Курсовая работа (т): Разработка технологического процесса механической обработки вала

-последовательной обработкой нескольких поверхностей на одном станке, например на револьверном.

Концентрация операций сокращает трудоемкость обработки, уменьшает число станков и производственную площадь, но одновременно увеличивает потребность в высококвалифицированных наладчиках и требует применения более сложных станков. Применение многоинструментных станков экономично при большом выпуске деталей.

Метод дифференциации операций характеризуется расчленением технологического процесса обработки резанием на простые операции, выполняемые на большом числе станков, что характерно для условий крупносерийного и массового производства. Кроме того, этот метод обеспечивает высокую гибкость производства. При этом не следует считать дифференциацией разделение процесса на несколько операций, вызванное требованием высокой точности или малой шероховатостью поверхности. Также существует ряд переходов, которые нецелесообразно объединять с другими, так как это может привести к понижению точности и увеличению шероховатости поверхности.

На машиностроительных заводах, как правило, сочетают оба принципа. Например, при обработке коленчатых валов тепловозных дизелей наряду с применением специальных станков для обработки коренных или шатунных шеек, применяют станки, выполняющие одну операцию - предварительное или окончательное шлифование коренных или шатунных шеек.

При разработке структуры ТО следует также предусматривать возможность совмещения (перекрытия) основного и вспомогательного времени, что позволяет повысить производительность.

При выборе модели оборудования уточняют следующие характеристики станка: размеры рабочей зоны; возможность достижения требуемой точности и шероховатости поверхности; соответствие мощности, жесткости и кинематических данных выбранным параметрам режима обработки; производительность и трудоемкость обработки; уровень автоматизации и безопасности труда [1, Т2, с.5-65; 17].

Выбор технологической оснастки (приспособление, режущий и измерительный инструмент) производится на этапе уточнения содержания технологических переходов. На выбор оснастки, прежде всего, влияет тип и организационная форма производства, вид изделия и характер намеченного ТП.

При выборе приспособлений в первую очередь учитывается тип производства. В мелкосерийном производстве в основном используются универсальные приспособления, а в серийном - универсальные переналаживаемые. Крупносерийное и массовое производство характеризуется применением специальных приспособлений, позволяющих резко сократить время на установку и закрепление заготовки и на снятие ее после окончания обработки [3,Т2,с.66-1 10].

Выбор режущего инструмента производят с учетом метода обработки, материала обрабатываемой детали, размера и конфигурации детали, требуемого качества обрабатываемых поверхностей и программы выпуска.

При выборе режущего инструмента следует ориентироваться на применение стандартного. Однако. На отдельных операциях применяют специальный и специализированный инструмент. Режущая часть инструментов изготавливается их материалов, обеспечивающих высокие скорости резания [1,Т2,с.1 1 1-260]. В качестве режущего инструмента (при кругло-шлифовальной операции) используется абразивный круг прямого профиля на керамической связке с зернистостью 50. Марка круга ПП( ГОСТ 2424-83).

Выбор измерительных инструментов производят с учетом соответствия точностных характеристик инструмента (погрешности измерения), точности выполняемого размера, вида измеряемой поверхности, а также масштаба выпуска деталей. В условиях мелкосерийного производства в основном применяют универсальный измерительный инструмент. В условиях крупносерийного и массового производства более целесообразно применять специальный инструмент(калибры, шаблоны), а так же различные контрольно-измерительные приспособления и средства автоматического контроля [3, Т2, с.462-477].

Необходимо учитывать, что при разработке операции устанавливается рациональная последовательность и содержание всех переходов. Включая вспомогательные.

Элементы режима резания рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить требуемое качество обработки при наибольшей производительности труда и наименьшей себестоимости ТО. Эти условия удается выполнить при назначении соответствующего типа и размера инструмента, материала и геометрии его режущей части, материала и состояния заготовки, типа и модели станка. Элементы режима резания назначаются в следующем порядке:

Скорость вращательного или поступательного движения заготовки - V,; м/мин;

Глубина шлифования t, мм, - слой металла, снимаемый периферией или торцом круга в результате поперечной подачи на каждый ход или двойной ход при круглом или плоском шлифовании и в результате радиальной подачи S_p при врезном шлифовании;

Продольная подача S - перемещение шлифовального круга в направлении его оси в миллиметрах на один оборот заготовки при круглом шлифовании или в мм на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга.

Эффективная мощность, кВт, при шлифовании периферией круга с продольной подачей

где d - диаметр шлифования, мм.

C_N = 0,36

V_{з чист} = 30 м/мин

V_круга = 30 м/с

t = 0,065 мм

s=0,002 мм/двход

d=95 мм

r = 0,35

х = 0,4

у = 0,4

z = 0,3

N_черн. = 0,36 ∙ 20^0,35∙0.065^0,4∙0.002^0,4∙95^0,3 = 0,011 (кВт)

N_чист. = 0,36 ∙ 30^0,35∙0.065^0,4∙0.002^0,4∙95^0,3 = 0,012 (кВт)

6. Оформление технологической документации

К технологической документации относятся: маршрутные карты (МК), операционные карты (ОК), карты эскизов (ЕЭ), ведомость деталей к типовому (групповому) ТЛ, карты технического контроля (КТК). При оформлении технологической документации обходимо руководствоваться требованиями ГОСТ 3.1404-83, 3.1105-83.

При заполнении МК и ОК руководствуются следующим:

-графы форм технологической документации заполняются в соответствии с положениями соответствующих стандартов, руководящих технических материалов и расчетов;

-номера операций указываются трехзначными цифрами да ряда 005, 010, 015, 020.... 110; номера технологических и вспомогательных переходов - арабскими цифрами;

наименования операций записываются кратко по виду обработки. Например, токарная, фрезерная, токарно-карусельная, слесарная, контрольная и т.д. Против номера первой установки записывается строка «установить и закрепить деталь», против номеров следующих установок -«переуставить деталь», в конце операции - «снять деталь». Перечисленные установки являются вспомогательными переходами операции и нумеруются в общей последовательности их выполнения арабскими цифрами;

· наименования переходов записываются следующим образом. Если нет эскизов переходов и операций - кратко глаголом в повелительной форме (например «подрезать торец», «сверлить отверстие», «шлифовать шейку») с указанием размеров и предельных отклонений обрабатываемых поверхностей. Если же эскизы переходов и операций имеются, и на них проставлены все размеры и поверхности пронумерованы, то в содержании перехода размеры не указываются. Если поверхность обрабатывается на данной операции за несколько технологических переходов, то к наименованию первого из них добавляется слово «начерно», к последнему «начисто» и к промежуточному -«предварительно»;

· для наиболее ответственных и трудоемких операций и переходов делается операционные эскизы, которые изображаются следующим образом. В верхней части каждого операционного эскиза указывается номер и название операции, затем номер и содержания перехода. Заготовку на эскизе показывается в положении обработки в том виде, который она будет иметь после выполнения данной операции или перехода. Схема базирования и закрепления изображается с использованием условных обозначений.

Обрабатываемую поверхность детали следует обозначить красным цветом или линией удвоенной толщины. Проставляются размеры и их предельные отклонения, шероховатость поверхности, получаемые при выполнении рассматриваемого перехода. Режущий инструмент изображается схематично в положении окончания обработки. При этом, осевые инструменты (сверла, зенкеры, развертки и др.) показывают в исходном положении. Стрелками указывают рабочие движения обрабатываемой детали и режущего инструмента. В нижней части приводятся таблица, в которой указываются данные о технологической системе, параметрах режима обработки, нормах времени. Эскизы вычерчиваются в произвольном, но одинаковом масштабе.

7. Выбор модели станка

Выбор модели станка, прежде всего, определяется его возможностью обеспечить точность размеров и формы, а также качество поверхности изготовляемой детали. Если эти требования можно обеспечить обработкой на различных станках, определенную модель выбирают из следующих соображений:

· Соответствие основных размеров станка габаритам обрабатываемых деталей, устанавливаемых по принятой схеме обработки;

· Соответствие станка по производительности заданному масштабу производства;

· Возможность работы на оптимальных режимах резания;

· Соответствие станка по мощности;

· Возможность механизации и автоматизации выполняемой обработки;

· Наименьшая себестоимость обработки;

· Реальная возможность приобретения станка;

· Необходимость использования имеющихся станков.

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.

Обработка на шлифовальных станках

Шлифовальная практика является завершающей работой по приобретению практических навыков на механическом участке учебных мастерских и требует особого соблюдения техники безопасности, связанной с работой абразивным инструментом, возможным разрывом шлифовального круга во время работы, травматизмом, вызванным наличием подвижных частей станка и поражением дыхательных органов работающего абразивной и металлической пылью. Шлифование - один из окончательных видов обработки металлов, как в сыром, так и закаленном состоянии.

Шлифованием можно обрабатывать простые цилиндрические валики и отверстия, плоские поверхности, а также сложные профильные поверхности, например зубчатые колеса, шлицевые валы, резьбы, червяки, направляющие станин и т. п.

Для осуществления процесса шлифования шлифуемая заготовка и абразивный инструмент совершают относительные движения, направления которых при различных видах шлифования показаны.

Круглое наружное шлифование выполняют чаще всего на кругло-шлифовальных станках, когда заготовку устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Различают шлифование с продольной подачей и врезанием (с поперечной подачей).

При круглом наружном шлифовании с продольной подачей необходимы следующие движения: вращение 1 шлифовального круга - главное движение резания; вращение 2 обрабатываемой заготовки вокруг своей оси - круговая подача заготовки; продольное возвратно-поступательное движение З заготовки (или в некоторых моделях станков - шлифовального круга) вдоль своей оси - продольная подача; поперечное перемещение 4 шлифовального круга на заготовке (или заготовки к шлифовальному кругу) поперечная подача или подача на глубину шлифования.

При шлифовании с продольной подачей поперечную подачу 4 осуществляют периодически в конце каждого двойного или одинарного хода стола станка.

В настоящее время получил большое распространение способ глубинного шлифования или способ шлифования установленным кругом, когда весь припуск удаляют за один проход при небольшой продольной подаче. При глубинном шлифовании подачу осуществляют только в одну сторону. После того как очередная заготовка прошлифована, стол возвращают в исходное положение для установки следующей заготовки. При этом способе положение шлифовальной бабки остается неизменным (до очередной правки шлифовального круга) и обеспечивается постоянство размеров прошлифованных деталей.

При круглом наружном шлифовании врезанием заготовка не имеет продольного перемещения, а шлифуется одновременно по всей длине, при этом ширина круга, должна быть равна длине заготовки или несколько больше ее. Поперечную подачу осуществляют непрерывно, основную часть припуска удаляют с большой поперечной подачей (0.6...2,0 мм/мин), а оставшийся припуск снимают с поперечной подачей 0,1 мм/мин. Затем поперечную подачу выключают и производят выхаживание, т. е. работу без поперечной подачи, до прекращения. После этого круг отводят и устанавливают новую заготовку. Этим способом можно шлифовать профильные и ступенчатые детали, для чего шлифовальный круг должен иметь соответствующий профиль, полученный правкой.

При бесцентровом шлифовании процесс резания осуществляют шлифующим кругом так же, как и на обычных центровых шлифовальных ставках. Особенность этого процесса определяется спецификой закрепления и подачи шлифуемой заготовки. При бесцентровом наружном шлифовании шлифуемую заготовку устанавливают на опорном ноже 5 между двумя кругами - шлифующим (рабочим), расположенным на рисунке слева, и подающим (ведущим), расположенным справа. Для выполнения процесса бесцентрового шлифования необходимы следующие движения: вращение шлифующего круга, вращение 4 подающего круга, круговая и продольная подачи заготовки. Вращением подающего круга, установленного под небольшим углом, а к оси шлифующего круга, обрабатываемой заготовке, сообщается вращение 2 - круговая подача и перемещение вдоль оси 3 - продольная подача. Если угол α равен нулю, то продольная подача заготовки отсутствует и шлифование является врезным.

Кругло-шлифовальные станки и их конструктивные особенности

К кругло-шлифовальным станков относятся: кругло-шлифовальные центровые станки, бесцентрово-шлифовальные станки, внутришлифовальные станки, профилешлифовальные станки. На станках этой группы можно выполнять; шлифование круглых и конических наружных поверхностей, круглых внутренних поверхностей, шлифование профильных поверхностей. Выбор способа шлифование определяется типом производства, конструкцией детали, величиной припуска и требованиями к точности и качеству обработки.

На рис. 1 показаны основные узлы кругло-шлифовального станка. Шлифовальный круг устанавливают и закрепляют на шпинделе шлифовальной бабки 3, которая может перемещаться относительно станины 6 в продольном или поперечном направлении с помощью стола 5 или суппорта. Заготовку 2 закрепляют в центрах 10 шпиндельной бабки 8 и задней бабки 4. Круг и заготовка 2 приводятся в движение приводами (электрическими или гидравлическим), управляемыми оператором посредством панели 7.

Рис. 1. Основные узлы кругло-шлифовального станка

По интенсивности съема припуска все операции круглого наружного шлифования подразделяются обдирочное, предварительное и тонкое шлифование.

Обдирочное шлифование применяют для удаления с заготовок дефектного слоя (толщиной не более 1 мм на диаметр) после литья, ковки, штамповки, прокатки. Скорость круга v_к=35 - 60 м/с и более, точность обработки 8 - 9 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_a⁼2,5 - 5 мкм.

Предварительное шлифование выполняют после токарной обработки, но перед термической обработкой заготовок. Скорость круга v_к=40 - 60 м/с и более, точность обработки 6 - 9 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_a=l,2-2,5 мкм.

Окончательное шлифование производят после термической обработки заготовки. Скорость круга v_к=35 - 40 м/с и более, точность обработки 5 - 6 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_a=0,2 - 1,2 мкм.