Технологический процесс восстановления шатуна автомобиля ГАЗ-53

Поковка третьей группы точности, так как подвергается последующей  обработке резанием и не подвергается калибровке.

Припуски, допуски и кузнечные  напуски на детали из черных металлов, изготавливаемые горячей объемной штамповкой, регламентируются ГОСТ 7505.

У поковок и штамповок поверхностный  слой обезуглероживается или имеет окалину, обладающую высокой твердостью, поэтому процесс резания должен осуществляться ниже этого слоя. Припуски и допуски на поковки из углеродистой и легированной стали, полученные свободной ковкой, устанавливаются в соответствии с ГОСТ 7829.

 

 

 

Номер поверхности	Номинальный размер, мм	Методы образования поверхности	Получаемый размер, мм	Припуск на сторону, мм	Квалитет	Шероховатость Ra, мм	Глубина обезуглероженного  слоя, мм	Поле допуска, мм	Общий припуск на сторону, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
17	26	Фрезерование цилиндрической фрезой: Шлифование:	25,19 25,20	1,0 0,3	11 8	6,3 1,25	-	0,13 0,033	0,2- 0,1

 

 

 

 

2.6 Технологический маршрут  восстановления детали

Номер операции	Наименование  и содержание операции (по переходам)	Оборудование	Приспособление и вспомогательный  инструмент	Инструмент
				режущий, слесарный	измерительный
050	Вертикально фрезерная 1.закрепить деталь на  столе. 2.Фрезеровать отверстие  на проход, выдерживая размер Ø25,19+0,13; Ra = 6,3 мкм 3.Проверить размер Ø25,19+0,13; Ra = 6,3 мкм 4. Снять деталь и уложить в тару.	Вертикально – фрезерный станок 6Т104	Патрон трехкулачковый 7101-0008 ГОСТ2675-72	Фреза 50х4,5 ПШ Р18 8543	Нутромер индикаторный НИ50-100 ГОСТ868-82
010	Внутришлифовальная 1.Установить деталь в  патрон и закрепить. 2.Проверить биение торца  0,05 мм не более. При необходимости деталь переустановить. 3.Шлифовать отверстие  напроход, выдерживая размер Ø25,20 +0,033 ; Ra = 1,25 мкм 4.Проверить размер Ø25,20 +0,033; Ra = 1,25 мкм 5.Снять деталь и уложить  в тару.	Внутришлифовальный станок мод. 3Е710В-1	Патрон трехкулачковый 7100-0009 ГОСТ2675-71	Круг  шлифовальный ПП 80х40х32 12А 40СТ17К5 35 м/с А-1кл    ГОСТ 2424-83 СОЖ – Укринол-1       2…3%    ТУ39-101-197-76	Индикатор ИЧ10Б кл.1 ГОСТ577-68 Стойка С-Ш-8-50 ГОСТ10197-70 (торцовое биение - 0,05 мм) Нутромер индикаторный НИ50-100 ГОСТ868-82 (Ø,12 +0,02) Образец шероховатости Ø25,20 +0,033 ; Ra = 1,25 мкм ГОСТ 9378-75

 

 

 

 

 

2.7 Выбор оборудования  и технологической оснастки

1. Выбор оборудования. Выбираем  необходимое технологическое оборудование  с учетом необходимых параметров – габаритных размеров, точности обработки, мощности привода и др.

 

 

Вертикально – фрезерный станок 6Т104

Параметр	Единицы измерения	Значение
Размеры рабочей поверхности  стола	мм	200•360
Наибольшее перемещение  стола продольное поперечное вертикальное	мм	400 160 320
Наибольший угол поворота шпиндельной головки	град.	±45
Число скоростей шпинделя	-	12
Частота вращения шпинделя	об/мин	63-2800
Число подач стола	-	12
Подача стола	мм/мин	11,2-500
Скорость быстрого перемещения  стола	мм/мин	3800
Мощность электродвигателя привода главного движения	кВт	2,2
Габаритные размеры: длина ширина высота	мм	1250 1205 1630
Масса	кг	830

 

 

 

Плоскошлифовальный станок 3Е710В-1

Параметр	Единицы измерения	Значение
Размеры рабочей поверхности  стола	мм	250•125
Наибольший размер обрабатываемых заготовок	мм	250•125•200
Масса обрабатываемых заготовок, не более	кг	50
Наибольшее расстояние от оси шпинделя до зеркала стола	мм	300
Наибольшее перемещение  стола и шлифовальной бабки: продольное поперечное вертикальное	мм	320 160 200
Размеры шлифовального круга (наружный диаметр•высота•внутренний  диаметр)	мм	200•25•32
Частота вращения шпинделя шлифовального круга	об/мин	70
Скорость продольного  перемещения стола	м/мин	2-25
Мощность электродвигателя главного привода	кВт	1,5
Габаритные размеры: длина ширина высота	мм	1310 1150 1550
Масса	кг	1000

 

 

 

 

 

2.8 Расчет режимов обработки  

При установлении режимов  резания учитывается характер обработки, тип и материал инструмента, его  геометрические параметры, материал и  состояние заготовки, тип оборудования и другие факторы.

Расчёт режимов чаще всего  ведётся по следующей схеме t ^— S — V — Р, т.е.

устанавливается глубина  резания (t) подача(S), определяется скорость резания (V) и сила резания (Р), по которой рассчитывается потребная мощность станка.

Глубина резания при черновой обработке назначается по возможности  максимальной ( чаще всего равную всему припуску на обработку), а при чистовой - в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача при черновой обработке  выбирается максимально возможной, исходя из жёсткости и прочности  системы: станок-приспособление-инструмент-деталь; мощности станка, прочности режущей части инструмента и других ограничивающих

факторов. При чистовой обработке  принимается во внимание требуемая  степень точности и шероховатости  обработанной поверхности.

Скорость и силы резания  рассчитываются по эмпирическим формулам, устанавливаемым для каждого  вида обработки. Значения коэффициентов  и показателей степени, содержащихся в этих формулах даны в справочной литературе и в приложении данного пособия.

Фрезерование является высокопроизводительным методом формообразования поверхностей деталей многолезвийным режущим  инструментом - фрезой. Для этого  метода характерно непрерывное главное  вращательное движение инструмента  и поступательное движение заготовки.

Тип применяемой фрезы  определяется конфигурацией обрабатываемой поверхности. Её диаметр для сокращения основного технологического времени  выбирается по возможности наименьшей величины с учётом схемы резания,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формы и размеров обрабатываемой заготовки.

При торцовом фрезеровании (рис .4.4б) диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования В и может приниматься по формуле :

D = (1,25 - 1,5)B, мм.

Глубина фрезерования t и ширина фрезерования В (рис.4.4) - величины

связанные с размерами снимаемого слоя. Параметр t измеряется в направлении, перпендикулярном оси фрезы (за исключением торцового фрезерования). Ширина фрезерования измеряется перпендикулярно глубине.

Глубина резания при припуске на обработку до 5 мм, как правило, принимается равной последнему. В противном случае назначается несколько проходов. При чистовом фрезеровании, чаще всего t = 1-1,5 мм.

 

1.проход:

Подача . При фрезеровании различаются подача на один зуб фрезы S_z, мм/зуб;

подача на один оборот S_o=S_z z мм/об и минутная подача

Sm=S_z n z

мм/мин, где

n - частота вращения фрезы, 1/мин; z - число зубьев фрезы.

При черновом фрезеровании исходной величиной подачи является подача на зуб  

S_Z=S_o/z .

 

 

 

 

 

При обработке медных сплавов  принимать K_mv=1,7-2,0, а при обработке алюминиевых сплавов - K_mv =0,8-1,2.

После расчёта скорости резания, определяется частота вращения шпинделя:

 

 

 

 

где D - диаметр фрезы, мм.

Значение nр корректируется по паспортным данным принятого станка

и принимается ближайшая  меньшая ступень П_сх так, чтобы П_сх<Пр. В

дальнейших расчётах используется только П_ст

После корректировки частоты  вращения шпинделя, определяется фактическая

 

 

 

 

В дальнейших расчётах используется только Vф

 

Сила резания . Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила, Н:

 

 

 

где К_мр - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала.

Значения коэффициента Ср и показателей степени приведены.

После расчёта Р_z устанавливается возможность её реализации на вы бранном станке.

Для этого определяется сила Р_х, , которая сравнивается по паспорту станка с

допустимой силой подачи Р_х доп.

Для цилиндрических дисковых, прорезных и отрезных фрез Р_х=(1,1-1,2)Р_z, а для торцовых Р_х=(0,3-0,4)Р_z.

Необходимо, чтобы Р_х < Р_{х доп}

 

Мощность резания , кВт. Вначале рассчитывается эффективная мощность резания:

 

 

а затем определяется потребная  мощность на шпинделе станка:

где ' - КПД станка.

Для выводов об эффективности  рассчитанных режимов устанавливается  коэффициент использования станка по мощности:

 

 

где N _ст - мощность главного электродвигателя станка, кВт.

Значения К не должны превышать единицы. Наиболее рациональное значение К=0,85-0,9.

В случае существенного отклонения коэффициента от рациональных величин, расчёт режимов следует осуществить  вновь, скорректировав при этом параметры,

принимаемые автором (t, S, тип станка и др.).

 

2.проход:

Шлифованием называется процесс  обработки заготовок с помощью  шлифовальных кругов. Абразивные зёрна  в круге удерживаются с помощью  связки и расположены неупорядоченно. При вращении круга часть зёрен  срезает материал с обрабатываемой поверхности и она приобретает вид совокупности микроследов абразивных зёрен.

Часть зёрен ориентирована  таким образом, что резать не может, но производит работу трения по поверхности  резания. В зоне резания выделяется большое количество теплоты по причине которой мелкие частицы обрабатываемого материала, сгорая, либо образуют пучок искр, либо оплавляются.

Существуют следующие  основные схемы шлифования: наружное круглое, внутреннее круглое и плоское.

При наружном круглом шлифовании (рис.4.5 а) круг, вращаясь вокруг оси, совершает  главное движение. Цилиндрическая заготовка  вращается вокруг оси параллельной оси круга. Наружные поверхности  круга и заготовки взаимно  касаются по образующей. Линейные скорости точек шлифовального круга и заготовки могут быть направлены в одну сторону или навстречу друг другу, но в любом случае скорости точек, принадлежащих кругу, намного превосходят скорости точек заготовки.

Заготовке сообщается возвратно-поступательное движение продольной подачи

S_пр. По окончании цикла возвратно-поступательного движения продольной подачи действует прерывистое движение поперечной подачи, сообщаемое шлифовальному

кругу или заготовке S_поп.

Во время внутреннего  круглого шлифования (рис. 4.5 б) шлифовальный круг и обрабатываемая заготовка  вращаются вокруг параллельных осей, при этом наружная поверхность круга  касается внутренней поверхности детали. Движения продольной и поперечной S_погх подач такие же, как и при наружном круглом шлифовании, но приложены, как правило, только к шлифовальному кругу.

При плоском шлифовании (рис.4.5 в) шлифовальный круг, вращаясь вокруг своей оси, совершает главное  движение резания. Его наружная поверхность  касается обрабатываемой заготовки. Заготовке  сообщается возвратно-поступательное движение продольной подачи S. В промежутках между этими движениями кругу придаётся прерывистое движение поперечной подачи Snon. После обработки всей поверхности шлифовальному кругу сообщается движение вертикальной подачи S_B6p_X. Шлифование всей плоскости повторяется до тех пор, пока значение суммарной вертикальной подачи не будет равно припуску на обработку.

При шлифовании важное значение имеет выбор материала круга. Для шлифования мягких материалов, как правило используются твёрдые круги с открытой (пористой) структурой.

При шлифовании закалённых сталей нужны мягкие круги. В случае необходимости достижения большой  производительности следует применять  крупнозернистые круги, а высокой  чистоты поверхности - мелкозернистые.

Глубина шлифования t,мм (поперечная подача S_поп, мм) зависит от размеров заготовки, свойств обрабатываемого материала и характера шлифования.

Продольная подача S_np, мм - это перемещение обрабатываемой детали вдоль её оси за один оборот. Она определяется по формуле:

 

 

 

где В - ширина шлифовального круга, мм; β - расчётный коэффициент.

Значения коэффициента β для круглого внешнего шлифования.

 

Частота вращения детали круга. Прежде чем рассчитать частоту вращения детали, необходимо определить её расчётную скорость вращения: