Навигация по таблицам
- Таблица 1. Машинное время для токарных операций
- Таблица 2. Машинное время для фрезерных операций
- Таблица 3. Машинное время для сверлильных операций
- Таблица 4. Машинное время для шлифовальных операций
- Таблица 5. Коэффициенты для расчета времени
Таблица 1. Машинное время для токарных операций
| Материал детали | Диаметр, мм | Глубина резания, мм | Подача, мм/об | Скорость резания, м/мин | Машинное время на 100 мм длины, мин |
|---|---|---|---|---|---|
| Сталь 45 (HB 200) | 20-50 | 1-3 | 0.2-0.5 | 120-180 | 0.8-2.1 |
| Сталь 45 (HB 200) | 50-100 | 2-5 | 0.3-0.8 | 100-150 | 0.6-1.8 |
| Сталь 40Х (HB 250) | 20-50 | 1-3 | 0.15-0.4 | 90-130 | 1.0-2.5 |
| Чугун СЧ 20 | 30-80 | 2-4 | 0.3-0.6 | 80-120 | 0.7-1.9 |
| Алюминиевый сплав | 20-60 | 1-4 | 0.4-1.0 | 300-500 | 0.3-0.8 |
Таблица 2. Машинное время для фрезерных операций
| Тип фрезерования | Диаметр фрезы, мм | Глубина резания, мм | Подача на зуб, мм | Скорость резания, м/мин | Время на 100 см², мин |
|---|---|---|---|---|---|
| Торцевое (сталь 45) | 63-100 | 2-6 | 0.15-0.3 | 120-200 | 2.5-6.0 |
| Цилиндрическое (сталь 45) | 40-80 | 3-8 | 0.1-0.25 | 80-150 | 3.0-7.5 |
| Концевое (сталь 40Х) | 16-32 | 1-4 | 0.08-0.2 | 60-120 | 4.0-9.0 |
| Торцевое (чугун) | 80-125 | 3-7 | 0.2-0.4 | 100-180 | 2.0-5.5 |
Таблица 3. Машинное время для сверлильных операций
| Диаметр сверла, мм | Материал заготовки | Подача, мм/об | Скорость резания, м/мин | Время сверления на 10 мм глубины, мин |
|---|---|---|---|---|
| 3-6 | Сталь 45 | 0.1-0.15 | 20-30 | 0.15-0.35 |
| 8-12 | Сталь 45 | 0.15-0.25 | 15-25 | 0.20-0.45 |
| 16-25 | Сталь 45 | 0.25-0.4 | 12-20 | 0.30-0.65 |
| 6-10 | Чугун СЧ 20 | 0.15-0.3 | 25-35 | 0.12-0.30 |
| 8-15 | Алюминиевый сплав | 0.2-0.5 | 80-150 | 0.05-0.15 |
Таблица 4. Машинное время для шлифовальных операций
| Тип шлифования | Материал детали | Припуск, мм | Продольная подача, м/мин | Поперечная подача, мм/дв.ход | Время на 1 дм² поверхности, мин |
|---|---|---|---|---|---|
| Круглое наружное | Сталь 45 HRC 45-50 | 0.1-0.3 | 8-15 | 0.005-0.015 | 0.8-2.5 |
| Круглое внутреннее | Сталь 40Х HRC 50-55 | 0.05-0.2 | 5-12 | 0.003-0.01 | 1.2-3.5 |
| Плоское | Сталь инструментальная | 0.1-0.4 | 10-20 | 0.01-0.03 | 1.0-3.0 |
| Бесцентровое | Сталь 20Х HRC 58-62 | 0.05-0.15 | 12-25 | 0.002-0.008 | 0.6-1.8 |
Таблица 5. Коэффициенты для расчета времени
| Тип операции | Поправочный коэффициент на материал | Коэффициент на точность | Коэффициент на шероховатость | Коэффициент на жесткость системы |
|---|---|---|---|---|
| Токарная обработка | 0.8-1.4 | 1.0-1.6 | 1.0-1.8 | 0.9-1.2 |
| Фрезерная обработка | 0.7-1.5 | 1.1-1.7 | 1.0-2.0 | 0.8-1.3 |
| Сверлильная обработка | 0.9-1.3 | 1.0-1.4 | 1.0-1.5 | 0.95-1.1 |
| Шлифование | 0.6-1.8 | 1.2-2.5 | 1.5-3.0 | 0.9-1.4 |
Полное оглавление статьи
1. Введение в техническое нормирование машинного времени
Техническое нормирование машинного времени представляет собой фундаментальную основу планирования производственных процессов в машиностроении. Машинное время является важнейшей составляющей штучного времени операции и определяет производительность технологического оборудования при механической обработке деталей.
Машинное время включает в себя время непосредственного воздействия режущего инструмента на обрабатываемый материал, когда происходит формоизменение заготовки. Правильное определение машинного времени критически важно для установления технически обоснованных норм времени, планирования загрузки оборудования и расчета себестоимости продукции.
Современное техническое нормирование основывается на актуальных стандартах 2025 года, включая ГОСТ Р 71801-2024 "Система технологической подготовки производства" (введен 01.02.2025), ГОСТ Р 3.301-2024 "Электронная технологическая документация" и использование научно обоснованных методов расчета, учитывающих физико-механические свойства обрабатываемых материалов, характеристики режущего инструмента, возможности технологического оборудования и требования к качеству обработанных поверхностей.
2. Основы расчета машинного времени операций
Расчет машинного времени выполняется по универсальной формуле, которая адаптируется для различных видов механической обработки. Базовая формула имеет вид:
T₀ = L / (S_м × i)
где:
T₀ - основное (машинное) время, мин
L - длина пути инструмента в направлении подачи, мм
S_м - минутная подача, мм/мин
i - число проходов
Длина пути инструмента определяется как сумма рабочего хода, врезания и перебега инструмента. Для различных операций существуют специфические формулы расчета этих составляющих. Минутная подача рассчитывается как произведение подачи на оборот на частоту вращения шпинделя.
При токарной обработке вала диаметром 50 мм, длиной 200 мм с подачей 0,3 мм/об и частотой вращения 400 об/мин:
S_м = 0,3 × 400 = 120 мм/мин
L = 200 + 3 + 2 = 205 мм (с учетом врезания и перебега)
T₀ = 205 / 120 = 1,71 мин
При нормировании операций необходимо учитывать поправочные коэффициенты, которые корректируют базовые значения времени в зависимости от конкретных условий обработки. Эти коэффициенты учитывают влияние материала заготовки, требуемой точности, шероховатости поверхности и жесткости технологической системы.
3. Нормирование токарных операций
Токарная обработка является одним из наиболее распространенных методов механической обработки. При нормировании токарных операций машинное время определяется для каждого технологического перехода отдельно, включая черновое и чистовое точение, растачивание, подрезание торцов и отрезание.
Для токарных операций характерно вращательное движение заготовки и поступательное движение режущего инструмента. Скорость резания при этом определяется диаметром обрабатываемой поверхности и частотой вращения шпинделя по формуле V = π × D × n / 1000, где D - диаметр в мм, n - частота вращения в об/мин.
T₀ = (l + l₁ + l₂) × i / (S × n)
где:
l - длина обрабатываемой поверхности, мм
l₁ - врезание и перебег резца, мм
l₂ - дополнительная длина на пробную стружку, мм
S - подача на оборот, мм/об
n - частота вращения шпинделя, об/мин
i - число проходов
При черновой обработке стальных заготовок обычно применяются глубины резания 3-8 мм, подачи 0,4-1,2 мм/об и скорости резания 80-150 м/мин в зависимости от твердости материала. Чистовая обработка выполняется с меньшими режимами: глубина резания 0,5-2 мм, подача 0,1-0,4 мм/об, скорость резания 150-300 м/мин.
Обточка наружной поверхности вала из стали 45 (НВ 200):
- Диаметр: с Ø60 до Ø56 мм, длина 150 мм
- Черновой проход: t = 2 мм, S = 0,4 мм/об, V = 120 м/мин
- Частота вращения: n = 120×1000/(3.14×58) ≈ 659 об/мин
- Машинное время: T₀ = (150+3+2)×1/(0.4×659) ≈ 0.59 мин
4. Нормирование фрезерных операций
Фрезерная обработка характеризуется вращательным движением многолезвийного инструмента и поступательным движением заготовки. Машинное время при фрезеровании зависит от типа применяемой фрезы, способа фрезерования (встречное или попутное) и характера обрабатываемой поверхности.
Основные типы фрезерных операций включают торцевое фрезерование, цилиндрическое фрезерование, обработку пазов и канавок концевыми фрезами, а также фасонное фрезерование. Каждый тип операции имеет свои особенности расчета машинного времени и оптимальные режимы обработки.
T₀ = (L × B × t) / (S_м × a_p × f_z × z × n)
где:
L, B - длина и ширина обрабатываемой поверхности, мм
t - общий припуск на обработку, мм
S_м - минутная подача, мм/мин
a_p - глубина резания за проход, мм
f_z - подача на зуб, мм
z - число зубьев фрезы
n - частота вращения, об/мин
При торцевом фрезеровании стальных заготовок твердосплавными фрезами применяются следующие режимы: глубина резания 2-8 мм, подача на зуб 0,1-0,4 мм, скорость резания 100-250 м/мин. Для цилиндрического фрезерования режимы обычно более консервативные из-за менее благоприятных условий работы зубьев фрезы.
Важным фактором при нормировании фрезерных операций является учет времени врезания и выхода фрезы, которое может составлять значительную долю общего машинного времени, особенно при обработке коротких поверхностей. Длина врезания определяется диаметром фрезы и глубиной резания.
5. Нормирование сверлильных операций
Сверлильные операции включают сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание и нарезание резьбы метчиками. Каждая из этих операций имеет специфические особенности, влияющие на расчет машинного времени и выбор оптимальных режимов обработки.
При сверлении режимы резания существенно зависят от диаметра отверстия, глубины сверления и свойств обрабатываемого материала. Для глубоких отверстий необходимо учитывать время на периодический вывод сверла для удаления стружки и подвода смазочно-охлаждающей жидкости.
T₀ = L / (S × n)
где:
L = l + l₁ + l₂ - полная длина пути сверла, мм
l - глубина сверления, мм
l₁ - врезание (обычно 0,3×D для сверл), мм
l₂ - перебег (1-3 мм), мм
S - подача на оборот, мм/об
n - частота вращения, об/мин
Подача при сверлении выбирается в зависимости от диаметра инструмента и свойств материала. Для сверл диаметром до 10 мм в стальных заготовках подача составляет 0,1-0,3 мм/об, для сверл большего диаметра - до 0,6 мм/об. Скорость резания при сверлении обычно в 2-3 раза меньше, чем при токарной обработке того же материала.
Сверление отверстия Ø12 мм, глубина 30 мм в стали 40Х:
- Подача S = 0,2 мм/об
- Скорость резания V = 20 м/мин
- Частота вращения n = 20×1000/(3.14×12) ≈ 531 об/мин
- Длина пути L = 30 + 3.6 + 2 = 35.6 мм
- Машинное время T₀ = 35.6/(0.2×531) ≈ 0.33 мин
6. Нормирование шлифовальных операций
Шлифование является финишным методом обработки, обеспечивающим высокую точность размеров и качество поверхности. Нормирование шлифовальных операций имеет свои особенности, связанные с характером процесса резания абразивным инструментом и необходимостью обеспечения заданных параметров качества поверхности.
При шлифовании машинное время определяется интенсивностью съема материала, которая зависит от характеристики шлифовального круга, режимов обработки и свойств обрабатываемого материала. Основными параметрами режима шлифования являются скорость круга, скорость детали, продольная и поперечная подачи.
T₀ = Q_м / Q = (F × П) / (V_д × S_пр × t)
где:
Q_м - объем снимаемого материала, мм³
Q - производительность съема материала, мм³/мин
F - площадь обрабатываемой поверхности, мм²
П - припуск на сторону, мм
V_д - скорость детали, м/мин
S_пр - продольная подача, мм/мин
t - поперечная подача на проход, мм
Круглое наружное шлифование закаленных стальных деталей обычно выполняется со скоростью круга 30-35 м/с, скоростью детали 8-25 м/мин и поперечной подачей 0,005-0,02 мм на двойной ход. Плоское шлифование характеризуется большей жесткостью процесса и позволяет применять более интенсивные режимы.
При нормировании шлифовальных операций необходимо учитывать время на подвод инструмента, создание рабочего натяга между кругом и деталью, а также время выхаживания для обеспечения требуемых параметров точности и шероховатости поверхности.
7. Практические рекомендации и современные подходы
Современное техническое нормирование предполагает использование компьютерных систем для расчета режимов резания и машинного времени. Такие системы, как СПРУТ-ТП, обеспечивают высокую точность расчетов и учитывают множество факторов, влияющих на производительность обработки. В 2025 году эти системы интегрируются с требованиями новых стандартов, включая ГОСТ Р 71801-2024 по технологической подготовке производства.
При использовании станков с числовым программным управлением нормирование имеет свои особенности, регламентированные актуальными межотраслевыми укрупненными нормативами времени (последняя редакция 2004 года, действует в 2025 году). Машинное время включает не только время непосредственной обработки, но и время холостых перемещений, смены инструмента, технологических пауз. Для станков с ЧПУ применяются специализированные нормативы времени согласно ГОСТ Р 71717-2024 для фрезерного инструмента.
Внедрение систем мониторинга состояния оборудования и автоматического учета времени обработки позволяет создавать более точные нормативы и оперативно корректировать их при изменении производственных условий. Использование методов машинного обучения, регламентированных ПНСТ 943-2024 и ПНСТ 944-2024 по искусственному интеллекту в машиностроении, открывает новые возможности для прогнозирования времени обработки на основе накопленных данных.
Современные тенденции в нормировании связаны с переходом к адаптивным системам управления режимами резания, которые автоматически корректируют параметры обработки в зависимости от текущих условий. Это позволяет оптимизировать производительность и обеспечивать стабильное качество обработки в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1116-2011 (действующая редакция).
Отказ от ответственности: Данная статья носит ознакомительный характер и предназначена для общего понимания принципов технического нормирования. Конкретные значения режимов резания и времени обработки должны определяться с учетом специфики оборудования, инструмента и условий производства.
Источники информации:
1. Общемашиностроительные нормативы времени и режимы резания для нормирования работ на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ
2. Справочник технолога-машиностроителя под редакцией А.Г. Косиловой
3. Нормативы времени на станочную обработку деталей машин
4. Методические рекомендации по техническому нормированию в машиностроении (2025)
