23.02.04_ПМ.02_МДК.02.04_КП_2022-2023_4 курс. Методические рекомендации по организации выполнения и защите курсового проекта

• Название: Методические рекомендации по организации выполнения и защите курсового проекта
• Дата: 02.03.2023
• Размер: 1.05 Mb.
• Имя файла: 23.02.04_ПМ.02_МДК.02.04_КП_2022-2023_4 курс.doc
• Тип: Методические рекомендации; #965472
• страница: 5 из 7

5.7 Расчет технической нормы времени вибродуговой наплавки

Автоматическая вибродуговая (электроимпульсная) наплавка производится на вращающуюся деталь с помощью специального наплавочного аппарата (головки).

Для улучшения формирования наплавленного слоя металла и предохранения его поверхности от окисления применяется охлаждающая жидкость (обычно 5 – 6% - ный водный раствор кальцинированной соды). С увеличением подачи жидкости в зону наплавки твердость наплавляемого слоя возрастает. Вибродуговой способ наплавки требует более строго соблюдения параметров режима по сравнению с другими способами наплавки.

Порядок выбора режима и расчета технической нормы времени вибродуговой наплавки

1. Определение толщины наплавляемого слоя зависит от величины износа и припуска на механическую обработку, который колеблется в пределах 0,6 – 1,2мм на сторону; рекомендуемая толщина слоя не более 3,5мм на сторону.

2. Выбор марки и диаметр электродной проволоки применительно к материалу детали и её поверхностной твердости. Наибольшее применение получили проволоки (ГОСТ 2246 – 70) марок: Св – 08, Св – 08А, Св – 10Г2, а также легированная проволока марок: Св – 18ХГСА, Св – 10ХМ, Св – 18ХМА и пружинная класса ΙΙ (ГОСТ 9389 – 60). Марку проволоки для наплавки стальных и чугунных деталей выбирают в зависимости от твердости, которую необходимо получить после наплавки. Диаметр электродной проволоки зависит от толщины наплавляемого слоя. При наплавке слоев толщиной менее 1,0мм на сторону применяют проволоку диаметром 1,0 – 1,5мм, для слоев толщиной до 2,0мм – диаметр проволоки 2,5мм, при большей толщине – диметром – 2,0 – 3,0мм.

3 Выбор электрических параметров наплавки. Устанавливают род тока (лучшие результаты получаются при использовании постоянного тока обратной полярности). Сила тока определяется диаметром электродной проволоки и скоростью её подачи при наплавке

Для проволоки диаметром 1, - 1,8мм рекомендуется сила тока 100 – 220А. Например, при диаметре электродной проволоки до 2,0мм плотность принимают 60 – 75 а-*мм², для проволоки большого диаметра 50 – 75а/мм². При ускоренной подаче проволоки необходима и повышенная сила тока. Наиболее рациональное напряжение при наплавке слоя толщиной до 1,0мм 12 – 15В, при большой толщине 15 – 20В. Размах вибрации 0,75 – 1 диаметра электродной. Чем меньше значение напряжения тока на дуге, тем меньше размах вибрации проволоки.

4 Выбор кинематических параметров:

а) скорость подачи проволоки назначают при напряжении тока до 1,5В и диаметре проволоки 1,6 – 2,0мм 50 – 70см/мин, а при большем напряжении 90 – 150см/мин;

б) шаг наплавки целесообразно принимать 1,2 – 1,5мм при напряжении тока 10 – 13Ви 1,5 – 2,0мм при напряжении 13 – 22В. Шаг наплавки S можно определять и в зависимости от диаметра электродной проволоки по формуле:

S = (1,0 – 1,5)*d мм/об (35)

в) скорость наплавки V определяют опытным путем или рассчитывают по формуле:

V = мм/сек (36)

где d – диаметр электродной проволоки, в мм;

v_п – скорость подачи электродной проволоки, в мм/сек;

К – коэффициент перехода электродной проволоки в наплавленный металл (К 0 0,8 – 0,9);

H – заданная толщина наплавленного слоя, в мм (без механической обработки);

S – шаг наплавки , в мм/об;

а – коэффициент, учитывающий отклонения фактической площади сечения наплавленного слоя от площади четырехугольника с высотой h (для учебных целей можно принимать а = 1,0).

Среднее значение скорости наплавки при толщине наплавляемого слоя 1 – 3мм находится в пределах 5 – 20мм/сек.

Число оборотов детали N, обеспечивающее получение слоя заданной толщины определяют по формуле:

N = (37)

где D – диаметр наплавляемой детали, в мм;

г) расход охлаждающей жидкости составляет при наплавке деталей: из средне- и высокоуглеродистых, а также легированных сталей 0,3 – 0,5л/мин, из малоуглеродистых сталей 1л/мин.

При наплавке тонких деталей из низкоуглеродистых сталей обычно расходуют 3 – 5л/мин.

Режим вибродуговой наплавки в зависимости от толщины слоя наплавки и диаметра электродной проволоки можно назначить:

Таблица 27. Данные для выбора режима автоматической вибродуговой наплавки

толщина наплавляемого слоя, в мм	диаметр электродной проволоки, в мм	Ток, в А	скорость, в м/мин		шаг наплавки, в мм	угол подачи проволоки к детали, в град.
			наплавки	подачи проволоки
1	2	3	4	5	6	7
0,3	0,6	120 - 150	2,2	0,6	1,0	35
0,7	1,6	120, - 150	1,2	0,4	1,3	35
1,1	2,0	150 - 210	1,0	0,8	1,6	45
1,5	2,0	150 - 210	0,6	1,0	1,8	45
2,5	2,5	150 - 210	0,3	1,1	2,0	45
Примечание: Напряжение в пределах 12 – 15В

После вибродуговой наплавки поверхности обрабатывают шлифованием, первоначальное грубым (обдирочным), а затем чистовым под нужный размер. При наплавке проволокой Св – 08 поверхность легко обрабатывается резанием.

5. Выбор оборудования

Установка для вибродуговой наплавки цилиндрических деталей в среде жидкости состоят из станка, вращающего наплавляемое изделие, источника питания, наплавочной головки и системы подачи жидкости.

Для вращения наплавляемого изделия служат обычно старые токарно – винторезные станки, оборудованные редуктором, уменьшающим число оборотов шпинделя до 1 – 20 оборотов в минуту. Охлаждающая жидкость подается в мундштук при помощи насоса станка.

Источником питания дуги могут низковольтные генераторы постоянного тока АНД – 500/250, АНД – 1000/500 или сварочные генераторы типа ПС – 300 и др. Наибольшее применение при восстановлении деталей строительных машин получили сварочные преобразователи ПСГ – 500 – 1 и ПСГ – 350.

Наплавочные головки для автоматической вибродуговой наплавки выпускаются нашей промышленностью с различными механизмами для вибрации электродной проволоки.


Таблица 28. Техническая характеристика наплавочных головок

параметры электродной проволоки	НИИАТ, УАНЖ - 6	ГМВК – 2ВИМ	КУМА - 5	УПИГ - 7
1	2	3	4	5
Диаметр, в мм	1,4 – 2,0	1,0 – 2,3	0,5 – 2,5	до 3,0
скорость подачи, в мм/сек	5 - 39	19 - 70	3,3 - 50	10 – 34,5
Амплитуда вибрации, в мм	0,8 – 3,0	до 3,0	-	1,65 – 3,25

Основное время определяют по формуле:

T_О = мин (38)

где L – длина наплавляемой поверхности, мм,

i – число проходов,

n - частота вращения изделия, об/мин;

S – продольная подача, принятая по таблице 27 и скорректированная по паспорту станка, мм/об.

Вспомогательное время определяют по таблице 29, к этому времени на каждый проход добавляют 0,9мин

Таблица 29. Вспомогательное время на установку и снятие детали, мин.

Вес детали, кг	Время на установку и снятие
	В 3-х кулачковом патроне	В центрах	В центрах с люнетом
До 10 Свыше 10	1,0 1,5	0,5 1,0	1,0 1,5

Определяют оперативное время наплавки по формуле

Т_оп = Т_о+Т_в мин (39)

Дополнительное время составляет 15% от оперативного и определяют по формуле:

Т_д = мин (40)

кде К – дополнительное временя, которое составляет 15% к оперативному, К = 15%

Подготовительно – заключительное время определяют, в зависимости от высоты центров шпинделя станка принимают по таблице 30

Таблица 30. Подготовительно-заключительное время, мин.

Станки	Время, мин.
С высотой центров 200 мм 300 мм. Более 300 мм	16 20 25

Определяем штучное время

Т_шт = Т_оп+Т_д мин (41)

Штучное время входит полностью в норму времени на изготовление или ремонт каждого изделия.

Определяют норму калькуляционного временя

Т_к = мин (42)

где g – количество деталей в партии
5.8 Техническое нормирование фрезерных работ

Фрезерование является одним из самых производительных и распространенных методов обработки резанием. Фреза представляет собой многолезвийный инструмент, каждый зуб которого является резцом. В ремонтном производстве на заводах и при текущем ремонте в мастерских дорожных организаций и автотранспортных предприятиях, фрезерование производится на горизонтальных и вертикальных фрезерных станках. На них производятся фрезерование плоскостей, шпоночных пазов; фрезерование фасонных поверхностей. Фреза представляет собой многолезвийный инструмент, каждый зуб которого является резцом.

В ремонтном производстве на различных фрезерных станках выполняются следующие работы:

1 Фрезерование открытых плоскостей, параллельных оси фрезы – цилиндрическими фрезами.

2 Фрезерование открытых (особенно длинных и широких) плоскостей перпендикулярных оси фрезы – торцевыми фрезами.

3 Фрезерование небольших плоскостей, уступов, пазов, криволинейных контуров по разметке и копиру – концевыми фрезами.

4 Фрезерование уступов, пазов, лысок, многогранников – дисковыми фрезами.

5 Разрезание тонких заготовок, отрезание, прорезание узких пазов – отрезными фрезами.

Назначение режима фрезерования шпоночной канавки

Основные элементы режимы резания при фрезеровании – ширина, глубина резания, подача и скорость резания.

При назначении режима резания глубина резания выбирают в зависимости от припуска на обработку и требуемой чистоты поверхности.
Установка режимов резания :

1 принимают тип, диаметр и число зубьев фрезы в зависимости от обрабатываемой поверхности детали, диаметры фрез указаны в таблице 31.
Таблица 31. Диаметры фрез, мм.

Тип фрезы	Диаметр фрезы
Цилиндрические фрезы
Цельные с мелкими зубьями	40, 53, 63, 80, 100
Цельные с крупными зубьями	50, 63, 80, 100
Сборные со вставными зубьями	100, 125, 160, 200, 250
Торцевые фрезы

Цельные с мелкими зубьями	40, 53, 63, 80, 100
Цельные с крупными зубьями	63, 80, 100
Сборные с ножами из твердого сплава	200, 250, 320, 400, 500, 630
Сборные с ножами из быстрорежущей стали	80,100, 125, 160, 200, 250
Концевые фрезы
Цельные	3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20,22, 25……50
С коронками из твердого сплава	10, 12, 14, 16, 18, 20,22
Дисковые фрезы
Цельные трехсторонние	50, 63, 80, 100
Цельные двухсторонние	63, 80, 100, 125
Сборные трехсторонние	80,100, 125, 160,180, 280, 315

Число зубьев определяют по формуле:

а) Число мелких зубьев фрезы:

Z > 1,5*²√Д (43)

где Z – число принятой фрезы,

Д – диаметр принятой фрезы, принимается в зависимости от обрабатываемой поверхности, мм

- число зубьев для чистовой обработки:

б) Число крупны зубьев фрезы:

Z < 1,5*²√Д

в) Число зубьев собранных фрез со вставными ножами для обработки стали:

Z = (0,04 – 0,06)*Д (44)

г) Тоже для обработки чугуна:

Z = (0,04 – 0,06)*Д (45)

д) Тоже для обработки цветных материалов:

Z = (0,02 – 0,03)*Д (46)

При фрезеровании различают три вида подачи: подачу на один зуб фрезы S_Z в мм/зуб; подачу один оборот S₀, в мм/об; подачу в минуту S_М, мм/мин. Между этими подачами имеется следующая зависимость:

S_О = S_Z*Z, в мм/об; (47)

S_М = S_О*n = S_Z*Z*n, в мм/мин (48)

В большинстве случаев глубину резания при черновом фрезеровании составляет 2 -8мм, а при чистовом фрезеровании - 0,5 – 1,5мм. При черновом фрезеровании весь припуск рекомендуется снимать за один проход, Для предотвращения быстрого притупления и выкрашивания зубьев фрезы при фрезеровании поковок, отливок и наплавленных мест детали, поверхность которых имеет твердую корку, глубина резания следует назначать не менее 2мм.

По типу фрезы, её диаметру и числу зубьев устанавливают глубину резания, число проходов и подачу на один зуб, при этом подачу согласовывают с имеющейся на станке.

Производительность фрезерования в значительной степени зависит от величины подачи. При обработке сталей подача в зависимости от глубины резания колеблется в пределах 0,03 – 0,5мм/зуб. Большие подачи выбирают для чернового фрезерования. При выборе подачи для чистового фрезерования необходимо учитывать требования к чистоте поверхности, конструкцию фрезы и жесткость системы. Принятая по таблицам подача должна соответствовать подаче, имеющейся на выбранном станке.

По этим данным определяют скорость резания. Скоростью резания при фрезеровании называется окружная скорость в м/мин режущих кромок зубьев фрезы, измеренная по наибольшему диаметру. Она зависит от много их факторов: от обрабатываемого материала и материала фрезы, диаметра и числа зубьев фрезы, глубины резания, подачи и др.

Скорость резания при фрезеровании для конкретных заданных условий корректируется поправочными коэффициентами, которые указаны в таблицах 32, 33 и 34.

Таблица 32. Поправочные коэффициенты на скорость резания, учитывающие при фрезеровании обрабатываемый материал – Км

Сталь кгс/мм2						Чугун НВ
41-50	51-60	61-70	71-80	81-90	91-100	120-140	141-180	181-200	221-260
Углеродистая сталь
0,01	1,2	1,0	0,9	0,8	—	—	—	—	—
Легированная хромоникелевая
1,4	1,2	0,9	0,8	0,7	0,5	0,7	0,6	0,5	0,1

Таблица 33. Поправочные коэффициенты на скорость резания при фрезеровании в зависимости от характера заготовки Кх

Материал	Чистые отливки	Отливки загрязненные Сварочная корка	Прокат горячий катанный
Сталь Чугун Бронза Наплавленная поверхность	0,8 0,75 0,9 —	0,7 0,5 0,7 0,5	0,9 — — —

Таблица 34. Поправочные коэффициенты на скорость резания при фрезеровании в зависимости от марки стали фрезы - Кмр

Марка стали фрезы	Коэффициент
Р-9, Р-18 У-10, У-12 9ХС	1,0 0,5 0,6

Скорректированная скорость резания определяют по формуле:

V_К = V_Т*К_М *К_МР*К_Х м/мин (49)

По скорректированной скорости резания определяют число оборотов фрезы:

n = (50)

где Д – диаметр принятой фрезы, мм

Найденную частоту вращения фрезы сопоставляют со скоростными возможностями станка, принимают ближайшие паспортные значения частоты вращения фрезы и определяют фактическую скорость по формуле:

V_Ф = м/мин (51)

После установки режима резания определяют основное время на фрезерные работы. Формулы для определения основного времени принимаются при рассмотрение различных фрезерных работ.

Основное время фрезерования черновой обработки

а) для торцевых фрез б) для дисковых фрез

мин, мин (52)

где h – глубина шпоночной канавки,

ℓ - длина шпоночной канавки, /см. раб. Черт./

Д – диаметр фрезы

n – принятая частота вращения фрезы по паспорту станка,

S_п.чер – продольная подача на оборот фрезы,

S_в.чер. – поперечная подача на оборот фрезы,

Вспомогательное время

Т = t_в1 + t_в2 (53)

где t_в1 – время на снятие и установку вала, табл.35

t_в2 – время на 1 й проход и время на последующие проходы, табл. 36

Таблица 35. Вспомогательное время на установку и снятие детали, мин.

Способ установки	Характер выверки	Масса детали не более
		1	3	5	8	12	20	50
На столе с креплением болтами и планками	Простая Сложная	1,0 1,6	1,2 1,9	1,4 2,0	1,6 2,2	1,9 2,5	2,2 2,9	3,9 6,0
На угольнике с креплением болтами и планками	Простая Без выверки	0,9 0,7	1,1 1,6	1,3 1,0	1,5 1,1	1,7 1,2	2,1 1,3	5,5 —
В тисках с винтовым зажимом	Простая Без выверки	0,4 0,2	0,5 0,2	0,5 0,3	0,6 0,3	0,6 0,3	— —	— —
В тисках с пневматическим зажимом	Простая Без выверки	0,4 0,2	0,4 0,2	0,5 0,2	0,5 0,3	0,6 0,3	0,7 —	—
В центрах	Простая Сложная	0,25 0,35	0,26 0,44	0,34 0,55	0,43 0,6	0,48 0,75	0,55 0,85	— —
На оправке	Простая Сложная	0,46 0,65	0,49 0,75	0,6 0,85	0,65 0,95	0,75 1,10	0,85 1,20	— —
В самоцентрирующемся патроне		0,18	0,19	0,22	0,26	0,32	0,39	—
В цанговом зажиме		—	0,40	0,45	0,5	0,6	—	—

Таблица 36. Вспомогательное время, связанное с проходом, мм.

Наименование прохода	Время на один проход, мм
Обработка плоскостей на первый проход с двумя пробными стружками	1,0
Обработка плоскостей на первый проход с одной пробной стружкой	0,7
Обработка плоскостей на последующие проходы	0,1
Обработка пазов на первый проход с одной пробной стружкой	0,8
Обработка пазов на последующие проходы	0,2

Определяем оперативное время

Т_оп = Т_о + Т_в , мин (54)

Дополнительное время на фрезерование шпоночной канавки

, мин (55)

где К = 7% от оперативного времени, берем

Определяем штучное время

Т_шт = Т_оп + Т_д , мин (56)

где Т_оп – оперативное время

Т_д – дополнительное время

Подготовительно – заключительное время (крепление вала в приспособлении на столе и время на установку фрезы), /табл. 37/:

Таблица 37. Подготовительно-заключительное время, мин.

Способ установки	Время, мин.
На столе с креплением болтами и планками	24
В тисках	22
В центрах	28
В самоцентрирующемся патроне	16
В приспособлении	27
Установка фрезы	2

Т_пз - подготовительно – заключительное время, мин.

Определяем штучное время на операцию

Т_шт = Т_осн. + Т_вп + Т_д в мин (57)

где Т_п.осн – основное время

Т_всп – вспомогательное время

Т_д – дополнительное время

Определяем время на изготовление партии валов

Т_пар = Т_пз + Т_шт* N, мин (58)

где N – количество изделий в партии

Т_пз – подготовительно – заключительное время, мин.

Т_шт – штучное время

Определяем техническую норму калькуляционного времени

, мин (59)