Формирование структуры операции

Выбор наносимого материала

 

Наносимый материал выбирается из справочной литературы или учебников, например [1-3, 5, 7, 11].

Следует учитывать, что если

 

Выбор режима нанесения материала

 

Режим нанесения материала выбирается из справочной литературы или учебников [1-11].

Например, режим наплавки под флюсом включает следующие параметры: обороты детали; шаг наплавки; скорость подачи электродной проволоки; напряжение дуги; вылет электрода; смещение электрода в зените; напряжение холостого хода; ток.

В целях ускорения поиска справочных данных, в табл. 14 – 16 приведены ориентировочные значения параметров режимов при различных способах нанесения материалов, а в табл. 17 - параметры, характеризующие эффективность электролитического процесса получения покрытий из различных металлов.

Примечание. Послеоперационная механическая обработка нанесенных покрытий имеет одну особенность: после вибродуговой наплавки можно ограничиться только шлифованием, а после электродуговой наплавки под флюсом шлифованию предшествует токарная обработка.

 

Таблица 14– Ориентировочные значения параметров режима

электродуговой наплавки под флюсом

 

Таблица 15 – Ориентировочные значения параметров режима

вибродуговой наплавки

 

Таблица 16 – Ориентировочные значения параметров режима

напыления (металлизации)

 

Параметр	Вид напыления
Газовая	Электродуговая
Давление сжатого воздуха, МПа	0,4…0,5	0,55…0,65
Расстояние от сопла до поверхности, мм	125…150	75…100
Скорость вращения детали, м/мин	10…15	10…12

 

Продолжение табл. 16

Продольна подача аппарата S, мм/об (частота вращения, мин^-1): При d ≤ 30 мм При 30 < d ≤ 100 мм при 100 < d ≤ 300 мм	2,5 (160) 1,5 (60) 1,2 (15)
Напряжение на электродах дуги U, В	-	25…35
Сила тока дуги, А	-	60…80
Давление ацетилена, МПа		-
Давление кислорода, МПа	0,25…0,3	-
Толщина слоя после обработки, мм, не менее: при d ≤ 30 мм при 30 < d ≤ 150 мм	0,6 0,95…1,0
Производительность аппаратов, кг/ч: Станочных (3Аt – 6, МЭС – 1) Ручных ЭМ -9	- -	14…15

 

Таблица 17 – Значения параметров η и с (коэффициент наплавки и электрохимический эквивалент соответственно) для разных видов

электролитических покрытий

 

Параметр	Хромирование	Меднение	Железнение	Цинкование
η, %	12…15	95…98	80…90	97…99
с, г/(А·ч)	0,323	1,18	1,042	1,22

 

Определение норм времени

Система нормы времени на операцию изложена в [2, 4, 7, 8, 9-11].

В единичном и серийном производстве из-за частых переналадок оборудования в результате широкой и переменной номенклатуры восстанавливаемых деталей подготовительно-заключительное время (Т _п-з) составляет значительную величину и учитывается в норме времени, называемой штучно-калькуляционным (Т _ш-к). Рассчитывается по формуле:

 

; (мин) (2.13),

 

где Т _шт – штучное время, мин; n – число деталей в партии (см. п. 2.4).

Для автоматической, вибрационной наплавок и в среде СО₂ цилиндрической (их) поверхности (ей) детали штучное время равно

, (мин) (2.14),

 

а при известных значениях (V_пр, S и d_э)* штучно-калькуля-ционное время определяется по формуле

 

(2.15).

 

Если известны значения (I и α_н)**, то равно:

 

(2.16).

 

При известных (D _А, α _н и d _э)*** штучно-калькуляционное время вычисляется по зависимости

 

= (2.17).

 

Обозначения, принятые в формулах (2.13 – 2.17):

Т _о – основное (технологическое) время, необходимое для целенаправленного действия на поверхность детали, мин; Т _оп – оперативное время, мин; V _пр – скорость подачи электродной проволоки, м/мин; S – подача (шаг наплавки), мм/об; d _э – диаметр электродной проволоки, мм; К _об – 1,13 – коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места и личные надобности рабочего; D _Д – диаметр наплавляемой поверхности (допустимый без ремонта размер поверхности, см. вариант задания) мм; I –сила тока, А; L – длина наплавляемой поверхности, мм; – минимальная толщина наносимого металла, мм; i – число слоев направляемого металла (i = / h _н); h _н – толщина слоя наплавленного металла, мм; α_н – коэффициент наплавки, г/А·ч; К = 0,86…0,94 – коэффициент перехода расплавленного присадочного металла на наплавляемую поверхность; а – 0,92…0,99 – коэффициент неполноты наплавленного слоя; Т _в.1 – время на установку, закрепление и снятие детали (табл. 18), мин; Т _в..2 – время на очистку и контроль одного метра погонной длины (1пог.м) наплавленного валика, мин/м (при наплавке: под флюсом – Т _в..2 = 1,4 мин/м; вибродуговой и среде СО₂ – 0,7 мин/м); L _в – длина наплавленного валика, мм; D _А – плотность тока, А/мм²; γ – плотность расплавленного металла электродной проволоки (сталь – γ = 7,8; чугун – γ = 7,0; алюминиевые сплавы – γ = 2,8), г/см³.

 

Таблица 18 – Вспомогательное время на установку, закрепление

и снятие детали, мин

 

Способ установки и закрепления детали	Масса детали, кг, не более
В самоцентрирующемся патроне с креплением ключом	0,20	0,27	0,32	0,38	0,48	0,60
В патроне с центром задней бабки	0,26	0,33	0,38	0,45	0,55	0,70
В центрах с надеванием хомутика	0,20	0,24	0,29	0,35	0,42	0,50
В центрах без надевания хомутика	0,12	0,15	0,18	0,22	0,26	0,31
На планшайбе с угольником в центрирующем приспособлении	0,31	0,37	0,43	0,47	0,51	0,60

 

Длина наплавленного валика рассчитывается по формуле

 

L _в = π· D _Д· L /(1000 S), мм (2.18).

 

Подготовительно-заключительное время равно:

 

Т _п-з = (9…14) + (0,030…0,032)· Т _оп + (0,025…0,030)· Т _оп, мин (2.19).

 

Для механизированного газотермического напыления Т _ш-к определяется по формуле:

 

 

где = 1,09; – длина напыляемой поверхности, мм; y – перебег электродуговой горелки (плазматрона – 0,8 мм при L < 50 мм; 0,4 мм при L = 50…100 мм; 0,3 мм при L = 100…200 мм; 0,2 мм при L = 200 мм и более); производительность электродуговой горелки, кг/ч; i – число проходов; – коэффициент напыления (зависит от диаметра детали, на которую наносится покрытие, табл. 19); – время на установку, закрепление и снятие детали, мин (см. табл. 18); – время, связанное с основным переходом (табл. 20), мин.

 

Таблица 19 - Значения коэффициента напыления К _н

 

D д, мм
К н	0,18	0,24	0,30	0,35	0,40	0,46	0,52	0,58	0,64	0,68	0,82

 

Таблица 20 – Вспомогательное время, связанное с выполнением

основного перехода, мин

 

D и, мм	Высота центров станка, мм
До 100 100…300	0,36 0,42	0,40 0,46

 

 

Для хромирования и железнения штучно-калькуляционное время рассчитывается как

 

/ мин (1.21),

 

где K _об– коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места и личные надобности рабочего и подготовительно-заключительное время (для хромирования K _об = 1,15; для железнения – K _об = 1,13); – время на загрузку деталей в основную ванну (вспомогательное не перекрываемое) (см. табл. 21), мин; – оперативное не перекрываемое время на промывку, нейтрализацию и другие операции, следующие за операцией покрытия деталей, кроме сушки деталей в сушильном шкафу (см. табл. 22), мин; – количество деталей одновременно загружаемую в ванну, шт.; – коэффициент использования ванны (для хромирования и железнения соответственно – 0,80 и 0,85).

 

Таблица 21 – Вспомогательное время (неперекрываемое)

на загрузку деталей в ванну и их выгрузку, мин

 

вручную (одно приспособление)
Тип приспособления	Масса приспособления с деталями, кг, до
1,0	3,0	4,0	5,5	7,5	10,0	14,0	20,0
Отдельные детали или подвески с деталями	0,15	0,17	0,19	0,20	0,23	0,26	0,30	0,35
Корзина, ведро	0,13	0,14	0,17	0,19	0,21	0,23	0,26	0,30

 

Примечание. 1. Нормативы предусматривают передвижение рабочего от одного рабочего места к другому до 1,5 м. 2. Содержание работы: загрузить деталь или подвеску с деталями со штанги и выгрузить из ванны. 3. Время на загрузку и выгрузку одновременно нескольких деталей или подвесок с деталями равно времени на загрузку и выгрузку одной детали или подвески с деталями соответствующего веса.

Продолжение табл. 21

 

подъемно-транспортными средствами
Способ загрузки	Расстояние перемещения по горизонтали, м, до
Пневмокраном	0,47	0,55	0,60	-	-
Электротельфером	0,55	0,60	0,70	0,90	1,10

 

Примечание. 1. При определении времени на застропку и отстропку деталей или приспособления с деталями к указанному времени добавлять: при креплении на один крюк – 0.2 мин, на два крюка – 0,3 мин. 2. Переместить детали или приспособления и погрузить в ванну, выгрузить детали или приспособление из ванны. 3. Время на загрузку и выгрузку нескольких приспособлений с деталями равно времени на загрузку и выгрузку одного приспособления.

 

Таблица 22 – Оперативное время (неперекрываемое)

на все операции, следующие после покрытия, мин

 

Вид покрытия	Время
Хромирование	5,65
Железнение	4,33

 

Количество деталей одновременно загружаемых в ванну равно (округляется до меньшего целого числа, шт.):

 

(2.22),

где а = 0,01…0,03 – удельная загрузка деталей, приходящаяся на один литр объема электролита, дм²/л; V _в – рабочий объем ванны (табл. 23); – поверхность покрытия одной детали, дм².

 

Таблица 23 – Параметры нормализованных ванн

 

Тип	Внутренние размеры, мм	Рабочий объем, л	Тип	Внутренние размеры, мм	Рабочий объем, л
	600х550х800			1500х1000х1000
	800х700х800			2200х700х1000
	1200х700х800			220х1000х1000
	1500х700х800			3000х700х1000
	800х700х1000			3000х1000х1000
	1200х700х1000			800х450х800
	1500х700х1000			800х450х1000

В производственных условиях продолжительность (основное время, мин) электролиза рассчитывается:

для железнения (выход металла по току η = 75%) –

 

Т _о = 60 (100· / D _к (1.23);

 

для хромирования (выход металла по току η = 13%) –

 

Т _о = 60 (1,64· / D _к (1.24),

где D _к – плотность тока, А/дм².

 

Пример расчета технологических норм времени приведен в приложении 5.

Бланк операционной карты представлен в приложении 6.