Если  условие Р_г £ Р_доп не выдерживается, необходимо уменьшить силу резания Р_z за счет уменьшения подачи на зуб S_z и, соответственно, скорости движения подачи v_S (минутной подачи S_м). 

2.6. Расчёт времени  выполнения операции  и использования  оборудования

 

      Штучное время Т_шт - время, затрачиваемое на выполнение операции, определяется как интервал времени, равный отношению цикла технологической операции к числу одновременно изготовляемых изделий и рассчитывается как сумма составляющих

      Т_шт = Т_о + Т_всп + Т_обс + Т_отд, (мин) 

      где Т_о - основное время, это часть штучного времени, затрачиваемая на изменение и последующее определение состояние предмета труда, т.е. время непосредственного воздействия инструмента на заготовку;

      Т_всп - вспомогательное время, это часть штучного времени, затрачиваемая на выполнение приёмов, необходимых для обеспечения непосредственного воздействия на заготовку.

      Т_обс - время обслуживания рабочего места, это часть штучного времени, затрачиваемая исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ними и рабочим местом. Время обслуживания рабочего места складывается из времени организационного обслуживания (осмотр и опробование станка, раскладка и уборка инструмента, смазка и очистка станка) и времени технического обслуживания (регулирование и подналадка станка, смена и подналадка режущего инструмента, правка шлифовальных кругов и т.п.);

      Т_отд - время на личные потребности, это часть штучного времени, затрачиваемая человеком на личные потребности и, при утомительных работах, на дополнительный отдых;

2.6.1. Основное время

 

      Основное  время при фрезеровании равно  отношению длины пути, пройденного фрезой, за число рабочих ходов к скорости движения подачи, и определяется по формуле

       где L - общая  длина прохода фрезы в направлении  подачи, мм;

      - i - число рабочих ходов;

      - l - длина обрабатываемой заготовки,  мм;

      - l₁  - величина врезания фрезы, мм;

      - l₂ - величина перебега фрезы, мм; l₂ = 1...5 мм.

      Величина  врезания l₁ при фрезеровании торцовыми фрезами определяется из условий:

       - при симметричном  неполном  (для случая на рис.2а):

      - при несимметричном встречном  (для случая на рис.2б):

       - при несимметричном  попутном (для случая на рис.2в):

      l₁  =  0,5 • D,

      где D - диаметр фрезы, мм; В - ширина заготовки, мм; C₁ - величина смещения фрезы относительно торца заготовки (рис.2б).

2.6.2 Вспомогательное  время.

 

      К этому времени относится время, затрачиваемое на установку, закрепление, снятие заготовки (табл. 21), время на управление станком при подготовке рабочего хода (табл. 22), выполнение измерений в процессе обработки (табл. 23).

2.6.3. Оперативное время.

 

      Сумму основного и вспомогательного времени  называют оперативным временем:

      T_оп = Т_о + Т_всп .

      Оперативное время является основным составляющим штучного времени.

2.6.4. Время на обслуживание  рабочего места и время на  личные надобности

 

      Время на обслуживание рабочего места и  время на личные надобности часто берут в процентах от оперативного времени :

      Т_обс = (3...8 % ) • T_оп;    Т_отд = (4...9 % ) • T_оп;    Т_обс + Т_отд ≈ 10% T_оп.

2.6.5. Штучно - калькуляционное  время

 

      Для определения нормы времени - времени  выполнения определённого объёма работ в конкретных производственных условиях одним или несколькими рабочими, необходимо определить штучно - калькуляционное время Т_шк, в которое входит, помимо штучного времени, ещё и время на подготовку рабочих и средств производства к выполнению технологической операции и приведение их в первоначальное состояние после её окончания - подготовительно - заключительное время Т_пз. Это время необходимо для получения задания, приспособлений, оснастки, инструмента, установки их, для наладки станка на выполнение операции, снятие всех средств оснащения и сдачи их (табл.24). В штучно - калькуляционное время подготовительно - заключительное время входит как доля его, приходящаяся на одну заготовку. Чем большее число заготовок n обрабатывается с одной наладки станка (с одного установа, в одной операции) тем меньшая часть подготовительно - заключительного времени входит в состав штучно - калькуляционного.

       В массовом производстве Т_пз принимается равным нулю, так как практически вся работа выполняется при одной наладке станка.

2.6.6. Расчёт потребности  в оборудовании.

 

       Расчетное количество станков (Z) для выполнения определенной операции рассчитывается по формуле

      где Т_шт - штучное время, мин; П - программа выполнения деталей в смену, шт.;

      Т_см - время работы станка в смену, ч. В расчётах принимается время работы станка в смену Т_см = 8 часов, в реальных условиях на каждом предприятии это время может приниматься иным.

2.6.7. Технико-экономическая  эффективность.

      Оценку  технико-экономической эффективности  технологической операции проводят по ряду коэффициентов, в числе которых: коэффициент основного времени и коэффициент использования станка по мощности /7, 8, 9/.

      Коэффициент основного времени К_о определяет его долю в общем времени, затрачиваемом на выполнение операции

       где Kо - коэффициент  основного времени /9/.

      Чем выше K_о, тем лучше построен технологический процесс, поскольку больше времени, отведённого на операцию, станок работает, а не простаивает, т.е. в этом случае уменьшается доля вспомогательного времени.

      Ориентировочно  величина коэффициента K_о для разных станков находится в следующих пределах

      - протяжные станки                              -   K_о = 0,35...0,945;

      - фрезерные непрерывного действия   -   K_о = 0,85...0,90;

      - остальные                                            -   K_о = 0,35...0,90.

      Если  коэффициент основного времени Kо ниже этих величин, то необходимо разработать мероприятия по уменьшению вспомогательного времени (применение быстродействующих приспособлений, автоматизация измерений детали, совмещение основного и вспомогательного времени и др.). 

      Коэффициент использования станка по мощности К_N определяется как

      

      де K_N - коэффициент использования станка по мощности /9/; N_Р - мощность резания, кВт (в расчёте принимают ту часть технологической операции, которая происходит с наибольшими затратами мощности резания); N_ст - мощность главного привода станка, кВт; h - КПД станка.

      Чем K_N ближе к 1, тем более полно используется мощность станка.

       При неполной загрузке станка ухудшается показатель использования электроэнергии. Полная электрическая мощность, потребляемая из сети, S распределяется на активную P и реактивную Q. Их соотношения определяются как

      При полной загрузке электродвигателя значение cosφ не будет равно 1, т.е. при этом из сети расходуется также и реактивная энергия. С учётом используемых электродвигателей примерные значения cosφ будут следующими: при загрузке 100% cosφ=0,85, при загрузке 50% - 0,7, при загрузке 20% - 0,5, и на холостом ходу - 0,2 этой величины.

      Рассмотрим  пример правильности применения ряда фрезерных станков (моделей 6Р13, 6Н13, 6Р12, 6Н12, 6Р11), если мощность потребная на резание составляет N_рез=3,2 кВт.  

 
 

      Из  приведённого примера видно, что  неправильный выбор станка приводит к таким перерасходам электроэнергии, которые могут быть сопоставлены с мощностью резания.

      В целях погашения излишне используемой реактивной мощности, за которую предприятия платят значительные штрафы, необходимо создавать специальные устройства для её погашения емкостной мощностью. 

3. ПРИМЕР РАСЧЕТА  РЕЖИМА РЕЗАНИЯ

3.1. Условия задачи.

3.1.1 Исходные данные.

      Исходными данными для расчёта режима резания  являются:

      материал  заготовки - поковка из стали 20Х;

      предел  прочности материала заготовки - s_в = 800 МПа (80 кг/мм²);

      ширина  обрабатываемой поверхности заготовки, В - 100 мм;

      длина обрабатываемой поверхности заготовки, L - 800 мм;

      требуемая шероховатость обработанной поверхности, R_a - 0,8 мкм (7 класс шероховатости);

      общий припуск на обработку, h - 6 мм;

      средняя дневная программа производства по данной операции, П - 200 шт.

3.1.2. Цель расчётов.

      В результате проведённых расчётов необходимо:

      выбрать фрезу по элементам и геометрическим параметрам;

      выбрать фрезерный станок;

      рассчитать  величины элементов режима резания - глубина резания t, подача S, скорость резания v;

      провести  проверку выбранного режима резания по мощности привода и прочности механизма подачи станка;

      произвести  расчёт времени, необходимого для выполнения операции;

      произвести  расчёт необходимого количества станков;

      провести  проверку эффективности выбранного режима резания и подбора оборудования.

3.2. Порядок расчета.

3.2.1. Выбор режущего  инструмента и оборудования.

      Исходя  из общего припуска на обработку h = 6 мм и требований к шероховатости поверхности, фрезерование ведем в два перехода: черновой и чистовой. По таблице 1 определяем тип фрезы - выбираем торцовую фрезу с многогранными твердосплавными пластинками по ГОСТ 26595-85. Диаметр фрезы выбираем из соотношения: