Технологический процесс механической обработки детали

КЕРАМИКА И СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

   Применение режущей керамики также давно стало привычным явлением. Развитие здесь идет в направлении расширения областей применения. Традиционно керамика применялась для обработки чугунов и закаленных сталей в благоприятных условиях. Современная керамика позволяет обрабатывать твердые материалы в неблагоприятных условиях (например, при прерывистом резании), существенно повысить эффективность обработки чугуна, и, кроме того, вывести на новый уровень производительности обработку никелевых сплавов в авиационной промышленности. Деталь, показанная на рис. 5, из инконеля 718 обрабатывается с применением вискеризованной («армированной») керамики.

   В результате время обработки сократилось с 45 до 14 часов. Скорость резания составляет 1300 м/мин, что примерно в 100 раз выше принятой для обработки подобных материалов скорости, подача – 0,1 мм/зуб. Подобный прорыв возможен благодаря оптимизации режущей керамики. Пример структуры вискеризованной керамики представлен на рис. 6.

   Широкое применение технологии твердой обработки (обработки материалов высокой твердости) привело к резкому росту объемов применения кубического нитрида бора и к существенной интенсификации научно-исследовательских работ в этой области.

ПОКРЫТИЯ

   Упомянутое выше многообразие обрабатываемых материалов и рассматриваемое далее многообразие новых методов обработки определяет появление и быстрое развитие новых видов покрытий. Метод химического нанесения расширен за счет применения средне- и низкотемпературных режимов. На рисунках 7 и 8 представлены два варианта износостойких покрытий сменной многогранной пластины. Методом физического нанесения получаются покрытия с разным состав и различными свойствами. На рис. 9 показано влияние состава покрытия на его свойства при сухой обработке стали 45.

3   КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1   НАЗНАЧЕНИЕ И ВЫБОР КРЕПЕЖНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

 

В качестве крепежного приспособления выступает специальная оправка  с гидропластовым наполнителем. Один конец данной оправки устанавливается на шпиндель станка, а второй конец, имеющий центровочное отверстие, поджимается вращающимся центром при помощи гидропривода. Это дает оправке большую жесткость и улучшает ориентацию оправки с заготовкой относительно оси вращения.

Использование гидропласта  в качестве среды, передающей давление, позволяет создавать простые и рациональные конструкции зажимающих органов. В приспособлениях типа оправок или патронов установочная поверхность втулки является одновременно и зажимающей. Это обеспечивает высокую точность установки и вместе с тем сокращает затраты времени на установку и закрепление.

3.2   РАСЧЕТ КРЕПЕЖНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

 

Расчет гидропластовой оправки сводится к определению  усилия зажима, противодействующего  смещению заготовки во время обработки, и передаваемого крутящего момента.

Определяется максимальный посадочный зазор между заготовкой и установочной поверхностью втулки (до зажима):

            (21)   [6]

Определяется допустимое приращение диаметра установочной втулки:

   ,                                                               (22)   [6]

где s_0,05 = 500…700 МПа – предел упругости материала втулки;

s_0,05 = 600 МПа;

D = 150 мм – номинальный диаметр втулки;

Е = 2*10⁶ МПа – модуль упругости;

Определяется натяг  при зажиме заготовки:

Определяется толщина  стенки установочной поверхности втулки:

b = 0,015*D + 0,5 = 0,015*150 + 0,5 = 2,75 мм.

Определяется усилие зажима, противодействующее смещению заготовки:

                                                 (23)   [6]

           

            Определяется передаваемый крутящий  момент:

                                                      (24)   [6]  

           

      Определяется  высота рабочей полости под  заполнение гидропластмассой:

  

      Принимается  Н = 10 мм.

      Определяется  увеличение объема рабочей полости  за счет приращения диаметра  втулки:

        ,                                                                (25)   [6]

где L = 160(мм) – длина рабочей поверхности втулки;

Тогда,        

   Определяется  уменьшение объема гидропласта  за счет сжимаемости находящихся в ее среде воздушных пузырьков:

                     U = 0,002*V ,                                                                   (26)  [6]

где   U = 115300,8 мм³ – объем гидропласта, заключенного в рабочей полости.

Тогда: U = 0,002*115300,8 = 230,6 мм³

   Определяется  величина ввинчивания плунжера, необходимая для зажима заготовки:

         ,                                                                    (27)   [6]

где

Тогда:           

 

3.3   ОПИСАНИЕ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

 

При обработке  фланца переходного РТ755Ф351.92.154 используется стандартный металлорежущий инструмент: токарные резцы, спиральные сверла, метчики.

При токарной обработке  фланца по контуру (наружная ступень) используется резец TGDR 2525-6M с прямоугольной твердосплавной пластиной TGMF – 508 в правом и левом исполнении.

Данный резец предназначен для наружной токарной обработки, для прорезки и точения канавок. Резец оснащен сменной прямоугольной твердосплавной пластиной.

Преимуществом данного  резца являются: высокая стойкость, жесткость конструкции резца, быстрая  установка и снятие твердосплавной пластины, возможность многократного  его использования (при износе достаточно лишь заменить твердосплавную пластину).

К недостаткам данного  резца можно отнести следующее: невозможно одним резцом обрабатывать глубокие и широкие канавки (приходится использовать резцы правого и левого исполнения).

 

3.4. РАСЧЕТ РЕЖУЩЕГО  ИНСТРУМЕНТА

 

Условие прочности резца на изгиб:

,                                                                       (28)   [4]

где Р – сила резания, кН

       l – вылет резца,     l = 22 мм.

Определяется сила резания:

,                                                                               (29)   [4]

где [s_и] = 200…300 МПа – допускаемые напряжения на изгиб;

[s_и] = 250 МПа;

                                                                                   (30)   [4]

b = 25 мм, h = 25 мм – размеры державки резца,

Тогда

Определяется ширина режущей кромки резца (ширина твердосплавной пластины):

                                                                              (31)   [4]

 

Проверяется условие  прочности резца:

Условие прочности выполняется.

Определяется максимальная нагрузка допускаемой жесткости  резца:

,                                                                   (32)   [4]

где f = 0,05 мм – стрела прогиба резца при чистовом точении;

- момент инерции.

Е = 2*10⁶ МПа – модуль упругости;

L = 150 мм – длина резца.

Тогда

Проверяется резец по условиям прочности:

Р £ [Р]

Р_жест.£ [Р_жест.] £ [Р] ,

где    (из условия прочности на изгиб)

Таким образом,

Р = 4932,2Н < [Р] = 29593,2 Н

Р_жест.= 2893,5Н < [Р] = 29593,2 Н

Условия прочности выполняются.

4   ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

 

   Экономический  расчет сводится к сравнению  приведенных затрат для базового  и нового вариантов технологического  процесса механической обработки  детали.   

   Экономический расчет выполнен на ЭВМ с помощью программы  Microsoft Excel 9.0  и приведен в приложении.

   Итоговые данные:

Годовая экономия – 13644,1 руб.

Годовой экономический  эффект – 3879,3 руб.

Срок окупаемости проекта – 4,8 года.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Технология машиностроения: методические указания к выполнению студентами РФ МГОУ курсового проекта по специальности  12.01.00- Технология машиностроения.
2. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Под редакцией А.Ф. Горбацевича, Минск, ''Вышейшая школа'', 1975.
3. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник/ В.И. Баранчиков, А.В. Жариков, Н.Д. Юдина и др. Под общей редакцией В.И. Баранчикова. – М.: Машиностроение, 1990.-400с.:ил.
4. Справочник технолога-машиностроителя./ Под общей редакцией А.Г.Косиловой и Р.К. Мещеряковой. В 2-х томах. М.: Машиностроение.
5. Справочник механика машиностроительного завода/ Ю.С. Борисов, А.П. Владзиевский, Р.А. Носкин. – М.: Машгиз, 1958, 2 т.
6. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник/ Горошкин А.К. М.: Машиностроение, 1979.
7. Металлообработка. Ежемесячный научно-технический журнал. 03/2007.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕЦЕНЗИЯ

 

  В данном курсовом проекте был разработан новый усовершенствованный модернизированный технологический процесс механической обработки фланца переходного РТ755Ф351.92.154. В разработанном технологическом процессе нашли широкое применение высокоэффективные методы механической обработки поверхностей деталей на современном технологическом оборудовании с применением высокотехнологического металлорежущего инструмента.

   Разработанный  технологический процесс может  найти широкое применение в  машиностроительном производстве. Срок окупаемости затрат на  внедрение данного разработанного  проекта составляет 4,8 года.