Время токарной обработки: формулы расчета, табличные значения

О чем речь? Время токарной обработки зависит от серийности производства, материала и сложности детали. Продолжительность работ напрямую влияет на финансовые показатели, поэтому важно учитывать данный параметр при расчете сметы.

Что учесть? При расчетах времени обработки закладывается все: от подготовки рабочего места до фиксации детали на станке и заключительных операций. Для этого пригодятся формулы, таблицы с переменными и справочными значениями.

Влияние серийности токарной обработки на время выполнения операций

Мелкосерийное и единичное производство

Для этой категории токарной обработки характерен выпуск мелких партий изделий. При этом сортамент может быть обширным.

Для обработки деталей чаще всего применяется универсальное оборудование широкого профиля, а также специализированные приспособления и инструменты.

Технологические карты и наряд-задания выдаются непосредственно оператору станка.

Запас заготовок пополняется силами вспомогательных рабочих.

Правка и заточка режущих кромок инструментов станков осуществляются обычно централизованно. Каждый токарь лично получает резцы и доставляет их на свое рабочее место.

Для закрепления болванок, имеющих большой вес и размеры, используются специализированные вспомогательные приспособления.

Среднесерийное производство

Выпускается однотипная продукция относительно большими партиями на регулярной повторяющейся основе.

Для изготовления деталей используются универсальные станки и инструменты.

Изделия, вытачиваемые по сходному технологическому циклу, закрепляются за группой оборудования (станков) с идентичными эксплуатационными параметрами.

Время активной обработки на токарном станке однотипных партий изделий, имеющих средние габариты, между двумя остановами для переналадки, составляет 0,25-4 рабочих смен. На одном рабочем месте осуществляется от 11 до 20 технологических операций.

Для минимизации брака и повышения производительности труда на изготовление каждой детали формируется технологическая карта, в которой содержатся сведения о режиме работы, последовательности действий, нормы времени токарной обработки и т.д.

Наряд-задние токарь получает от мастера или начальника цеха. Инструмент, вспомогательное оборудование, СОЖ, технологическую карту доставляют на рабочее место другие работники.

Заточка резцов производится массово и централизованно для всех станков предприятия.

Для того чтобы сократить время обработки детали на токарном станке, все необходимые приспособления, контрольно-измерительные приборы и вспомогательные инструменты располагаются на штатных местах рабочего пространства.

Расчет нормативов времени для отдельных операций токарной обработки производится, исходя из того, что каждое воздействие осуществляется одним инструментом и на одном станке. 

Из чего складывается техническая норма времени токарной обработки

Нормативы времени на токарную обработку включают в себя подготовительно-завершающий период и основную стадию получения из одной заготовки готового изделия.

• Подготовительно-заключительный период (Тпз)

На этой стадии токарь надевает спецодежду, проверяет работоспособность агрегатов, получает и изучает техническое задание, сдает готовые изделия контролирующим структурам (ОТК), производит уборку рабочего места. Подготовительно-заключительное время рассчитывается на всю партию вне зависимости от ее объема.

• Штучное время (Тшт.)

Кроме основного времени при токарной обработке следует различать так называемое штучное. Этот период складывается из продолжительности совокупности последовательно выполняемых технологических операций, времени, потраченного на ТО оборудования, перерывы на отдых и личные надобности (Тл).

• Основное время (Тосн.)

Этот временной параметр используется для оценки продолжительности собственно самой обработки материала резанием. Различают следующие разновидности времени при токарной обработке: машинное, при котором вращение заготовки и подача резца осуществляются станком; машинно-ручное, характеризующееся тем, что подачу инструмента контролирует оператор; ручное.

• Вспомогательное (Твсп.)

Для создания нормативов важно иметь правильную методику расчета вспомогательного времени при токарной обработке. Это период, в течение которого необходимо выполнить ряд полезных действий, направленных на выполнение основного задания. Следует отметить его цикличность, то есть воспроизведение ряда операций при обработке каждой из последующих болванок. Например, закрепление заготовки, установка необходимого резца, контроль размеров, снятие готового изделия и т.д.)

В сумме основное (Тосн.) и вспомогательное (Твсп.) дают оперативное время (Т оп.)

• Время ТО рабочей зоны (Тто).

Так называют отрезок времени, необходимый для замены инструмента, потерявшего нужные кондиции, изменения пространственного положения детали для следующей операции (например, переворачивание), уборки стружки, удаления остатков смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и пр.

• Время организационного обслуживания рабочего места (Тор.)

Это период, в течение которого производится подготовка к использованию (уборка) инструментов и приспособлений, смазка и чистка станка. Для того чтобы рассчитать время токарной обработки, часто используют параметр Тобсл, являющийся суммой отрезков времени, затрачиваемых на техническое и, соответственно, организационное обслуживание рабочего места.

При этом единицей измерения оперативного времени (и всех основных составных его частей) является минута, а Тобсл и Тл исчисляются в процентах от оперативного времени (Топ.) 

Формулы расчета времени токарной обработки

Расчет машинного (основного) времени при токарной обработке производится по формуле:

Тосн = L*i/S*n, мин, где

S — подача инструмента (мм/об); n — число оборотов шпинделя в минуту; L — расчетная длина обработки (мм); i — количество проходов.

Формула для вычисления расчетной длины:

L=l+y, мм, где

l — длина обрабатываемой поверхности в направлении подачи (мм); y — величина врезания и перебега инструмента (мм).

Вспомогательное время токарной обработки определяется по формуле:

Твсп — Тву + Твп, мин, где

Тву — вспомогательное время на установку, фиксацию болванки и снятие готового изделия (мин); Твп—вспомогательное время, связанное с переходом (мин). Этот временной параметр зависит от метода крепления заготовки, ее габаритов и веса. Значения содержатся в таблицах справочной литературы.

Расчет нормы штучного времени на токарную обработку:

Тшт = Тосн + Твсп + Тобсп + Тп, МИН, где

Тобсл+Тл – время на обслуживание рабочего места и время перерывов на отдых и личные надобности; Тосн – основное время (мин); Твсп – вспомогательное время (мин.)

Формула расчета нормы времени на токарную обработку партии идентичных заготовок:

Т парт = Тшт • m+Tпз, МИН, где

Тшт — норма штучного времени (мин); Тпз — норма подготовительно-заключительного времени на партию (мин); m – количество деталей в партии.

Для расчета технической нормы времени на токарную обработку одного изделия до готового состояния применяется следующая формула:

Tвр = Тшт + Тпз/m, мин

Табличные значения подготовительно-заключительного времени токарной обработки

Подготовительно-заключительное время. Токарно-винторезные станки:

Время, затрачиваемое на дополнительные элементы подготовительно-заключительных работ, не учтенных в комплексах:

Факторы, влияющие на время токарной обработки

Технологическая карта, содержащая последовательный перечень всех операций для превращения заготовки в готовое изделие, является необходимым условием при организации производства, специализирующегося на обработке материалов резанием. Важное значение имеют конфигурация детали, материал изготовления, квалитет точности, заданная шероховатость поверхности и другие параметры.

Длительность подготовительно-заключительного времени должно укладываться в разработанные нормативы. Перечислим основные виды работ, производимых на этой стадии:

• получение и ознакомление с наряд-заданием и технологической картой;
• чтение чертежей, прохождение инструктажа;
• проверка комплектности инструментов и приспособлений;
• подготовка рабочего места, тестовый запуск станка;
• уборка рабочего пространства в конце рабочей смены.

Нормативы подготовительно-заключительного времени на токарную обработку приведены в виде укрупненных комплексов профессиональных приемов.

Технологическая документация также содержит значение норм времени, которое затрачивается на проведение отдельных операций, не включенных в общие комплексы.

Тпз рассчитывается с учетов влияния следующих основных факторов:

• модель станков и характеристики вспомогательного оборудования;
• метод фиксации заготовки и сложность детали, из нее вытачиваемой;
• количество необходимых для обработки инструментов;
• число изменений позиции.

В расчет также берется степень сложности подготовительных работ: легкая, средняя, продолжительная (комплексная).

Для простой подготовки достаточно быстро прочитать чертеж и закрепить заготовку. Количество операций минимально. Часто готовое изделие получается в один-два прохода.

Средняя сложность предполагает более вдумчивое изучение технической документации. Прежде чем приступить к работе, необходимо пройти инструктаж. В процессе обработки резанием производится одна переналадка станка.

Если предстоит изготовление достаточно крупной партии одинаковых деталей, подготовительно-заключительное время сокращается на 30 – 50 % относительно действующего норматива.

При определении табличных значений Твсп учитываются все распространенные способы фиксации заготовки в станке. Основным критерием, по которому производится расчет параметра, является масса детали. Естественно, что и другие второстепенные показатели не игнорируются.

Время, затрачиваемое на установку заготовки и извлечение изделия, приведено с определенным запасом из расчета на разные по содержанию комплексы приемов. Время токарной обработки штучных болванок складывается из продолжительности следующих операций: установка и закрепление заготовки, запуск станка, останов шпинделя и снятие изделия, транспортировка детали в ОТК, уборка рабочего места.

В зависимости от обстоятельств в состав комплексов приемов могут быть включены следующие манипуляции:

• при использовании подъемных механизмов – строповка и перемещение заготовки;
• при работе с оправкой – установка и демонтаж приспособления;
• при использовании защитного щитка – установка и снятие ограждения.

Часто задаваемые вопросы о времени токарной обработки

Как рассчитать время при шлифовании?

Машинное (основное) время при всех методах шлифовки деталей рассчитывается по следующей формуле:

to = QM/Q = FП/VДst, где

QM – объем материала, который необходимо сточить (мм³), F – площадь поверхности обработки (мм²), П – припуск на сторону (мм), Q – удельный показатель, характеризующий объем материала заготовки, удаляемый в единицу времени (мм³/мин), VДst – подача при шлифовании.

На что влияет правильный выбор режимов резания при точении?

На точность и качество резания при токарной обработке влияет множество различных факторов. Одним из главных считается совокупность характеристик и набор режимов конкретной модели станка. Правильный выбор настроек позволяет не только достичь нужных результатов, но и сократить время токарной обработки.

Инженер-технолог решает самую важную задачу – подбор оптимального режима резания под каждую технологическую операцию. Специалист оперирует следующими факторами:

• глубина резания;
• подача;
• скорость.
• тип режущего инструмента.

В каких случаях уменьшается время токарной обработки?

Если задание заключается в изготовлении крупной партии одинаковых по характеристикам деталей, время на подготовку может быть уменьшено на 30-50 % по сравнению с действующим нормативом.

Время на токарную обработку – это очень важный фактор при планировании производства. В большинстве случаев значение параметра можно взять из таблиц справочников. Но в некоторых условиях необходим тщательный расчет продолжительности отдельных этапов токарной обработки по формулам.