Оптимальный режим резания. Высокочастотная металлизация (стр. 2 из 3)
1.1 Техническое нормирование операции
Исходными данными, оказывающими влияние на норму времени и фактические затраты рабочего времени на операцию, является;
-материал обрабатываемой заготовки, его основная характеристика, способ получения исходной заготовки;
-размеры обрабатываемых поверхностей(с учетом допусков), размеры после обработки, требуемая точность и допустимая шероховатость обработанной поверхности;
-масса обрабатываемой заготовки;
-размер технологической партии;
-применяемое оборудование (основные сведения из паспорта станка);
-режущие и измерительные инструменты;
-предполагаемый способ базирования и закрепления заготовки;
-конструкция приспособления; способ базирования, обеспечение точности установки (с выверкой и без выверки); способ закрепления и открепления; для заготовок, устанавливаемых с помощью специальных устройств, основная характеристика этого устройств;
-планировка рабочего места;
-порядок обслуживания рабочего места; обеспечение заготовками, необходимой документацией, инструментами и приспособлениями, обеспечение наладки, подналадки и ремонта станка и т.п.
Все перечисленные данные в той или иной степени влияют на структуру проектируемой операции и на затраты рабочего времени.
Приступая к нормированию, необходимо детально представлять содержание нормируемой операции, последовательность и порядок выполнения составляющих ее элементов, технологические возможности оборудования, органы управления станком, организацию рабочего места и его обслуживания, так как технически обоснованная норма времени на операцию реальна только при соблюдении наложенных на нее условий выполнения операции.
Схематично расчет нормы времени осуществляется в следующей последовательности.
Нормирование основного (машинного) времени. Определение всех параметров режущего инструмента (типоразмера, материала режущей части, геометрических параметров и т.п.);последовательное определение элементов режима резания; глубины резания (числа проходов), максимально допустимой подачи, скорости резания (с учетом нормативной или требуемой стойкости режущего инструмента), а так же жесткости технологической системы; определение действующих (при установленных элементах режима резания) сил и моментов и сопоставление их с допустимыми силами и моментами по условиям обеспечения нормальной эксплуатацией станка, требуемой точности размеров и допустимой шероховатости обрабатываемой поверхности, а иногда и по жесткости и прочности инструмента и всей технологической системы; проверка режима резания по потребности мощности в соответствии с эффективной мощностью станка, уточнение величины подачи и частоты вращении (числа двойных ходов); расчет основного (машинного) времени по формуле соответствующей содержанию операции.
Формула для расчета основного времени:
(2)где L – величина перемещения инструмента или заготовки в направлении подачи за один рабочий ход, мм; n – частота вращения, мин-1; S – подача, мм/об, или мм/де.ход; h – припуск на обработку (для данного перехода), мм; t – глубина резания за один проход, мм; l – размер обрабатываемой поверхности в направлении подачи для конкретной операции, мм; l1 = величина врезания и перебега инструмента, мм; l2 – дополнительная длинна на взятие пробной стружки, l2 = 12…15 мм; при наладке станка, обеспечивающей получение требуемого размера l2 =0; i – число рабочих ходов.
Нормирование вспомогательного времени. Вспомогательное время, как уже было сказано, складывается:
из времени на установку и снятие детали;
из времени, связанного с переходом (комплекс приемов);
из времени на измерение (контроль окончательных размеров).
Вспомогательное время на установку и снятие детали в условиях среднесерийного и крупносерийного производства определяется в зависимости от способа установки, выверки и крепления заготовки не зависимо от вида станков. Сюда же включается время на пуск, остановку станка и время на установку деталей свыше одной (в многоместных приспособлениях), а так же время на очистку приспособления от стружки.
Нормативы вспомогательного времени, связанного с переходом, разработаны с учетом типа станков и содержат время на сложный комплекс приемов, регулярно повторяющихся при выполнении перехода (или обработке одной поверхности)
Нормативы вспомогательного времени на измерение предусматривают контрольные измерения после обработке на данной операции. Все промежуточные измерения в процессе обработки учтены во времени, связанным с переходом.
При расчете вспомогательного времени на измерение необходимо учитывать также периодичность измерений, оговоренную в отдельных картах, форму поверхности, вид обработки, квалитет точности и способ установки инструмента на размер.
После расчета всех составляющих вспомогательного времени его необходимо скорректировать по поправочному коэффициенту Кtв.
Заканчивается расчет вспомогательного времени анализом: выясняется, перекрывается оно целиком или частично основным временем.
В дальнейшем расчете штучного времени учитывается только не перекрываемое вспомогательное время.
Нормирование времени на обслуживание рабочего места. В условиях среднесерийного и многосерийного производства время на обслуживание рабочего места, как правило, выражают в процентах от оперативного времени с учетом группы станка.
Нормирование времени перерывов на отдых и личные надобности. Данную категорию затрат рабочего времени определяют так же в процентах от оперативного времени с учетом характера подачи инструмента, массы деталей и других факторов. Для станков, работающих на механической подачи, эти затраты принимаются равными 4% от tоп.
После определения всех затрат рабочего времени определяют норму штучного времени Тоm (мин) по формуле:
, (3)где
- время обслуживания рабочего места в процентах к оперативному времени, 
включает в себя 
(время технического обслуживания) и 
(время организации обслуживания); 
- время на отдых и личные надобности в процентах к оперативному времени.В некоторых случаях (например, в машинных и автоматизированных процессах в условиях массового производства) время технического обслуживания может быть выражено в процентах к основному времени. Тогда норма штучного времени (мин) рассчитывается по формуле
. (4)При выпуске продукции отдельными сериями (партиями) устанавливается норма подготовительно-заключительного времени. Оно рассчитывается по нормативам и включает в себя следующие элементы:
время на отладку станка, инструментов и приспособления ( в зависимости от типа приспособления и количества инструментов в наладке);
время на дополнительные приемы, связанные с содержанием операции; время на получение инструмента, приспособлений, техпроцесса до начала и на сдачу их после окончания обработки.
В случае необходимости рассчитывают норму времени на деталь как сумму нормы штучного времени и доли нормы подготовительно-заключительного времени, приходящейся на одну деталь по формуле (2)
Если одновременно обрабатывается несколько заготовок (за одну установку), рекомендуется весь расчет произвести на установочную партию, т.е. на операцию, а штучное время на одну деталь определять в конце расчета делением времени на операцию на количество заготовок, обрабатываемых одновременно.
2 Высокочастотная металлизация
2.1Сущность процесса
Многообещающий метод высокочастотной электрометаллизации изучен в гораздо меньшей степени, чем электродуговой. Установлено, что при плавлении металла токами высокой частоты и распылении расплавленного металла достигается большая степень дисперсности и связанное с этим высокое качество напыленных покрытий. Такой эффект получается в результате удачной конструкции распылительной головки и возможности производить Плавление металла на небольшую глубину. Элементарные частицы получаются непрерывным сдвигом с поверхности к концу прутка концентричных гребешков расплавленного металла. Как известно, индукционный нагрев металлов токами высокой частоты позволяет получить нагревание на глубину малых долей миллиметра. Глубина проникновения тока тем меньше, чем больше частота тока, электропроводность металла и магнитная проницаемость его. Наивысшая плотность тока получается на поверхности проводника. Считая, что высокочастотный ток протекает в проводнике только до «эквивалентной» глубины проникновения и распределен в этом слое равномерно, можно определить эквивалентную глубину проникновения.Глубина проникновения зависит также от температуры нагреваемого металла. Чтобы получить достаточно высокий коэффициент полезного действия индуктора высокочастотного металлизациопного аппарата, следует подбирать частоту тока в соответствии с диаметром распиливаемой проволоки. Наиболее подходит для использования в высокочастотном аппарате проволока диаметром 5—6 мм. Для плавления такой проволоки следует применять ток с частотой около 70 000 гц. При более тонкой проволоке потребуется ток еще более высокой частоты (например, при диаметре проволоки 3 мм - 200 000 гц). Учитывая сказанное, можно рекомендовать для питания высокочастотных металлизационных аппаратов ламповые генераторы ТВЧ (например, АЧПЗ-30 и ЛЗ-37). Скорость частиц при высокочастотной металлизации зависит от расстояния между соплом и поверхностью детали. Как и при других видах металлизации, она сначала увеличивается до известного максимума, а потом по мере удаления от сопла опять падает. С увеличением давления сжатого воздуха с 19,62 х 10*4 (2 am) до 49,05 х 10*4 н/м2 (5 am) средняя скорость частиц на расстоянии около 0,1 м увеличивается с 65 до 130 м/сек. Однако применять слишком высокие давления сжатого воздуха не рекомендуется, так как получается повышенное содержание окислов в покрытии и снижаются его механические свойства. Температура остальных частиц на расстоянии до 0,1 м и при давлении сжатого воздуха 29,43 х 104 (3 am) — 39,24 х 10*4 (4 am) н/м2 колеблется в пределах 1200—1400° С. По мере удаления от сопла температура частиц понижается, но менее интенсивно, чем при электродуговой металлизации. Дисперсность распыленного металла при высокочастотной металлизации зависит от давления сжатого воздуха. При давлении сжатого воздуха около 19,62 х 10*4 н/м2 (2 am) частицы имеют размер около 100— 120 мкм, а при 39,24 х 10*4 н/м2 (4 am) 60—90 мкм и при 49,05 х 10*4 н/м2 (5 am) 20—30 мкм. Характер сцепления слоя и основания при высокочастотной металлизации такой же, что и при других видах металлизации.