Актуальные проблемы металлургии

   Выбор станочного оборудования является одним  из важнейших задач при разработке технологического процесса механической обработки заготовки, от правильного его выбора зависит производительность изготовления детали, экономическое использование производственных площадей, электроэнергии и в итоге себестоимости изделия.

   Оборудование  на проектируемом участке должно быть по возможности  универсальным.

   Выбор режущего инструмента осуществляется в зависимости от содержания операций, выбранного оборудования и по возможности из стандартного режущего инструмента.

 
 

   1.9 Выбор приспособлений, режущего и контрольно-измерительного инструмента

     Выбор приспособления

     При разработке технологического процесса механической обработки заготовки необходимо правильно выбрать приспособление.

     Приспособление  – вспомогательное устройство, используемое для механической обработки, сборки и контроля заготовок.

     Станочные приспособления применяют для установки и закрепления на станках обрабатываемых заготовок. В зависимости от вида механической обработки, приспособления используются для сверлильных, фрезерных, расточных, токарных, шлифовальных станков.

     Приспособления  на станках обеспечивают:

     -  повышение производительности труда при устранении разметки и сокращении времени на установку и закрепление заготовок;

     -  повышение точности обработки благодаря устранению выверки при установке и связанных с ней погрешностей;

     -  облегчение условий труда станочников;

     -  расширение технологических возможностей оборудования;

     -  повышение безопасности труда.

     Выбор режущего инструмента

     При разработке технологического процесса механической обработки заготовки выбор режущего инструмента, его конструкции и размеров определяются методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и качества обрабатываемой поверхности заготовки.

     При выборе режущего инструмента необходимо выбирать стандартный инструмент, но иногда целесообразно выбирать специальный, комбинированный инструмент позволяющий обрабатывать несколько поверхностей.

     Для обработки стали рекомендуется  применять инструмент, режущая часть которого изготовлена из титано–вольфрамовых твёрдых сплавов, быстрорежущих инструментальных сталей и другие. Для обработки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов используют инструмент из вольфрамовых твёрдых сплавов.

     Если  технологические особенности детали не ограничивают применение высоких скоростей резания, то следует применять высокопроизводительные конструкции режущего инструмента.

     Для обработки детали “Ролик” принимаем  следующие инструменты:

     Резец проходной упорный отогнутый с углом в плане 90° ГОСТ 18870–73

     Резец канавочный ГОСТ 18884-73

     Резец отрезной ГОСТ 18884-73

     зенкер  ГОСТ 12489 – 71 D8,2,D8;D2,11

Сверло из быстрорежущей  стали с цилиндрическим хвостовиком  по ГОСТ 18885-73

     Резец резьбовой ГОСТ 18885-73

Выбор измерительного инструмента

     В процессе изготовления деталей производят измерение и контроль деталей  с целью определения их соответствия указанным на чертеже требованиям. В серийном производстве наиболее часто  применяют бесшкальные инструменты, которые не дают числового значения измеряемой величины и предназначены только для контроля отклонений размеров, формы и взаимного расположения поверхностей и частей детали.

     При проектировании технологического процесса механической обработки заготовки для межоперационного и окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но иногда целесообразно применять специальный контрольно – измерительный инструмент или контрольно – измерительное приспособление.

     Метод контроля должен способствовать повышению производительности труда контролёра и станочника, создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения себестоимости.

     Точность  измерений – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Разнообразие размеров деталей изготавливаемых машин обусловливает применение различных средств и методов, с помощью которых производят измерения различных действительных размеров.

     Под средством измерения понимают техническое средство, используемое при измерении и имеющее нормированные метрологические свойства. По характеру использования в производственном процессе все средства измерения могут быть разбиты на три основные группы: меры, измерительные приборы и инструменты и калибры.

     Мерами  называют тела или устройства, воспроизводящие  либо единицу измерения, либо её кратное или дробное значение.

     Измерительными  приборами и инструментами называют устройства, с помощью которых измеряются размеры различных деталей. По назначению все измерительные приборы и инструменты могут быть разделены на две группы: универсальные и специальные. Универсальные измерительные приборы предназначены для измерения самых разнообразных деталей, специальные – только для измерения определённых деталей или их отдельных параметров.

     В производстве не всегда нужно знать  величину действительного размера. Иногда достаточно лишь убедиться в том, что действительный размер детали находится в пределах установленного допуска, то есть между наибольшим и наименьшим предельными размерами. В этом случае действительный размер детали сравнивают с предельно допустимым с помощью специальных контрольных инструментов – калибров.

     Калибрами называют бесшкальные контрольные  инструменты, которые предназначены  для сравнения размеров, формы и взаимного расположения поверхностей детали с предписанными. Различают два типа калибров: нормальные и предельные.

     Преимуществом калибров является экономичность и  высокая производительность измерений  при массовом и серийном производстве. Основные требования к калибрам – высокая точность изготовления, большая жёсткость при малой массе, износоустойчивость, коррозионная стойкость, стабильность рабочих размеров, удобство в работе.

     Калибры для контроля гладких цилиндрических поверхностей разделены на две группы: пробки и скобы.

     Пробки  – калибры для контроля отверстий, имеют разнообразные конструктивные формы.

     Скобы – калибры для контроля валов  также имеют разнообразные конструктивные формы.

     Контроль  внутренней резьбы осуществляют резьбовыми калибрами-пробками. По конструкции калибры-пробки изготавливают двусторонними с проходным и непроходным размерами или односторонними.

 

1.10 Расчет и выбор режимов резания

 

Точение торца

      Диаметр поверхности :    D=354 мм

      Длина:      L=1854 мм

      Условие обработки:    наличие СОЖ

      Материал  заготовки:    Сталь45 ГОСТ1050-88 

      Станок:      токарно-винторезный 1М63

      Материал  резца:     Т5К10

1) Глубина  резания t=5 мм.

2) В  зависимости от размера сечения  державки резца и твердости  обрабатываемой стали выбираем подачу: S=0,4 мм/об.

3) Определяем  скорость резания: V = (C_V / Т^m*t^х*S^y))*к_V,  (1.1),

где Т- период стойкости, в зависимости  от диаметра инструмента, Т=60 мин;

Значение  коэффициента Сv и показателей степени приведены в таблице справочника: Сv=350; х=0,15; y=0,35; m=0,2;

Kv – поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания Кv=Kmv*Kuv*K1v

Kmv=0,40 – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

Kuv=0,8 – поправочный коэффициент на инструментальный материал; 

K1v=1,4 – поправочный коэффициент, учитывающий глубину резания;

Кv=0,4*0,8*1,4=0,448, тогда:

V=350*0,448/2,27*1,2*0,72 = 80м/*мин

4) Рассчитаем  частоту вращения:

(1.2) 1000*80/3,14*350=72,8 об/мин.

По паспорту станка выбираем n=80 об/мин.

5)Определяем  действительную скорость резания 

V = 3,14*350*80/1000 =87,9м/мин.

6) Время  точения: Т_о =( L_рез / n*S)*i, (1.3),

где S –  подача, n – частота вращения шпинделя, i – количество проходов

То=(124,5/72,8*0,4)*2=2,8 мин. Это значение умножаем на два, т.к. обрабатывается два торца.

Наружное  обтачивание.

Глубина резания при черновом обтачивании t = 5мм, количество проходов – i=2

Подача S = 0,4мм/об

Скорость  резания  рассчитываем по формуле  (1.1)

V =( 350*0,448)/(2,27*1,27*0,72 = 75,5 м/мин

Рассчитываем частоту вращения шпинделя по формуле 1.2:

n = (1000*75,7)/(3,14*313)  = 77об/мин

n_ст = 80об/мин

Основное  время обработки рассчитываем по формуле 1.3:

Т_о = (102/89*4)*2 = 6,375 мин

 
 

2.Конструкторская  часть

                                                

2.1 Выбор специального  приспособления для обработки детали

   Для изготовления детали «Ролик Ø350» на токарно–винторезном станке применяется приспособление «Центр поводковый».

Данное приспособление применяется на токарных станках, если вылет заготовки из патрона превышает 5 диаметров, оно так же может применяться для удобства обработки.

Данное приспособление состоит из сердечника, корпуса, подшипников, гайки  и заглушки.

 

    2.2 Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении

  2.3 Выбор типа зажимного устройства и расчет сил зажима.

При расчете  зажимного устройства необходимо рассмотреть  самый нагруженный переход, так как в этом случае силы, действующие на заготовку, будут максимальным. Наибольшие силы резания возникают при фрезеровании плоскости начерно.

При фрезеровании действуют составляющие силы резания  Рz и Ру. Силы Рх взаимно уравновешиваются. Действие этих сил неопределенно, поэтому приведем их к равнодействующей, а ее  разложим на горизонтальную Рн и вертикальную Ру составляющие.

При фрезеровании:

Рн = (0,3 … 0,4) Рz = 0,3 × 464 = 139 кгс

Рv = (0,85 … 0,95) Рz = 0,9 × 915 = 418 кгс

Силы Рн может  сдвинуть заготовку, чтобы этого  не произошло, необходимо создать силы трения F1 и F2:

Fmp1 = Q × f1

Fmp2 = (Q × f2) : (sin ά : 2)

при фрезеровании на фрезе возникает крутящий момент, который может сдвинуть заготовку относительно оси z.

k × Mp2 = Mmp1 × Mmp2

где, - Fmp1  и Fmp2 – рассчитывается по формуле:

Fmp1 = Q × f1

Fmp2 = (Q × f2) : (sin ά : 2)

Из отношения  выводим:

K × Pz × D : 2 = Q × f1 × D : 2 + (f2 × Q × D) : (sin ά : 2)

Отсюда:

Q = (k × Pz) : (f1 + f2 : sin ά :2)

Где Q – сила зажима заготовки;