Скорость резания рассчитывается по формулам, установленным для каждого вида обработки.

Расчетные формулы и значения коэффициентов, показателей степени и стойкости инструмента, содержащихся в этих формулах, применяемых для данного вида обработки, приведены в справочниках [5, с. 414469; 6, с. 261303].

По расчетной скорости определяется частота вращения шпинделя:

где d - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Полученное значение частоты вращения для станков со ступенчатым его изменением необходимо скорректировать по станку, выбирая ближайшее меньшее.

Ряд чисел оборотов определяется так же, как и ряд подач, методика которого рассмотрена ранее. Коэффициент геометрической прогрессии в данном случае

где n_max, n_min- соответственно максимальная и минимальная частота вращения шпинделя; К - число передач вращения шпинделя.

Для проверки возможности осуществления выбранных режимов обработки проводится проверка их по ограничивающим факторам. С этой целью прежде всего определяется сила резания.

Значение ее определяется по эмпирическим формулам, значение показателей степени в которых для различных видов обработки приведены в таблицах (в продолжении расчетов скоростей резания).

При обработке резцами их прочность проверяется расчетом на изгиб от действия :

где В, Н - соответственно ширина и высота державки резца; [] - допустимое напряжение для державки резца; l - вылет резца.

Для резцов с пластинками из твердого сплава подачу проверяют по прочности пластинки [5, с.421, табл.7; с.268, табл.13].

Мощность резания N_рез кВт, рассчитывается по формулам, приведенным для каждого вида обработок, в справочниках, там же, где и для расчета скоростей резания.

Расчетная мощность резания N_рез сравнивается с мощностью электродвигателя станка N_э :

,

где  - КПД станка ( = 0,70,8).

В случае несоответствия условиям по любому ограничивающему фактору подача снижается и проводится проверка соблюдения условий при измененной подаче. Снижение подачи проводится до удовлетворения условий.

3.16. Определение нормы времени и квалификации рабочего

Норма штучного времени на операцию подсчитывается по формуле

где t_o - основное (технологическое) время; t_в - вспомогательное время; t_ТО - соответственно время технического и организационного обслуживания рабочего места; t_ср- время перерывов на отдых и физические потребности.

Основное время при обработке заготовок на станках с автоматической подачей рассчитывается по формулам с учетом режимов и методов обработки [5]. Так время на один переход при обработке на токарном станке

,

где L - расчетная длина обработки с учетом врезания и перебега инструмента,

L=l + l_вр+l_п,

где l- фактическая длина обрабатываемой поверхности (по рабочему чертежу); l_вр, l_п, - соответственно длина врезания и перебега инструмента; i-число рабочих ходов инструмента; S - подача, мм на один оборот; n - частота вращения заготовки, мин.

Так как операция, как правило, включает обработку нескольких поверхностей, то основное время на операцию

где t₀₁, t₀₂… - соответственно основное время на обработку первой, второй и т.д. поверхностей.

Вспомогательное время затрачивается на выполнение вспомогательных переходов: установку, переустановку и снятие заготовки, пуск и остановку станка, изменение режимов обработки в процессе выполнения операций, измерения и контроль качества заготовки, готовой детали и т.д.

Сумма основного и вспомогательного (неперекрываемого) времени составляет оперативное время

,

Вспомогательное время определяется по нормативам [8, 10].

Время организационного и технического обслуживания рабочего места и перерывов определяется, как правило, в процентах от оперативного. В этом случае

,

где , - соответственно процентное отношение времени технического, организационного обслуживания рабочего места и перерывов от оперативного. Обычно принимается =24%; =35%; =25% [8,10].

Нормирование по штучному времени производится в массовом производстве. В серийном производстве определяется штучно-калькуляционное время

где Т_пз - подготовительно-заключительное время; n - количество деталей в партии.

Подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение задания, знакомство с работой, наладку оборудования и приспособлений, сдачу выполненной работы и т.д., определяется по нормативам [8,10].

Квалификация рабочего устанавливается по тарифно-квалификационному справочнику [11].

3. Проектирование технологических процессов восстановления деталей

Проектирование технологических процессов восстановления деталей преследует цель установить наиболее рациональный процесс, обеспечивающий высокую износостойкость восстановленной детали при наименьших материальных и трудовых затратах.

Технологический процесс восстановления деталей в общем случае состоит из двух этапов: получения ремонтной заготовки наращиванием изношенной детали по поверхностям износа наплавкой, напылением, электролизом, нанесением полимерных покрытий, постановкой дополнительной (ремонтной) детали и т.п.; получения детали из ремонтной заготовки. Восстановление деталей под ремонтный размер является частным случаем, когда в качестве заготовки используется сама изношенная деталь.

При проектировании технологических процессов восстановления деталей возможны 3 варианта их разработки: на всю возможную совокупность дефектов у изношенной детали; на частично повторяющееся их сочетание; на группу деталей, восстанавливаемых с применением одного и того же оборудования, оснастки, инструмента.

В первом варианте не принимается во внимание действительное число дефектов и их сочетание у детали, а учитываются только поверхности, которые могут повреждаться.

В данном случае каждый дефект рассматривается обособленно, а технологический процесс разрабатывается на восстановление условной детали, которой в действительности может и не быть. При такой технологии детали комплектуются в партию только по наименованию. Такой технологический процесс называется подефектным.

При втором варианте технологический процесс разрабатывается с учетом действительного числа и сочетания дефектов у детали.

В таком случае выбирается наиболее рациональная последовательность и методы восстановления детали с определенным сочетанием дефектных поверхностей. Такой технологический процесс называется маршрутным.

При подефектной технологии учесть объем работ трудно, а следовательно, невозможно обеспечить планомерную загрузку оборудования и ритмичность работы его, а комплектность партии деталей, запущенных в производство, не сохраняется. При восстановлении деталей по подефектной технологии невозможно обеспечить наиболее целесообразную последовательность выполнения операций в зависимости от сочетания дефектов. Затруднен и контроль, так как предусматривается контроль детали после устранения каждого дефекта.

Указанных недостатков лишена маршрутная технология. Восстановление деталей по маршрутной технологии, однако, осуществимо только при большом объеме восстановления деталей, когда подефектная технология становится экономически невыгодной.

Третий вариант именуется маршрутно-групповой технологией. Эта технология предусматривает разбивку восстанавливаемых деталей на классы и группы, разработку единого (типового) технологического процесса восстановления группы деталей на одном и том же оборудовании с применением единой оснастки и инструмента.

За основу объединения деталей в группу принимаются конструктивно-технологические параметры деталей: масса, габариты, материал, вид термической обработки, общность способов получения ремонтной заготовки и базирования на станках, тип оборудования для получения ремонтной заготовки и ее обработки, последовательность выполнения операций. Такая технология имеет ряд преимуществ перед ранее рассмотренными: увеличивается размер партии деталей для восстановления, и она сохраняется при выполнении технологического процесса.

4.1. Исходные данные для разработки технологического процесса восстановления детали

Исходными данными являются: 1) годовой объем восстановления деталей или ремонта машин; 2) ремонтный чертеж детали с указанием размеров, требуемой точности и чистоты восстанавливаемых поверхностей, их взаимного положения и других технологических условий; 3) материал, твердость и термическая обработка детали; 4) данные о повреждаемых поверхностях, сочетаниях дефектов; 5) чертеж узла, в который входит восстанавливаемая деталь; 6) технологические карты на изготовление восстанавливаемой детали; 7) технические данные об оборудовании ремонтного предприятия, для которого разрабатывается технологический процесс; каталоги режущего измерительного и вспомогательного инструментов; 8) справочная литература по оборудованию, расчету режимов обработки, норм времени и припусков на обработку.

4.2. Стадии проектирования

Все операции технологического процесса восстановления детали взаимосвязаны. Вследствие такой взаимозависимости операций, задачи, решаемые как в масштабе всего технологического процесса, так и отдельной операции, являются задачами комплексными, требующими параллельного решения и оценки с позиций решения технических задач и экономичности в данных производственных условиях. Вследствие сложности комплексной задачи приблизиться в правильному ее решению можно лишь постепенно, посредством ряда попыток, уточняя решение одних, после решения других.

Для уменьшения объема различных исправлений, особенно связанных с цифровым материалом (режимы обработки, нормы времени и др.), проектирование технологических процессов восстановления деталей делится на две стадии:

1. составление плана (маршрута) процесса;

2. разработка операций процесса.

На первой стадии определяют: из каких основных этапов должен состоять технологический процесс восстановления детали и каким образом разделить весь процесс на операции. Решения на этой стадии проектирования принимаются главным образом на основании общих соображений.

На второй стадии проектирования технологического процесса восстановления детали разрабатываются операционные карты с обоснованием выбора оборудования, приспособлений, инструмента, с определением разряда работ, расчетом режимов обработки и норм времени. Решения, принятые при составлении плана-маршрута процесса, корректируются на основании результатов разработки операционных карт.

4.3. Последовательность разработки технологического процесса

4.3.1. Анализ условий работы детали

Разработка технологического процесса должна начинаться с анализа условий работы детали. Анализ необходим для правильного технологического решения вопроса о методах восстановления дефектных поверхностей.

Различные элементы одной и той же детали работают в разных условиях, поэтому и методы восстановления их могут быть различными.

Анализ причин возникновения дефектов позволяет правильно наметить технологию восстановления поверхностей, в результате которой можно удлинить срок службы восстанавливаемой детали по сравнению с новой.