Разработка технологического процесса изготовления детали типа «вал»

 

где L - расчетная длина обработанной поверхности, мм.

i - число проходов резца;

n - частота вращения обрабатываемой детали , мин^-1

s - подача, мм/об.

Расчетная длина

L₀ = l + l₁ + l₂ + l₃

где 1 - длина обрабатываемой поверхности в направлении подачи, мм

l₁ - длина врезания резца, мм;

l₂ - длина перебега (подхода и выхода резца, мм) = 2…5 мм;

l₃ - длина прохода при снятии пробных стружек, мм.

При продольном точении l₁ = t ∙ ctgφ, где t - глубина резания, мм;          φ - главный угол в плане проходного резца, град.

При работе на ненастроенных  станках (универсальные станки) учитывается  длина прохода при снятии пробных  стружек l₃ = 5...8 мм (В зависимости от применяемого измерительного инструмента).

В состав вспомогательного времени при точении входят следующие  приемы работы: подвести резец к  детали, включить подачу, выключить подачу, отвести резец от детали, выключить движение шпинделя. Степени сложности: простая - беглое изучение чертежа; средняя - частичная переналадка; сложная - продумывание плана обработки, несколько переналадок.

 

Расчетная норма времени

№ операции	Основное время, То	Вспомогательное время, ТВ	Штучное время, Тш	Подготовительно заключительное время, Тпз	Штучно калькуля ционное  время, Тк
005	0,27	1,28	1,7	8	9,7
010	8,6	13,63	24,45	12	36
015	3,4	4,26	7,4	12	19,4
020	4,9	10,89	11,4	17	11,6

 

13. Контрольно-мерительные инструменты

Измерение – это нахождение физической величины с помощью специальных  технических средств.

В технике наряду с понятием измерение широко используется понятие  контроль. Под контролем понимается понятие, включающее в себя определение  как количественных, так и качественных характеристик.

Единство измерений –  такое состояние измерений, при  котором их результаты выражены в  указанных единицах и погрешности  измерений известны с заданной вероятностью.

Точность измерений –  качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Погрешность измерения –  отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Под методом измерения  понимают совокупность используемых измерительных  средств и условий их применения.

Весь используемый в процессе изготовления мерительный инструмент сведем в таблицу 9.

Таблица 9. Состав контрольно-мерительного инструмента.

Переход	Мерительный инструмент	Предел измерения, мм	Точность измерения, мм
Подрезка торца черновая	Штангенциркуль  ШЩ II ГОСТ 166-80	30 – 500	0,1
Подрезка торца чистовая	Штангенциркуль  ШЩ II ГОСТ 166-80	30 – 500	0,05
Точение черновое	Штангенциркуль  ШЩ II ГОСТ 166-80	30 – 500	0,1
Точение получистовое	Штангенциркуль  ШЩ II ГОСТ 166-80	30 – 500	0,05
Точение чистовое	Микрометр гладкий МК ГОСТ 6507-78	25 – 50, 50 – 75, 75 – 100, 100 – 125	0,01
Шлифование обдирочное	Микрометр гладкий МК ГОСТ 6507-78	25 – 50, 50 – 75, 75 – 100, 100 – 125	0,01
Шлифование чистовое	Микрометр гладкий МК ГОСТ 6507-78	25 – 50, 50 – 75, 75 – 100, 100 – 125	0,01
Нарезание резьбы	Резьбовое кольцо ГОСТ 17764-72	М362

 

Контроль шероховатости  производится с помощью двойного микроскопа МИС – 11 (12,5 – 0,20 мкм) и  профилометра типа 240 мод. 201 (3,2 – 0,025 мкм)

 

14. Описание используемых приспособлений

К станочным приспособлениям  относятся: устройства для установки  и закрепления обрабатываемых заготовок  и рабочего инструмента, устройства, применяемые при сборке изделий, контроле деталей, а также устройства для захвата и перемещения детали и изделий. По степени специализации приспособления делятся на универсальные, переналаживаемые и специальные. К первым относятся: патроны, делительные головки, поворотные столы и т.д. Переналаживаемые приспособления могут: собираться из наборов специальных деталей и узлов или оснащаться сменными деталями. Специальные приспособления используют при массовом производстве.

Положение заготовки при  обработке, обеспечивается фиксированием  по 6-ти точкам. В зависимости от условий  обработки осуществляют полную или  частичную ориентацию заготовки  в пространстве, относительно режущего инструмента. Число и расположение опор, а также направление и  величина сил закрепления должны обеспечивать условия баз и опор.

При выборе схемы установки  необходимо обеспечить следующие условия:

1. Заготовка должна занимать устойчивое положение до приложения сил закрепления.
2. Это положение не должно нарушаться после закрепления, а также под действием сил, возникающих при обработке.

В приспособлениях используют как самотормозящие винтовые, клиновые, эксцентриковые и др. механизмы с  ручным, пневматическим или гидравлическим приводом, реже применяют пневматические, гидравлические или пневмогидравлические механизмы прямого действия.

Приспособления для токарных станков.

Обработка на токарных станках  производится при установки детали в центрах в патроне, на суппорте и на станине. К первой группе приспособлений относятся следующие элементы: центры поводковые устройства, люнеты, оправки и т.д. Ко второй группе – патроны и планшайбы. К третьей группе относятся специальные приспособления для обработки конических, сферических и других сложных поверхностей. Люнеты применяются при обработке длинных деталей.

Широкое  распространение  получили самоцентрирующиеся трехкулочковые, а также двухкулачковые патроны.

У трехкулачковых самоцентрирующихся патронов (рисунок 4) Кулачки 1, 2, 3 перемещаются одновременно по спирали на диске 4, в витки которой они заходят нижними выступами. На обратной стороне диска нарезано коническое колесо, сопряженное с тремя коническими зубчатыми колесами 5. При повороте ключом одного из колес 5, поворачивается диск 4, который с помощью спирали перемещает одновременно и равномерно все три кулачка по пазам корпуса 6 патрона. В зависимости от направления вращения колес 5, кулачки приближаются или удаляются от центра, соответственно зажимая или освобождая деталь. Кулачки изготовляют обычно трехступенчатыми, для повышения износостойкости их закаливают.

Рисунок 4. Трехкулачковый самоцентрирующий патрон

 

Приспособления для сверлильных  станков.

Для точного направления  инструмента в процессе обработки  используются кондукторные плиты, в  которых устанавливаются втулки. В стационарных приспособлениях , которые  применяют на радиональных сверлильных и многошпиндельных станках, деталь остается неподвижной в процессе обработки. Для сверления отверстий, расположенных с разных сторон детали или по окружности, применяют поворотные приспособления с вертикальной (поворотные столы, горизонтальной (планшайбы)) или наклонной осью вращения. Для механизации и автоматизации, применяют пневматические, гидравлические или электрические приводы. При работе на сверлильных станках часто применяют скальчатые кондукторы. Кондукторная плита укрепляется на двух колонках и перемещается с помощью подъемного механизма. Установка и зажим детали, а также центрирование осуществляется при перемещении плиты. Для обработки

групп отверстий применяются многошпиндельные головки.

 

На токарных и кругло шлифовальных станках обрабатываемые детали, в зависимости от формы и размеров, устанавливают в центрах или в патроне. Один центр расположен в шпинделе передней бабки, а второй в шпинделе задней бабки токарного или шлифовального станка. Патрон устанавливают, закрепляют на конце шпинделя передней бабки станка.

 

Центры подразделяют на следующие  типы:

1. Неподвижные нормальные  и специальные;

2. Вращающиеся нормальные  и специальные;

3. Плавающие специальные;

4. Рифленые специальные;

5. Срезанные.

Конусная поверхность  центра предназначена для установки  детали и имеет угол при вершине 60°, 90°, 120°; хвостовик центра изготавливают  с конусом Морзе определенного  номера (№ 2, 3, 4, 5, 6).

В тех случаях, когда производится обработка торцов заготовки закрепленной в центрах, возникает необходимость  в использовании срезанного центра.

 

Не вращающиеся центры станков от трения сильно нагреваются  и изнашиваются.

Для уменьшения износа и  увеличения срока их службы применяют  вращающиеся задние центры, менее  точные, чем не вращающиеся. Задний центр применяют для установки  заготовки с центровыми отверстиями.

 

При установке заготовок, у которых длина выступающей  части из патрона составляет 3 … 15 диаметров и более, в качестве дополнительной опоры применяют неподвижные и подвижные люнеты.

Неподвижный люнет (рисунок, а) устанавливают на направляющие станины станка и крепят планкой 4 с помощью болта и гайки. Верхняя часть 1 неподвижного люнета откидная, что позволяет снимать и устанавливать заготовки на кулачки или ролики 3 люнета, которые служат опорой для обрабатываемой заготовки и поджимаются к заготовке винтами 2, после установки заготовки винты фиксируются болтами. На заготовке в местах установки роликов люнета протачивают канавку. Проточку обычно выполняют посередине заготовки.

Подвижный люнет (рисунок, б) крепится на каретке суппорта и перемещается при обработке вдоль заготовки. Подвижный люнет имеет два  кулачка, которые служат опорами для заготовки. Третьей опорой является резец.

Люнет а – подвижный; б - неподвижный

 

Часто используются люнеты, в которых в качестве опорных  поверхностей служит поверхность вращения

Неподвижный люнет с роликовыми опорами.

 

При сверлении и фрезеровании заготовок имеющие цилиндрические поверхности , широко используются тиски  с призмами. Они позволяют надежно  и без значительных механических дефектов, закрепить заготовку.

Изобразим схему таких  тисков на рисунке.

Схема закрепления в призмах

При таком способе закрепления, для увеличения жесткости, уменьшения степени свободы заготовки и  увеличения точности обработки, при  наличии у закрепляемой заготовки  центровочных отверстий, ее рекомендуется  дополнительно зажать между двумя  неподвижными центрами, установленными на прижимных бабках.

 

15. Методы отделочной обработки поверхностей вращения

Суперфиниширование – отделочная обработка предварительно шлифованных поверхностей (чаще наружных цилиндров) при помощи мелкозернистых абразивных или алмазных брусков, совершающих сложное движение с целью получения высокого качества поверхности. Бруски для суперфиниширования изготавливают из микрошлифпорошков. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют керосин с добавками 5-10% масла.

Схема супервиниширования.

При суперфинишировании наружной цилиндрической поверхности обрабатываемая заготовка совершает вращательное движение (5-15 м/мин), бруски – колебательное  движение с длиной хода 1,5-6 мм и частотой 250-1000двойных ходов в минуту, а  также движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности величиной до 1-2 мм/об. Суперфиниширование точность размеров деталей повышает незначительно,

но обеспечивает минимальную  шероховатость поверхности, соответствующую Ra = 0,.2 – 0,05 мкм, при этом увеличивается с 20% до 90%  относительная опорная длина профиля поверхности. Продолжительность обработки одной поверхности заготовки — 0.2-0,5 мин.

Притирка (доводка) заключается в том, что съем металла с обрабатываемой поверхности заготовки производится абразивными зернами, свободно распределенными в пасте или суспензии, при перемещении притира. Притирку применяют для повышения точности и снижении шероховатости обрабатываемой поверхности.

Притирка может быть абразивной и химико-механической. При абразивной обработке используют абразивные инструменты, пасты и суспензии на основе абразивного  материала, твердость которого значительно  выше твердости обрабатываемого материала. При абразивной доводке абразивные зерна, находятся между заготовкой и притиром, вдавливаются в поверхность притира, твердость которого ниже обрабатываемой поверхности. При взаимном перемещении заготовки и притира абразивные зерна, закрепившиеся в поверхностном слое притира, снимают тончайшие стружки с обрабатываемой поверхности заготовки.

При химико-механической доводке  под действием кислот, входящих в  состав паст, на поверхности заготовки  образуется пленка из химических соединений, которая удаляется абразивными  зернами при перемещении притира.