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

Тонкое шлифование (припуск 0,05 - 0,1 мм на диаметр) предназначено для обеспечения малой шероховатости поверхности R_a=0,025 - 0,1 мкм.

По классификатору группа шлифовальных станков обозначена цифрой 3 (первая цифра в обозначении модели). Вторая цифра указывает тип станка:

1 - кругло-шлифовальные (мод. 3161);

2 - внутришлифовальные станки (мод. 3228);

3 - обдирочно-шлифовальные (мод. 332);

4 - специализированные шлифовальные станки, например шлицешлифовальные (мод. 3451);

5 - не предусмотрено;

6 - заточные (мод. 364);

7 - плоскошлифовальные с прямоугольным (мод. 371) и круглым (мод. 3756) столом;

8 - притирочные и полировальные (мод. 3816);

9-различные станки, работающие с использованием абразивного инструмента (мод. 395).

Если необходимо указать, что данная конструкция станка модернизирована, то в условное обозначение вводят букву А (мод. 5А64). Шлифовальные станки делят на универсальные и специальные. В промышленности наиболее распространены шлифовальные станки нормальной (Н) и повышенной (П) точности.

Обеспечение жестких допусков на геометрическую точность шлифуемых поверхностей требует решения комплекса проблем.

Постоянство положения оси вращения заготовки обеспечивают повышением точности формы центров, круглость которых должна быть не более 1 - 2 мкм. Для этого применяют центра с твердыми вставками.

На станках с вращающимся шпинделем в передней бабке в качестве опор шпинделя применяют гидростатические подшипники позволяющие снижать влияние отклонения от круглости подшипниковых шеек шпинделя на круглость шлифуемой поверхности и длительное время сохранять требуемую точность вращения.

Для обеспечения параллельности оси вращения изделия ходу стола применяют следующие конструктивные решения:

· повышают плавность поворота верхнего стола применением воздушной или гидравлической разгрузки, что позволяет снизить погрешность установки оси вращения заготовки параллельно продольному ходу стола;

· применяют измерительные устройства для контроля параллельности оси вращения детали продольному ходу стола;

· применяют измерительно-управляющие устройства, которые следят за измерением шлифуемой поверхности и при необходимости выдают команды на исполнительные механизмы, обеспечивающие автоматическую коррекцию оси вращения заготовки;

· выносят источники теплоты за пределы базовых узлов станка(гидростанции, установки СОЖ), установки смазки), вводят устройства для автоматического снижения температуры нагрева масла, СОЖ и ее стабилизации;

·   повышают суммарную статическую жесткость станка;

·   постоянство положения оси вращения шлифовального круга обеспечивают применением гидродинамических гидро- и пневмостатических подшипников;

·   повышают точность изготовления подшипниковых шеек шпинделя, круглость которых в зависимости от класса точности станка не превышает 0,3 - 1 мкм.

Стабильность указанных величин достигается применением на шлифовальной бабке роликовых направляющих качения, в том числе с предварительным натягом, винтовой пары качения в последнем звене кинематической цепи подач, что исключает неблагоприятное влияние трения скольжения. В качестве привода механизма поперечных подач на прецизионных кругло-шлифовальных станках применяют шаговый электродвигатель, ротор которого дискретно поворачивается на малые углы (1,5°), что позволяет получать малые величины врезных подач, а кинематическая цепь становится короткой и жесткой. Колебания шлифовальной бабки относительно оси центров снижают путем тщательной балансировки круга вне станка с помощью грузиков, а затем после его установки на станок и правки, окончательной балансировки на станке специальными балансировочными механизмами.

Автоматическое управление режимами шлифования позволяет обеспечить стабильное качество шлифуемых поверхностей.

Круглошлифовальный станок ЗМ151

Кругло-шлифовальный станок марки ЗМ151 предназначен для наружного шлифования цилиндрических, конических и торцовых поверхностей тел вращения. Цифра 3 обозначает, что данный станок относится к группе шлифовальных станков. Буква М обозначает, что данная конструкция станка модернизирована. Цифра 1 обозначает, что станок относится к типу кругло-шлифовальных станков.

При обработке на станке детали устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Для обработки деталей на указанном станке обеспечивается вращение шпинделя круга, вращение обрабатываемой заготовки, продольное перемещение стола, непрерывная или периодическая подача на толщину срезаемого слоя. Детали, длина которых меньше ширины круга, шлифуют без продольного перемещения заготовки методом врезания.

Техническая характеристика станка

Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки:

Диаметр: 200 мм

длина: 700 мм

Высота центров: 125 мм

Диаметр шлифовального круга:

Наименьший: 450 мм

Наибольший: 600 мм

Частота вращения шлифовального круга: 1590 мин"

Частота вращения заготовки: 50-500 мин⁴

Мощность электродвигателя привода шлифовального круга: 10 кВт

Скорость перемещения стола от гидропривода: 0,05-5 м/мин

Врезная подача: 0,01-3 мм/мин

Габаритные размеры станка:

Длина:4635 мм

Высота: 2450 мм

Ширина: 2170 мм

Масса: 6032 кг

Движения в станке

Для определения всех движений в станке рассмотрим кинематическую схему кругло-шлифовального станка ЗМ151.

Главное движение - вращение шлифовального круга (обеспечивается через передачу Ø112/Ø147(128)). Круговая подача - вращение обрабатываемой заготовки (обеспечивается через передачи Ø63/ Ø130 - Ø63/ Ø168). Продольная подача - прямолинейное возвратно-поступательное движение стола с заготовкой (обеспечивается автоматически от гидроцилиндра.). Поперечная подача - периодическое радиальное перемещение шлифовальной бабки за один ход стола (обеспечивается автоматически от гидродвигателя через передачи 1/50, 39/39, 2/40, 10). Вспомогательные движения - ручное продольное перемещение стола (обеспечивается от маховичка через передачи 17/51; 51/51, 1/31, реечную передачу с колесом Z20), ручное поперечное перемещение шлифовальной бабки (обеспечивается от маховичка через передачи 39/39, 2/40 и передачу винт-гайка с шагом р=10 мм), ручное перемещение пиноли задней бабки, а также установочные перемещения рабочих органов станка с помощью гидропривода. Привод механизма правки круга обеспечивается от маховичка через передачи 2 и от гидроцилиндров.

При работе станка заготовку устанавливают в центрах передней и задней бабок, расположенных на поворотной плите стола. При обработке цилиндрических деталей ось центров бабок параллельна направляющим стола, а при шлифовании конических деталей она расположена под углом, равным половине угла конусности детали.

Рис. 2. Кинематическая схема кругло-шлифовального станка ЗМ151: I - передняя бабка; II - устройство для правки; III - механизм подач; IV - шлифовальная бабка; V - задняя бабка; VI - механизм быстрого подвода; VII - механизм ручного перемещения стола

Вращение шлифовального круга происходит от электродвигателя М2 мощностью N = 10 кВт через клиноременную передачу . Шпиндель 1 шлифовальной бабки (рис. 3) установлен в двух гидродинамических подшипниках скольжения. Подшипники имеют по три одинаковых вкладыша 8, которые представляют собой отдельные сегменты. Вкладыши сферическими лунками опираются на винты 6 со сферическими головками, в результате чего вкладыши самоустанавливаются по шейкам шпинделя. Конструкция вкладышей обеспечивает масляный клин 7 между шейкой шпинделя 1 и вкладышами 8, что предотвращает изнашивание и нагрев. Винтами 6 регулируют диаметральный зазор между вкладышами 8 и шпинделем 1 и положение оси шпинделя относительно направляющих стола. Шпиндель шлифовальной бабки фиксируют в осевом направлении двумя сферическими бронзовыми кольцами 2 и 8, прижимаемыми с двух сторон к торцам бурта шпинделя гайкой 4 с контргайкой 5.

Круговая подача - вращение обрабатываемой заготовки - производится от регулируемого постоянного тока электродвигателя Ml (см. рис. 10) мощностью N = 0,8 кВт через две клиноременные передачи. Круговая подача  где i - передаточное отношение клиноременных передач.

Шпиндель передней бабки неподвижен, а заготовка получает вращение от поводка, закрепленного на планшайбе.

. Абразивные материалы

Абразивные материалы делятся на естественные (алмаз, кварц, корунд, наждак, кремень, гранит) и искусственные (нормальный электрокорунд, хромистый электрокорунд, титанистый электрокорунд, монокорунд; карбиды кремния, бора, синтетические алмазы и др.). Основными свойствами абразивных материалов являются твердость, режущая способность, прочность и износостойкость.

Алмаз естественный (А) - разновидность углерода. Его характеризуют наивысшая по сравнению с другими абразивными материалами твердость и хрупкость. Алмазы, непригодные в ювелирном деле, называют техническими и используют для шлифования.

Алмаз синтетический (АС) получают из углеродсодержащих веществ (графит и др.) с добавлением металлических катализаторов (хром, никель, железо, кобальт и др.) под действием высокой температуры и давления. Существует пять марок шлифпорошков из синтетических алмазов, которые различаются по механическим свойствам, форме и параметрам шероховатости: АСО - зерна с шероховатой поверхностью и пониженной прочностью и хрупкостью, работают с минимальными потреблением энергии и выделением теплоты, обладают хорошими режущими свойствами; АСР - зерна с меньшей хрупкостью и большей прочностью, хорошо удерживаются в связке; АСВ - зерна, имеющие более гладкую поверхность, меньшую хрупкость и большую твердость; АСК - зерна с меньшей хрупкостью и большей твердостью, чем зерна АСО, АСР, АСВ; АСС - зерна блочной формы, имеют максимальную прочность по сравнению с алмазами других марок и естественными алмазами. Алмазные микропорошки выпускают: с нормальной режущей способностью из естественного алмаза (AM) и из синтетических алмазов (АСМ); с повышенной режущей способностью из природных (АН) и синтетических (АСН) алмазов.

Электрокорунды получают из бокситов и глинозема. Они состоят из окиси алюминия А1₂0₃ и его примеси. Доля А1₂0₃ в нормальном электрокорунде и монокорунде составляет 93-96%. Нормальный электрокорунд 1А имеет разновидности 12А; 1 ЗА; 14А; 16А. Белый электрокорунд 2А имеет разновидности 22А, 23А, 24А, 25А. Легированный электрокорунд ЗА имеет разновидности: 32А, ЗЗА, 34А, 37А. Монокорунд 4А имеет разновидности 43А, 44А, 45А.

Карбид кремния - химическое соединение кремния и углерода, полученное при температуре 2100-2200°С и содержащее около 97-99 % SiC. Обладают высокими твердостью (тверже его только алмаз, эльбор, карбид бора), режущей способностью и теплостойкостью.

Карбид бора (КБ) - химическое соединение В₄С, обладает высокой режущей способностью, износостойкостью и химической стойкостью.

Кубический нитрид бора (КНБ) - сверхтвердый материал (43,6% бора и 56,4% азота). Обладает почти теми же абразивными свойствами, что и алмаз, и превосходит по износостойкости все известные абразивные материалы. КНБ не теряет режущих свойств при t = 1200°С. Абразивный материал из КНБ выпускают в виде шлифпорошков: эльбор (Л); кубонит (КО); микропорошки (КМ).

. Назначение, применение и выбор шлифовальных кругов

Типы и основные размеры шлифовальных кругов стандартизованы. Существует ряд типов и несколько сотен типоразмеров кругов (рис. 4).

Шлифовальные круги изготовляют классов точности АА, А и Б. Для кругов класса точности Б используют шлифовальные материалы с индексами В, П, Н, Д, характеризующими содержание основной фракции для кругов класса А - только с индексами В, П, Н, для кругов класса АА - только с индексами В и П. Предельные отклонения зависят от номинальных размеров инструмента D, H, d (см. рис. 4). Контроль размеров абразивного инструмента осуществляют универсальным измерительным инструментом, специальными калибрами и шаблонами.

Рис. 4. Формы сечений шлифовальных кругов: а - прямого профиля (ПП), б - с двухсторонним коническим профилем (2П), в - с коническим профилем (ЗП). г - с конической выточкой (ПВК), е - с двухсторонней выточкой (ПВД), ж - с двухсторонней конической выточкой (ПВДК), з - специальный, и - кольцевой (К), к - чашечный цилиндрический (ЧЦ), л-чашечный конический (ЧК), м - тарельчатый (Т), н - с двухсторонней выточкой и ступицей (ПВДС); D - наружный диаметр, Н - высота, d - диаметр посадочного отверстия

Заключение

Анализ состояния транспортного машиностроения в сложившейся экономической ситуации показывает, что одним из основных направлений его развития является повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции на внутреннем и мировом рынках. Эта задача может быть выполнена только при обеспечении соответствующего качества изготовления машин. Качество изготовления продукции формируется на всех этапах технологического процесса ее изготовления и во многом определяется уже на стадии технологической подготовки производства.

Главная цель курсового проекта - проектирование технологического процесса механической обработки детали

Исходя из главной цели работы, были рассмотрены следующие пункты:

) Выбор способа получения исходной заготовки; выбор технологических баз; разработка маршрута обработки, по каждой операции разработка операционной технологии, включая составление последовательности переходов в операции, расчет припусков и операционных размеров для ряда технологических переходов, выбор оборудования и технологической оснастки, расчет режимов обработки.

) В графической части представлены маршрутная, операционная карты, оформленные по установленной форме. Подробно дается описание основных операций, при выполнении которых происходит изменение размеров, формы и качества отдельных поверхностей детали. Операция контрольная обозначается в общем маршруте. Также представлены схемы базирования на каждую операцию, чертеж наладки, режущего и измерительного инструмента и детали.

Литература

1) Фомин В.А., Мазин Г.С. Проектирование технологических процессов механической обработки деталей подвижного состава: Методические указания к курсовому проектированию. -М.:МИИТ, 2012.-40с;

2) Курс лекций Мазина Г.С. по дисциплине «Технология машиностроения» 2009;

3) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. -4-е изд., перераб. И доп. -М.: Машиностроение, 2010. 496 с, ил.;

www.tokdelo.ru <#"810950.files/image011.jpg">