранная для чистовой и отделочной стадий обработки, проверяется по условию получения требуемой шероховато­сти. Окончательно выбирается меньшая из подач.

Скорость и мощность резания выбираются в соответствии с ранее определенными параметрами инструмента, глубиной резания и подачей.

Режим резания на черновых и получистовых стадиях проверяет­ся по мощности и крутящему моменту станка с учетом его конструк­тивных особенностей. Выбранный режим резания должен удовлетво­рять условиям:

где N - мощность, требуемая при резании, кВт;

N э - эффективная мощность станка, кВт;

2М - двойной крутящий момент при резании, Нм;

2М ст - двойной крутящий момент на шпинделе станка, допустимый станком по прочности механизма или мощности электродвигателя, Нм.

Двойной крутящий момент при резании определяется по формуле:

P z - главная составляющая силы резания, Н;

D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Если выбранный режим не отвечает указанным условиям, необ­ходимо установленную скорость резания снизить соответственно вели­чине, допустимой мощности или крутящим моментом станка.

Вспомогательное время, связанное с выполнением операции на станках с ЧПУ, предусматривает выполнение комплекса работ:

а) связанных с установкой и снятием детали: «взять и установить деталь», «выверить и закрепить»; «включить и выключить станок»; «открепить, снять деталь и уложить в тару»; «очистить приспособление от стружки», «протереть базовые поверхности салфеткой»;

б) связанных с выполнением операций, не вошедших во время цикла автоматической работы станка по программе: «включить и выключить лентопротяжный механизм»; «установить заданное взаимное положение детали и инструмента по координатам X, Y, Z в случае необходимости произвести подналадку»; «проверить приход инструмента или детали в заданную после обработки точку»; «продвинуть перфоленту в исходное положение».

В общем виде вспомогательное время определяется по формуле:

где Т в.у - время на установку и снятие детали вручную или подъемником, мин.;

Т в.оп - вспомогательное время, связанное с операцией (не вошедшей в управляющую программу), мин.;

Т в.изм - вспомогательное неперекрываемое время на измерения, мин.

Вспомогательное время на контрольные измерения включается в норму штучного времени только в том случае, если это предусмотре­но технологическим процессом, и только тогда, когда оно не может быть перекрыто временем цикла автоматической работы станка.

Поправочный коэффициент (К t в) на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей определяется из табл. 4.7.

Таблица 4.7

Поправочные коэффициенты на вспомогательное время в зависимости от размера партии обрабатываемых деталей в серийном производстве

Поправочные коэффициенты на вспомогательное время в зависимости Карта №1

от размера партиии обрабатываемых деталей в серийном производстве

№ позиции	Оперативное время(Тца+Тв),мин.,до	Тип производства
Мелкосерийное	Среднесерийное
Количество деталей в партии, шт.
		1,52	1,40	1,32	1,23	1,15	1,07	1,00	0,93	0,87
		1,40	1,32	1,23	1,15	1,07	1,00	0,93	0,87	0,81
	30 и более	1,32	1,23	1,15	1,07	1,00	0,93	0,87	0,81	0,76
Индекс		а	б	в	г	д	е	ж	з	и

Техническое обслуживание рабочего места предусматривает выполнение следующих работ:

· смену инструмента (или блока с инструментом) вследствие его затупления;

На операцию, выполняемую на станке с ЧПУ (015) нормы времени рассчитаем по методике, приведенной в литературе ч.1, а на остальные операции по укрупненной методике, приведенной в литературе .

Штучное время определяют по формуле:

где Т ц.а. - время цикла автоматической работы станка по программе, мин. Включает в себя основное время Т о работы станка по заданной программе и Т м.в. машинно-вспомогательное время.

Т ца = УТ мв + УТ о (1.68)

Вспомогательное время определяется, как сумма времени на установку и снятие детали, времени на закрепление и открепление детали, времени на измерение детали и времени на управление станком.

Т в =Т ус +Т в.оп. +Т в.изм (1.69)

где Т ус - время на установку и снятие детали, мин;

Т в.оп. - вспомогательное время, связанное с операцией. Включает в себя время на управление, установку и снятие щитка, предохраняющего от разбрызгивания эмульсией при обработке, проверка возврата инструмента в заданную точку после обработки, мин;

Т из - время на измерение детали. Данное время исключается из расчета, так как перекрывается обработкой станка по программе для станков с ЧПУ, мин.

Время на обслуживание рабочего места слагается из времени отдых, на организационное обслуживание и времени на техническое обслуживание рабочего места.

Т тех - время на техническое обслуживание рабочего места.

Состоит из: времени на подналадку и регулировку станка во время работы; времени на смену затупившегося инструмента; времени на удаление стружки в процессе работы. Находится в процентном соотношении от оперативного времени.

Т орг - организационное обслуживание рабочего мест.

Состоит из: времени на раскладку инструмента в начале работы и уборку его по окончанию смены; время на осмотр и опробование станка в начале смены; время на чистку и смазывание станка.

Т отд - время на отдых и личные потребности.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

где N - программа запуска деталей в год, шт.; N=2400 шт.,

S - число запусков в год;

Т п.з. - подготовительно-заключительное время;

Т п.з. =Т п.з.1 +Т п.з.2 +Т п.з.3, (1.72)

где Т п.з.1 - время на организационную подготовку, мин;

Т п.з.2 - время на наладку станка, приспособления, УЧПУ, мин;

Т п.з.3 - время на пробную обработку, мин:

Т п.з.3 =Т п.обр. +Т ц.а. (1.73)

Рисунок 1.10 - Циклограмма для определения времени работы станка по программе на токарной операции с ЧПУ 015

Станок 16К20Т1:

Время фиксации револьверной головки Т иф =0,017 мин;

Время поворота револьверной головки на одну позицию Т ип =0,017 мин

Для определения времени автоматической работы станка по программе составим таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Время автоматической работы станка по программе. Операция 015

Участок траектории или номера позиции предыдущего и рабочего положений	Приращения по оси Z Z, мм	Приращения по оси Х Х, мм	Длина i-го участка траектории	Минутная подача на i-м участке траектории, мм/мин	Основное время автоматической работы станка Т о, мин	Машинно-вспомогательное время Т мв, мин

Суммарное время цикла автоматической работы станка по программе при обработке детали на операции 015:

Т ц.а. =5,16+0,71=5,87 мин.

Время на установку и снятие детали, Т ус =0,24 мин

Вспомогательное время, связанное с операцией, Т в.оп =0,15+0,03+0,05=0,23мин;

Время на измерение детали, Т в изм =0 ? время перекрывается обработкой детали на станке по программе.

Вспомогательное время:

Т в =0,24+0,23+0=0,47мин;

Оперативное время:

Т оп =5,06+0,47=5,53мин;

а тех +а орг +а отд =8%

Определяем штучное время на операцию 015:

Определяем штучно-калькуляционное время:

Время на организационную подготовку:

Т п.з.1 =13 мин;

Время на наладку станка, приспособления, инструмента, УЧПУ:

Т п.з.2 =19,4 мин;

Время на пробную обработку:

Тп.з.3=3,54+5,06=8,6 мин;

Суммарное подготовительно-заключительное время:

Т п.з. =13+19,4+8,6=41 мин;

Размер партии деталей:

S=12 ? ( т.1 стр.604)

Таблица 1.10 - Результаты вычислений норм времени