ЦЕНТРАЛЬНОЕ БЮРО НОРМАТИВОВ ПО ТРУДУ ГОСУДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА СССР ПО ТРУДУ И СОЦИАЛЬНЫМ ВОПРОСАМ

Утверждены Государственным комитетом СССР по труду и социальным вопросам н Секретариатом ВЦСПС Постановление № 54/3—72 от 3 февраля 1988 г.

ОБЩЕМАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМАТИВЫ ВРЕМЕНИ И РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением

Часть II

НОРМАТИВЫ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

МОСКВА ЭКОНОМИКА 1990

2. НОРМАТИВЫ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

2.1. ТОЧЕНИЕ И РАСТАЧИВАНИЕ

2.1.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Данный раздел содержит нормативные материалы для выбора режимов резания на основные работы, выполняемые на токарных, токарно-револьверных, токарно-карусельных, лоботокарных, расточных и многоцелевых станках с ЧПУ: наружное продольное точение и подрезание торцов, растачивание резцами и борштангами, точение н растачивание фасонных поверхностей, прорезание канавок и отрезание стандартными резцами с режущими пластинами нз твердою сплава, быстрорежущей стали и сверхтвердых материалов.

Выбор количества стадий обработки при точении и растачивании осуществляют по карте 1 в зависимости от способа получения и точности заготовки, ориентируясь на заданную точность готового размера детали.

Первая — черновая стадия обработки позволяет получить 14 ква-литет точности размеров детали.

Вторая — получистовая стадия обработки позволяет получить 12 13 квалитеты.

Третья — чистовая стадия рассчитана на получение 9...11 квали-тетов.

Четвертая — отделочная стадия позволяет получить 7, 8 квалитеты.

Получение указанных квалитетов размеров на каждой стадии предусматривает использование заготовок с точностью предшествующей стадии обработки.

Определение необходимой глубины резания для каждой стадии обработки осуществляется по карте 2. Эти значения обеспечивают:

снятие погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующей стадии обработки;

компенсацию погрешностей, возникающих на выполняемой стадии обработки заготовки.

В связи с этим, если для обработки детали требуется несколько стадий, общий припуск на обработку делится по глубинам резания для каждой из них. При этом необходимо вначале выбрать глубину резания для стадии, обеспечивающей окончательное получение размеров детали. Затем последовательно выбирают глубину резания для промежуточных стадий обработки. Например, если деталь требует обработки по четырем стадиям, выбирают сначала глубину резания для IV, затем глубины резания соответственно для III н II стадий обработки. Сумма этих глубин определяет необходимый припуск для перехода от I стадии обработки заготовки к IV. Оставшаяся часть от об-

11

щего припуска на обработку должна быть снята на I (черновой) стадии обработки как глубина резания. Если для данных технологических условий (параметры резца, мощность станка н т. д.) эта глубина окажется больше допустимой, необходимо 1 стадию обработки выполнить за. несколько рабочих ходов с разбивкой оставшегося припуска на несколько глубин резания, допустимых технологической системой.

Значения подач для каждой стадии обработки при наружном продольном точении и подрезании торцов выбирают в картах 3, 4, 6, 7 в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра детали, глубины резания, выбранной на предыдущем этапе. Эти подачи регламентируются материалом режущей части инструмента и способом крепления пластины. Табличное значение подачи корректируют с учетом поправочных коэффициентов. Для I и II стадий коэффициенты выбирают по карте 5 в зависимости от:

сечения державки резца К$_д; прочности режущей частя К$_ь;

механических свойств обрабатываемого материала Ks_M; схемы установки заготовок Ks_y; состояния поверхности заготовки Ks_n;

геометрических параметров режущей части инструмента К$_т;

жесткости станка Ks_;;

вылета ползуна карусельного станка Ks*.

Для III и IV стадий обработки поправочные коэффициенты выбивают по карте 8 в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала Ks_u; схемы установки заготовок Ку радиуса вершины резца Ks_r; квалитета обрабатываемой детали Ks*; кинематического угла в плане Ks_f|t.

Значения подач для каждой стадии обработки при растачивании резцами выбирают в картах 9, 10, 12, 13 в зависимости от обрабатываемого материала, глубины резания, выбранной на предыдущем этапе, сечения резца (оправки). Эти значения подач корректируют с учетом поправочных коэффициентов:

для I и II стадий обработки — по карте 11 в зависимости от:

инструментального материала Ks_H;

состояния поверхности заготовки Ks_n;

способа крепления пластины Ks_p;

диаметра детали Ks_D;

геометрических параметров резца Ks_T;

механических свойств обрабатываемого материала Ку

вылета резца Ks,.

Для III н IV стадий обработки — по карте 14 в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала Ks*;

вылета резца Ks*;

диаметра детали Ks₀;

радиуса вершины резца Ks_r;

квалитета обрабатываемой детали К$_к;

кинематического угла в плане Ks_?R.

Значения подач по стадиям обработки при растачивании борш-тппгпми выбираются из карт 15, 16, 18, 19 в зависимости от диаметра шпинделя расточного станка, вылета борштанги, обрабатываемого материала и глубины резания. Эти значения подач корректируют с учетом поправочных коэффициентов для черновой и лолучнетовой стадий по карте 17 в зависимости от:

инструментального материала Ks_K;

состояния поверхности заготовки Ks„;

механических свойств обрабатываемого материала Ks_M;

геометрических параметров резца Ks_f;

отношения длины оправки к ее диаметру Ks_f;

диаметра и длины оправки, диаметра и вылета шпинделя K$_d ;

числа инструментов в наладке К$_х.

Для чистовой и отделочной стадий обработки табличное значение подачи корректируют по карте 20 в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К$_м;

радиуса вершины резца К$_г;

квалнтета обрабатываемой детали Ks_K;

отношения длины оправки к ее диаметру Ks₍;

диаметра и длины оправки, диаметра и вылета шпинделя Ks_d .

Выбранную для черновой и получнетовой стадий обработки подачу проверяют по составляющим силы резания в горизонтальной плоскости Рж и Ру (к. 32), допустимым прочностью механизма подач станка. Они должны удовлетворять условиям: Р*^[Рж] Р,^[РуЬт.

Если выбранная подача не удовлетворяет этим условиям* необходимо установленную по нормативам подачу снизить до величины, допускаемой прочностью механизма подач станка.

В том сл^ае, когда возникает необходимость в получении более высоких параметров шероховатости, подачу определяют по карте 25 в зависимости только от шероховатости. В этой карте подачу выбирают с учетом требуемой шероховатости н радиуса вершины резца. Выбранное значение подачи корректируют (к. 26) в зависимости от: механических свойств обрабатываемого материала Ks_M; инструментального материала Ks_H; вида обработки Ks₀; применения охлаждения Ks_x.

Сравнивая подачу соответствующей стадии обработки с подачей по шероховатости, окончательно принимают меньшее из этих значений.

Для обеспечения точности формы при контурной обработке фасонных поверхностей на станках с ЧПУ необходимо применять поправочный коэффициент на подачу Ks_v , приведенный в картах 8, 14, который обеспечивает сохранение одинаковой точности обработки на всех участках фасонной поверхности.

Фасонная поверхность характеризуется углом между касательной в каждой точке обрабатываемого профиля и осью центров станка о>. Для конической поверхности этот угол совпадает с углом наклона, его образующей. За положительное направление отсчета угла о принято поправление против часовой стрелки. Изменение угла g> в разных точках обрабатываемого профиля детали приводит к изменению кинематического угла в плане <p_K:

<Рк = <P — СО,

где <р— статический угол в плане резца, град.

Угол о) необходимо брать с учетом его знака «+» или «—» (см. рис. 2.1.1). Угол наклона касательной определяется

о)=90°—а,

где а — полярная координата опорной точки сферы, характеризующая начало или конец участка обработки.

Для сохранения одинаковой точности по всей фасонной поверхности рекомендуется разбивать ее на отдельные участки с шагом полярной координаты а=5...10. На каждом участке в соответствии с коэффициентом Ks* назначается своя

"к

подача и он программируется отдельным кадром управляющей программы.

Подача при прорезании канавок (карта 27) и отрезании (карта 28) выбирается в зависимости от ширины режущей частя резца н ограничивается применяемой маркой инструментального материала (KsJ и способа крепления пластины (Ks_p). Кроме этого, подача корректируется по карте 29 в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала Ks_M; схемы установки заготовок Ks_y;

отношения конечного и начального диаметров обработки Ks_d; шероховатости обработанной поверхности Ks_m; вида обработки Ks».

Быбор подачи для обработки фасок зависит от способа их обработки. Если фаску обрабатывают путем перемещения резца в направлении одной координаты станка, то подачу выбирают так же, как для лрорезання канавок по карте 27.

Если фаску обрабатывают путем перемещения резца по двум координатам, то подачу выбирают так же, как для контурной обработки по картам 3...I4.

Скорость резания при растачивании, наружном продольном точении и подрезании торцов выбирают для черновой и получистовой стадий обработки по карте 21, для чистовой и отделочной стадий — по карте 22 в зависимости от глубины резания, подачи, марок обрабатываемого и инструментального материалов.

Кроме этого, скорость резания корректируют поправочными коэффициентами (карта 23) в зависимости от: группы обрабатываемого материала Kv_c; вида обработки Kv₀; жесткости станка К»/, геометрических параметров резца Kv_T; механических свойств обрабатываемого материала Kv„; периода стойкости режущей части инструмента Kv_T; наличия охлаждения Кх_ж.

И

Режим резания при растачивании, продольном наружном точении и подрезании торцов па черновой и получистовой стадиях обработки проверяют по мощности станка. Мощность станка выбирают по карте 21 и корректируют в зависимости от твердости обрабатываемого материала Kn (карта 24). Если выбранный режим обработки не допускается мощностью станка, необходимо установленную по нормативам скорость резания понизить.

Скорость резания при прорезанни канавок и отрезании выбирают по карте 30 и ограничивают маркой инструментального материала (KvJ и способом крепления пластины (Кт_р). Кроме этого, скорость резания корректируют с учетом поправочных коэффициентов (карта 31) в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К_Тм; периода стойкости режущей части резца Kv_T; наличия охлаждения Ку_ж; группы обрабатываемости материала Kv₀;

отношения диаметра обработанной поверхности к диаметру заготовки Kv_0T.

2.1.2. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И НОРМ ШТУЧНОГО ВРЕМЕНИ

Пример 1. Расчет режимов резания и норм штучного времени для операции точения

Исходные данные Деталь

Наименование детали — вал (рис. 2.1.2).

Материал — сталь ЗОГ (НВ 2070...2090 МПа).

Точность обработки поверхностей: 1, 2, 3 — 1Т10.

Шероховатость обработки поверхностей: 1,2 — Ra5;

3 — Rz=80.

Заготовка

Метод получения заготовки —штамповка (обычной точности — IT16). Состояние поверхности — с коркой.

Масса — 4,5 кг.

Припуск на обработку поверхностей: 1—6 мм;

2    — 4 мм;

3    — 5 мм.

Станок

Модель станка— 16K20TI (см. приложение 46).

Паспортные данные станка:

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_H, мм/мин:

по оси координат х — 0.05...2800; по оси координат г — 0,1...5600.

Наибольшая сила, допускаемая:

15

механизмом продольной подачи — 8000 Н; механизмом поперечной подачи — 3600 Н.

Мощность привода главного движения — 11 кВт.

Диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя с постоянной мощностью (в об/мин) — 1500...4500.

Операция

Базирование—в центрах, с установкой поводка на поверхности 4. ("одержание операции—точить поверхности 1, 2, 3.

Выбор стадий обработки

По карте 1 определяют необходимые стадии обработки. Для получения размеров детали, соответствующих 10 квалитету, из заготовки

IА

16 квалитета (поз. 2, инд. в) необходимо вести обработку в три стадии: черновая, получнстовая и чистовая.

Выбор глубины резания

По карте 2 определяют минимально необходимую глубину резания для получистовой и чистовой стадии обработки.

При чистовой стадии обработки: для поверхности 1, диаметр которой соответствует интервалу размеров от 18 до 30 мм, рекомендуется глубина резания t=0,6 мм (поз. 2, инд. б); для поверхности 2, диаметр которой соответствует интервалу размеров от 30 до 50 мм, рекомендуется глубина резания t=0,7 мм (поз. 3, инд. б); для поверхности 3, диаметр которой соответствует интервалу размеров от 50 до 80 мм, рекомендуется* глубина резания t=0,8 мм (поз. 4, инд. б). Аналогично при получистовой стадии обработки: для поверхности    1    рекомендуется    t=l,0 мм    (поз.    2,    ннд.    а);

для поверхности    2    рекомендуется    t=l,3 мм    (поз.    3,    инд.    а);

для поверхности    3    рекомендуется    t= 1.S им    (поз.    4,    инд.    а).

Глубину резания    для черновой стадии обработки    определяют ис

ходя из общего припуска на обработку и суммы глубин резания на чистовой и получистовой стадиях обработки: для поверхности 1—1=4,4 мм; для поверхности 2 —1=2,0 мм; для поверхности 3 — t=2J ми.

Выбранные значения заносят в табл. 2.1.1.

Выбор инструмента

На станке 16К20Т1 используют резцы с сечением державки 25X25 мм. Толщина пластины — 6,4 мм.

По приложениям 1, 5 и исходя из условий обработки принимают трехгранную форму пластины с углом при вершине е=60° из твердого сплава Т14К8 — для черновой и получистовой стадии обработки н Т30К4—для чистовой стадии.

По приложению 6 выбирают способ крепления пластины — клин-прихватом для черновой и получистовой стадий обработки и двуплечим прихватом за выемку для чистовой стадии.

По приложению 7 н исходя из условий обработки выбирают углы в плане:

Ф=93°, ф|=32^в—для обработки поверхностей 1 и 2;

Ф=60°, ф,=60° — для контурной обработки поверхности 3.

По приложению 8 определяются остальные геометрические параметры режущей части.

Для черновой и получистовой стадий обработки: задний угол а=6°; передний угол у= 10°;

форма передней поверхности—плоская с фаской; ширина фаски вдоль главного режущего лезвия 1=0,5 мм; радиус округления режущей кромки р=0,03 мм; радиус вершины резца г,= 1,0 мм.

Для чистовой стадии обработки: задний угол а=8°; передний угол у=15°;

форма передней поверхности — плоская с фаской;

17

ширина фаски вдоль главного режущего лезвия f—0,3 мм; радиус округления режущей кромки р=0,03 мм; радиус вершины резца г_ш= 1,0 мм.

Нормативный период стойкости находим по приложению 13. Т=30 мин.

Выбор подачи

Для черновой стадии обработки подачу выбирают по карте 3. Для поверхности 1 при точении детали с диаметром до 50 мм и глубиной резания t=4,4 мм рекомендуется подача S_Q^T =0,35 мм/об (поз. 3, инд. б). Для поверхностей 2 и 3 соответственно рекомендуется подача So_T=0,45 мм/об (поз. 1, инд. б) и S_Ot=0,73 мм/об (поз. 2, инд. в). По карте 3 определяют поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от инструментального материала Ks_H = I,l и способа крепления пластины Ks_p=l,0.

Для получистовой стадии обработки значения подач определяют по карте 4 аналогичным образом. Для поверхностей 1 и 2 — So_T = = 0,27 мм/об (поз. 2, инд. б), поверхности 3 — S_Ot=0,49 мм/об (поз. 2, инд. в). Поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от инструментального материала Ks„=l,l, способа крепления пластины Ks_p= 1Д

Рекомендуемые подачи заносят в табл. 2.1.1.

По карте 5 определяют поправочные коэффициенты на подачу черновой и получистовой стадий обработки для измененных условий обработки в зависимости от:

сечения державки резца Ks*=l,0;

прочности режущей части Ks_h—1,05;

механических свойств обрабатываемого материала Ks_M=l,0;

схемы установки заготовки Ку=0,90;

состояния поверхности заготовки Ks_n=0,85;

геометрических параметров резца Ks_T=0,95;

жесткости станка Ksj=li0.

Окончательно подачу черновой стадии обработки определяют по формуле

S₀=So_TKs_JI-Ks_p-Ks_Jl-Ks_h-Ks_/-Ks_n-Ks_f-Ks_J'Ks_M;

для поверхности 1 So=0,35.1,1-1,0-1,0-1,05- 1,0-О,9-0,85*0,95.1,0=0,28 мм/об; для поверхности 2 S_o=0,45-1,1 -1,0-1,0-1,05-1,0-0,9 0,85-0,95-1,0=0,36 мм/об; для поверхности 3 S_o=0,73-1,1 • 1,0-1,0-1,05-1,0-0,9-0,85-0,95-1,0=0,57 мм/об.

Аналогично рассчитывают подачу получистовой стадии обработки: для поверхностей 1 и 2

S_o=0,27* 1,1 -1,0-1,0-1,05-1,0-0,9-0,85-0,95* 1,0=0,23 мм/об;

для поверхности 3

So=0,49-1,1-1,0-1,0-1,05-1,0-0,9-0,85-0,95* 1,0=0,41 мм/об..

18

для поверхности I

Sa_rs>0_#t4 мм/об (поз. 3, ннд. б);

для поверхности 2

S_0y=0,12 мм/об (поз. 4, инд. б);

для поверхности 3

^=0,22 мм/об (поз. 4, инд. в).

По харте 8 определяют поправочные коэффициенты на подачу чистовой стадии обработки для измененных условий в зависимости от: механических свойств обрабатываемого материала Ksu^l.O; схемы установки заготовки Ks_y=0,9; радиуса вершины резца Ks_r = l,0; квалитета точности обрабатываемой детали Ks,, = lA Окончательно подачу чистовой стадии обработки определяют: для поверхности 1

8^ — 0,14‘1,0'0,9-t,0-1,0 = 0,13 мм/об;

для поверхности 2

So_t = 0,12.1,0 0,9-1,0- 1,0=0,П мм/об;

для поверхности 3

So_T=0,22-l,0<0,9-l_f0-1,0 = 0,20 мм/об.

Для обеспечения точности формы при контурной обработке фасонных поверхностей (в данном примере поверхности 3) подачу корректируют в зависимости от кинематического угла в плане; величина которого зависит от формы детали, ее размеров и угла в плане резца. Величину кинематического угла в плане ф« определяют

фк = ф — W,

где ф=6{Г — угол резца в плане, ш —угол наклона образующей отрабатываемой поверхности.

Величину о) находят по формуле

о = 90® — а,

где а для начальной точки обработки поверхности 3 (рис. 2.1.3) определяют по формуле

Следовательно, для начальной точки поверхности 3

фк=10°.

20

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И РАЗМЕРНОСТИ

Размеры обработки

D — диаметр обрабатываемой поверхности, диаметр режущего инструмента или оправки, мм;

D< — диаметр заготовки (полуфабриката), мм;

Dp — диаметр резьбы, мм;

L — длина пути (траектории), проходимого инструментом или деталью в направлении подачи, мм,

U — длина обрабатываемой поверхности, ми;

It—длина подвода, врезания я перебега, мм;

В — ширина фрезерования, мм;

Р — шаг резьбы, мм.

Режимы резания

П — припуск на обработху, мм; i — число рабочих ходов; t — глубина резания, мм;

So — подача на оборот, мм/об;

S, — подача на зуб, км/зуб;

S*— подача за 1 минуту (минутная), мм/мкн; v — скорость главного движения резания, м/мнн; п — частота вращения шпинделя (планшайбы), об/мни;

Т — период стойкости инструмента, мин;

Р_х — осевая составляющая силы резания, Н;

Р_у—'радиальная составляющая силы резания, Н;

Р*т — сила, допустимая механизмом подачи станка, Н;

М_кр — крутящий момент, Н * м;

N — мощность резания, кВт;

N* — мощность электродвигателя привода главного движения, кВт;

N, — эффективная мощность иа шпинделе станка, кВт;

Кее — показатель количества стадий обработки;

поправочный коэффициент на показатель количества стадий обработки;

Ki — коэффициент деления припуска по рабочим ходам;

Kt — поправочный коэффициент на глубину резания;

Ks —■ поправочный коэффициент на подачу;

К* — поправочный коэффициент яа скорость резания;

Xn — поправочный коэффициент на мощность резания;

Кр — поправочный коэффициент на силу резания.

Параметры заготовки, детали, инструмента и станка

НВ — твердость материала по Брннеллю, МПа; о. —предел прочности обрабатываемого материала при растяжении, МПа;

Ra, Rz — показатели шероховатости обработанной поверхности, мхм;

!•

Всю поверхность 3 разбивают на отдельные участки с шагом д<р_к=10°, подачу для которых корректируют. Поправочные коэффициенты выбирают по карте 8:

S₀, = 0,2-0,5=0,1 мм/об; So. = 0,2-0.55 = 0,11 мм/об;

So, = 0,2*0,60=0,12 мм/об; S₀, = 0,2*0,65 = 0,13 мм/об; S_0t = 0,2 • 0,75 = 0,15 мм/об; So, —0,2-0,80 = 0,16 мм/об; S_Or = 0₎2-0,90 = 0,18 мм/об; So, = 0,2-0,95 = 0,19 мм/об; So, = 0,2-1,0 = 0,2 мм/об; S_0t, =±0,2-0,90 = 0,18 мм/об; S_0ll = 0,2*0,75 = 0,15 мм/об.

Рассчитанные значения подач чистовой стадии обработки поверхностей 1 и 2 заносят в табл. 2.1.1, а поверхности 3 —в табл. 2.1.2.

Выбор скорости ръзакия

Рекомендуемые значения скорости резания для черновой и полу-чистовой стадий обработки выбирают из карты 21,

При черновой стадии обработки легированной стали с коркой: с глубиной резания t=4,4 мм и подачей S_o=0,28 мм/об скорость резания для поверхности. 1 —v_T=I49 м/мин (поз. 9, инд. в);

с глубиной резания t=2,0 мм и подачей S_o=0,36 мм/об скорость резания для поверхности 2 — v_T=159 м/мин (поз. 7, инд. г);

с глубиной резания t=2,7 мм и подачей S_o=0,57 мм/об скорость резания для поверхности 3 — у_т=136 м/мнн (лоз. 7, инд. е).

По карте 21 выбирают поправочные коэффициенты для черновой стадии обработки в зависимости от инструментального материала: для поверхности 1 — Kv_H=l*0; для поверхностей 2 и 3 —Kv_M=0,95.

При получистовой стадии обработки стали легированной без корки:

с глубиной резания t до 3,0 мм и подачей S_o=0,23 мм/об скорость резания для поверхностей 1 и 2 — v_T=228 м/мин (поз. 1, инд. б);

с глубиной резания t=l,5 мм и подачей S_o=0,4I мм/об скорость резания для поверхности 3—v_T=185 м/мнн (поз. 1, инд. д).

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

По карте 23 выбирают остальные поправочные коэффициенты на скорость резания при черновой н получистовой стадиях обработки для измененных условий в зависимости от:

21

б — допуск размера, мм;

о) — угол наклона обрабатываемой поверхности в направлении подачи, град; г. — радиус вершины инструмента, мм;

/ — вылет детали или инструмента, мм; г — число зубьев фрезы;

Ф — главный угол в плане, град;

7i — вспомогательный угол в плане, град; е—угол при вершине резца, град; а —задний угол, град;

Dc — наибольший диаметр устанавливаемого изделия на станке, мм.

Время

Та.* — время цикла автоматической работы станка по программе, мин;

Та —основное время автоматической работы станка по программе, мин;

Т_и.а—машинно-вспомогательное время, мни;

Т_ш— штучное время, мин.

Примечание. Для обозначения табличных н фактических (уточненных по паспорту станка) величин параметров применяют индексы «г» н «ф» соответственно. Индексы у коэффициентов К указывают факторы, учитываемые данными коэффнцентамн. Например, коэффициент на скорость резания в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала обозначается К*_м.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1.    Обтемашнностронтельные нормативы режимов резания являются частью комплекса нормативных материалов, предназначенных для расчета технически обоснованных норм времени на работы, выполняемые на металлорежущих станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

В полный комплекс нормативных материалов, кроме помещенных в настоящем сборнике, входят: нормативы подготовительно-заключи-тельного времени; времени на установку и снятие детали, вспомога тельного времени, связанного с операцией; на обслуживание рабочего места, перерывов на отдых к личные потребности, на контрольные из мерения, на настройку инструмента вне станка, методика и нормативы для многостаночного обслуживания (I часть данного сборника).

1.2.    Общемашиностроительные нормативы режимов резания имеют единые исходные данные для всех типов производства.

Настоящий сборник состоит из четырех раздело», в которых со держатся рекомендации по выбору режимов резания при: точении и растачивании; обработке отверстий; фрезеровании; круглом наружном врезном шлифовании.

1.3.    В настоящих нормативах впервые решена задача обспечсиии расчетно-обоснованного минимального основного времени обработки в зависимости от точности заготовки и необходимой точности обрабог ки, которые требуют разного числа рабочих ходов инструмента па разных подачах и глубинах резания. Для этого в нормативы введены карты для определения необходимого количества стадий обработки, глубины резания и подачи в зависимости от точности заготовок (или полуфабрикатов), точности, достигаемой после каждого рабочего хода (стадии обработки), а также от ряда других технологических ограни чений производительности труда: жесткости деталей и инструмента, точности и жесткости станков и т. д.

Таким образом, настоящие нормативы содержат расчетные данные по обоснованному выбору всех элементов режимов резания, входящих в формулы основного времени для различных видов станочных работ. Решение задач обеспечения производительности обработки в завися мости от исходного качества заготовок и достижимого качества гото вых деталей является существенным народнохозяйственным вкладом в повышение производительности станочной обработки и технологии» ского обеспечения требуемого качества деталей и машин.

1.4.    Нормативы режимов резания скомпонованы по технологии» скому принципу и содержат данные для проектирования операций то чения, растачивания, сверления, зенкерования, развертывания, зенко вання, цекования, нарезания резьбы, фрезерования плоскостей, кон туров, пазов различной формы, шлифования. Это дает возможность

5

проектировать операции для многоцелевых станков, выбирая режимы обработки из соответствующего раздела нормативов.

1.5.    Нормативы предназначены для расчета режима резания и составления управляющих программ по запроектированному или действующему технологическому процессу при ручном программировании и при составлении программ при помощи ЭВМ. Нормативами охвачена обработка деталей из сталей углеродистых и легированных, коррозионно-стойких, жаропрочных и жаростойких, чугунов, медных и алюминиевых сплавов на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением наиболее распространенных моделей (см. приложения 46, 47, 48).

1.6.    Нормативы ориентированы на режимы резания как при черновой, так и при чистовой обработке следующими видами инструментов; резцами проходными, отрезными, расточными, канавочными; фрезами торцовыми, концевыми, дисковыми двух- н трехсторонними, пазовыми, прорезными, угловыми, шпоночными, сверлами, зенкерами, развертками, метчиками, зенковками, расточным инструментом (расточные резцы, головки расточные двухрезцовые тестированные, а также резцы, блоки, головки и микроборы по ТУ предприятии и отраслей).

Инструментальные материалы — быстрорежущая сталь, твердый сплав, минеральная керамика и сверхтвердые инструментальные материалы.

1.7.    В состав нормативов входят общие и методические указания по расчету режимов резания, примеры расчета режимов резания и норм штучного времени по видам работ и инструмента и приложения. Каждый раздел нормативов по видам работ и инструмента включает сведения, позволяющие выбрать типоразмер инструмента, его геометрические элементы, марку инструментального материала. В картах приведены рекомендации по выбору стадий обработки, глубины резания (числа рабочих ходов), подач, скоростей резания и по определению мощности как в аналитическом виде, так и в табличном.

1.8.    В связи с тем что процесс обработки деталей всегда сводится к последовательному снятию с заготовки слоев материала с целью улучшения ее точности и шероховатости, нормативы рассчитаны на ииогостадийность обработки.

В них предусмотрены следующие стадии обработки;

I — черновая;

И — получистовая;

III    — чистовая;

IV    —отделочная.

Каждая стадия обработки обеспечивает получение определенной точности и шероховатости поверхностей детали.

Число последовательных уточняющих заготовку стадий обработки выполнено в соответствии с рекомендациями, приведенными в Справочнике технолога-машнностронтеля под редакцией А. Г. Коснловон и Р. К. Мещерякова (М.: Машиностроение, 1985), с некоторой коррекцией точности обработки в соответствии с применяемым инструментом, подачами и жесткостью технологических систем.

1.9.    В настоящих нормативах допуски на стадии обработки для линейных размеров даны только на последовательный ряд операционных наладочных размеров, связывающих единую технологическую базу с обрабатываемой поверхностью в двух стадиях обработки; до обработки (предшествующая стадия); после обработки (выполняемая стадия). Если на чертеже заготовки или полуфабриката такой размер не проставлен, то он рассчитывается как замыкающее звено подетальной

цепи (ГОСТ 16320-80) для определения допуска предшествующей стадии обработки с учетом погрешности на величину допуска, связывающего старую и новую технологическую базу. Таким образом, смежные стадии обработки даны во взаимосвязи друг с другом для наладочных операционных размеров, выполняемых от одной технологической базы. Поэтому определить точность выполняемой стадии обработки можно только после численной оценки допуска на этот же размер до обработки от технологической базы, принятой на выполняемой стадии обработки.

1.10.    Нормативы позволяют использовать ЭВМ при расчете режима резания, соответствующего наименьшим затратам на операцию и наибольшей производительности станка. Для этого в приложениях даны математические модели для каждого вида обработки. Эксплуатация инструментов на режимах, рекомендуемых нормативами, возможна лишь при соблюдении технологической дисциплины производства (оборудование, инструмент, заготовки, оснастка должны удовлетворять техническим требованиям). Приведенные в нормативах рекомендации по выбору инструмента и режимов обработки могут уточняться применительно к конкретным производственным условиям.

1.11.    Общне указания по расчету режимов резания.

Нормативы режимов резания применяют на стадии разработки операционного технологического процесса. Они позволяют определить: конструкцию и материал режущей части инструмента; необходимые стадии обработки; глубину резания для каждой стадии обработки; подачу для каждой стадии обработки; скорость резания для каждой стадии обработки; мощность, необходимую для резания; крутящий момент от сил резания; время автоматической работы станка по программе.

1.11.1.    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 каких-либо других ограничений по их применению. К таким ограничениям относятся, например, прерывистая обработка жаропрочных сталей, обработка отверстий малых диаметров, недостаточная скорость вращения детали или инструмента, недостаточная мощность станка и тому подобные факторы.

Выбор конструкции инструмента, его геометрических параметров, марок инструментального материала в зависимости от вида, характера н условий обработки и обрабатываемого материала производят по приложениям 1...12,

1.11.2.    Необходимые стадии обработки выбирают исходя из требований к точности обрабатываемых поверхностей н точности применяемой заготовки.

Стадии обработки выбирают из соответствующих карт для каждого вида обработки. При обработке отверстий выбор стадий обработки сводится к выбору последовательности переходов. Количество стадий в нормативах соответствует обработке на станках нормального класса точности, удовлетворяющих требованиям ГОСТов и ТУ на нормы точности и жесткости. Для станков повышенной точности и жесткости количество стадий обработки может быть скорректировано к конкретным условиям обработки.

7

1.11.3. Глубина резания для каждой стадии обработки должна обеспечивать выполнение следующих требований:

снятие погрешностей обработки н дефектов поверхностного слон, полученных на предшествующей стадии обработки;

компенсацию погрешностей, возникающих на выполняемой стадии обработки.

Для обеспечения этих требований выбор глубины резания для i-й стадии осуществляется по формулам: при точении

t| — Rz_M + Т_С|_₍ + —,

где Rzi_i — шероховатость поверхности, образовавшаяся на предшествующей стадии, мкм; T_Cj_₍— глубина измененного слоя, образовавшегося на предшествующей стадии, мкм; 6j, 61-1—допуск размера на выполняемой и предшествующей стадиях обработки соответственно, мкм;

при обработке отверстий

а _n- I 'г . *1 4- N-1 4* Pi 4* Pj-i

Ч —    4-    I е,_, 4-- ,

где pi, Р1-1 —точность расположения отверстий на выполняемой и предшествующей стадиях соответственно, мкм;

при обработке торцовыми фрезами

tj = Rzi-i + Тс_м + &| + 8|_, + pi + Pi—1.

где pi, pi-i —непараллельность и неперпенднкулярность поверхности на выполняемой и предшествующей стадиях соответственно, мкм.

При фрезеровании концевыми фрезами в подавляющем большинстве случаев имеет место значительное колебание припуска на обработку, которое во много раз превышает допуск на заготовку. Распределение припуска на обработку в этом случае производится исходя из требуемой точности получения обрабатываемого размера и значений минимального и максимального вдоль обрабатываемого контура припуска. Такая методика приведена в разделе 2.З.1.2.

Глубина резания для первой (черновой) стадии обработки должка проверяться по возможностям инструмента.

1.П.4. Подачу для каждой стадии обработки назначают с учетом размеров обрабатываемой поверхности, заданной точности и шероховатости, обрабатываемого материала и выбранной на предыдущем этапе глубины резания.

Подачу, выбранную для черновой н получистовой стадий обработки, проверяют по прочности механизма станка. Если выбранная подача не удовлетворяет этим условиям, необходимо установленную по нормативам подачу снизить до величины, допустимой прочностью механизма станка. Подачу, выбранную для чистовой и отделочной стадий обработки, проверяют по условию получения требуемой шероховатости. Окончательно выбирают меньшую из подач.

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

Скорость резания по видам работ и типам инструментов дана на обработку сталей конструкционных углеродистых и легированных, ста-

8

лей жиропрочных, коррозионно-стойких, жаростойких, чугуна серого и коикого, медных и алюминиевых сплавов.

Режим резания на черновых н получнетовых стадиях проверяют по мощности и крутящему моменту станка с учетом в каждом случае его конструктивных особенностей.

Выбранный режим резания должен удовлетворять условиям:

Ns^N, и 2М<2Мст,

где N — мощность, потребная на резание, кВт; N₀ — эффективная мощность станка, кВт; 2М — двойкой крутящий момент при резании, Н-м; Мст — двойной крутящий момент на шпинделе станка, допустимый станком по прочности механизма или мощности электродвигателя, Н*м.

1.11.6.    Двойкой крутящий момент при резании определяется по формуле

^2М = Т®Г^Н-“.

где Р_х — главная составляющая силы резания, Н; D—диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Если выбранный режим не отвечает указанным условиям, необходимо установленную скорость резания понизить соответственно величине, допускаемой мощностью или крутящим моментом станка.

Нормативные значения скорости резания рассчитаны на одностаночное обслуживание. Применение многостаночного обслуживания определяет экономическую целесообразность дополнительного повышения периода стойкости и соответствующего снижения скорости резания. Коэффициент изменения периода стойкости зависит как от числа обслуживаемых станков, так и от свойств обрабатываемого материала деталей. В приложении 21 приведены значения поправочных коэффициентов на режимы резания при многостаночном обслуживании.

1.11.7.    Время цикла автоматической работы станка по программе Тц.а складывается из основного времени автоматической работы станка Т₀ и машинно-вспомогательного времени Т*», т. е.

Тц. | = To*f 7_НВ;

л

= Т_{мв> и} -f- т_ив. _х,

где Li —длина пути, проходимого инструментом или деталью в направлении подачи при обработке i-ro технологического участка (с учетом врезания и перебега), мм; S*, —минутная подача на данном участке, мм/мин; i=l, 2, п — число технологических участков обработки.

L\ = L + /| + 1г + h*

где L —длина пути (или траектории), проходимого инструментом или деталью в направлении подачи, мм; Л, /₂. /з — длина подвода, врезания и перебега инструмента соответственно, мм.

Величина L определяется исходя из параметров траектории или летпли. Так, при обработке участхов детали с перемещением инструмента по двум координатам длину L определяют по формуле

1=У(Дх)* + (Ду)*.

где Лх, Лу — приращения соответствующих координат на данном участке обработки.

При перемещении инструмента по дуге окружности длину L определяют

L = 2R-arcsin —^или £ = '{i*R,

где R — радиус дуги окружности, мм; а — длина хорды дуги окружности, мм; ф— центральный угол, опирающийся на конечные точки дуги окружности, рад; Т_ив. _и — машинно-вспомогательное время на автоматическую смену инструмента, мин; Т_м1._х — машинно-вспомогательное время на выполнение автоматических вспомогательных ходов и технологические паузы, мин.

Для станков с револьверными головками время Т_м».а можно определить по формуле

Т_нв. М = Кп • Тип "Ь Тнф,

где Тяя — время поворота револьверной головки на одну позицию, мин; Кп — количество позиций, на которое необходимо повернуть револьверную головку для установки требуемого инструмента; Т_Иф — время фиксации револьверной головки, мни.

Для станков с контурными системами управления время Т_и«.х можно определить по формуле

где L_XXj—длина пути j-ro участка автоматического вспомогательного хода, мм; S„_y— минутная подача ускоренного хода; j=l, 2, ..., ш — число участков автоматических вспомогательных ходов.

Для станков с позиционными н универсальными (контурно-позиционными) системами управления станками, в которых программирование обработки ведется стандартными циклами, аналитическим путем время Т_м..ж определить трудно в связи с тем, что конкретные станки в зависимости от их наладки имеют значительные разбросы значений Smxx и Lux (связанные с уставками позиционирования). Для более точного определения времени Т*.,* на этих станках рекомендуется проводить предварительный хронометраж с целью определения фактического времени Т ■и.* при перемещении стола или инструмента на мерное расстояние в направлении различных координат.

Значения машинно-вспомогательного времени 1_н%м для основных типов станков приведены в приложениях 46, 47, 48.

В том случае, когда нормирование ведется для уже спроектированного технологического процесса и имеется управляющая программа, время Т_ц. _а определяют прямым хронометрированием цикла обработки детали.