Рефераты. Исследование валикокольцевых механизмов






Выбор баз: наружная поверхность и торец.

Операция 005. Токарная. За один установ обрабатывается конус под углом 200 с одной стороны. За второй установ обрабатывается конус под углом 200 с другой стороны. Для того, чтобы обработка проходила за 1 проход применяем широкие резцы.

Операция 010. Шлифовальная. Сфера обрабатывается фасонным шлифовальным кругом методом врезания на внутришлифовальном станке. Использование фасонного круга позволяет получить требуемую точность обработки и шероховатость.

Операция 015. Выглаживающая. Выглаживание уменьшает шероховатость поверхности, точность остается прежней. Используем приспособление для внутреннего выглаживания.

Операция 020. Слесарная. Обрабатываем острые кромки, получившиеся на токарной операции.

Операция 025. Промывочная. Деталь моем в моечном растворе в моечной машине конвейерного типа.

Операция 030. Контрольная. Используется специальное контрольное приспособление.

Рассмотрим у какого варианта сумма текущих и приведенных затрат на единицу продукции будет меньше.

                                                     (34)

1)   Токарная операция:

Ст.ф. =– рабочий V разряда

Сз. = руб./час

=

2)   Шлифовальная


3)   Выглаживающая


Технологическая себестоимость обработки:


Поэтому разрабатываемый техпроцесс экономически более выгоден.

Экономический эффект на программу выпуска:


3.4. Специальная часть. Выглаживание.


Заданные геометрические и физические параметры качества поверхности детали могут обеспечиваться с помощью разных методов упрочняюще – отделочной и упрочняющей обработки:

§      механические (алмазное выглаживание, обкатывание, шариками или роликами, дробеструйная обработка, виброгалтовка и др.),

§      термические (закалка ТВЧ, газопламенная закалка и др.),

§      термохимические (цементация, азотирование и др.),

§      электрохимические (хромирование, борирование и др.).

Упрочняюще-отделочная обработка наряду упрочнением металла поверхностного слоя обеспечивает благоприятный для эксплуатации рельеф поверхности детали.

Методы упрочняюще-отделочной обработки основаны на поверхностном пластическом деформировании, в результате которого изменяются микроструктура и физико-механические свойства металла поверхностного слоя. Это сопровождается повышением его твердости, прочности, а также формированием в поверхностном слое металла остаточных напряжений сжатия. Кроме того, изменяются геометрические характеристики рельефа поверхности, обуславливающие увеличение площади опорной поверхности, обуславливающие увеличение площади опорной поверхности. В итоге повышаются эксплуатационные свойства деталей: износостойкость, усталостная прочность и др.

Наиболее простым и эффективным методом упрочняюще-отделочной обработки является алмазное выглаживание. Особенностью этого метода является применение алмаза (природного или синтетического) и реже-твердого сплава в качестве формирующего элемента. Благодаря ряду преимуществ алмаза  перед другими инструментальными материалами (высокие твердость и теплопроводность, низкий коэффициент трения по металлу и др.) алмазное выглаживание применимо для обработки большинства металлов и сплавов, в том числе и закаленных до твердости HRC 61…65.

Алмазное выглаживание можно рассматривать как процесс возникновения и развития физических явлений, происходящих в контактной зоне, и как технологический метод. Соответственно различают параметры процесса и технологические параметры.

Основным параметром процесса выглаживания, влияющим на качество поверхности детали, стойкости инструмента и  производительности обработки являются:

-       давление в контакте инструмента с заготовкой;

-       площадь контакта;

-       кратность нагружения каждого участка поверхности заготовки в процессе выглаживания;

-       скорость деформирования;

-       трение между инструментом и заготовкой;

-       температура в контакте.

При правильно заданных и обеспеченных параметрах деталь приобретает высокие эксплуатационные свойства.

Параметры процесса взаимосвязаны, а также зависят от физико-механических свойств материала заготовки и инструмента и технологических параметров метода:

-       формы и размера рабочей части инструмента;

-       силы выглаживания;

-       подачи;

-       скорости выглаживания;

-       смазочных и охлаждающих средств, применяемых при выглаживании.

Выберем технологические параметры:

1)               Форма и размеры рабочей части алмаза влияют почти на все параметры процесса выглаживания (за исключением скорости деформирования). Инструменты при алмазном выглаживании применяются с различной формой рабочей части алмаза (сферической, торовой, конической). Сферическая форма наиболее универсальна, так как позволяет обрабатывать наружные и внутренние поверхности вращения, а также плоские поверхности. Недостаток сферической формы рабочей части выглаживателя – необходимость точной установки выглаживателя на станке и меньшая стойкость по сравнению с выглаживателями других типов. Наиболее распространена и нормализована сферическая форма с размерами радиуса R = 0,5…4,0 мм. При увеличении радиуса исходные поверхности сглаживаются в меньшей степени из-за уменьшения глубины внедрения выглаживателя.

В зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала и заданных параметров качества поверхности детали выбираем сферическую форму рабочей части алмазного выглаживателя с размером радиуса R = 0,5…1,5 мм.

2)               Те же параметры процесса зависят от другого технологического параметра – силы выглаживания Р. величина назначаемой силы связана с обеспечением заданного качества поверхности детали при допустимой стойкости инструмента и обусловлена физико-механическими свойствами металла, формой и радиусом рабочей части инструмента. Наиболее приемлемый диапазон Р = 5…25 кгс. Слишком малая величина силы не обеспечивает достаточного деформирования обрабатываемого материала заготовки из-за малой величины контактного давления. Превышение верхнего предела приводит к  возникновению в контактной зоне высокого давления, что вызывает падение стойкости инструмента и ухудшение качества обрабатываемой поверхности. Шероховатость поверхности в наибольшей степени зависти от силы выглаживания. Вначале увеличение силы уменьшает высоту исходных неровностей вплоть до их полного сглаживания и образования нового рельефа с минимальной величиной неровностей. Дальнейшее увеличение силы приводит к возрастанию высоты неровностей в связи с ростом пластических искажений рельефа и частичным разрушением обрабатываемой поверхности (микротрещины, отслоение металла и др.)

С этой точки зрения и учитывая физико-механические свойства обрабатываемого материала выбираем силу выглаживания Р = 15 кгс.

3)               Подача при выглаживании – технологический параметр, влияющий на кратность приложения нагрузки, а также на производительность обработки. Для алмазного выглаживания характерны  малые величины подачи: S = 0,02…0,10 мм/об. При подачах свыше верхнего предела на поверхности остаются необработанные участки, при чрезмерно малых подачах происходит усталостное разрушение металла заготовки.

Для стали ШХ 15 выбираем подачу S = 0,08 мм/об для обеспечения выглаживания.

4)               Скорость выглаживания определяет такие параметры процесса как скорость деформирования, температура выглаживания, трение и давление в контакте. С увеличением скорости температура выглаживания растет и при значениях > 200 м/мин может подниматься выше 6000С, что сопровождается повышенным износом алмаза.

5)               Применение смазочно-охлаждающих средств при алмазном выглаживании сравнительно малоэффективно вследствие выдавливания их из контакта инструмента с заготовкой. Наилучшим образом зарекомендовали себя индустриальные масла и консистентные смазки (ЦИАТИМ, солидол).


Рекомендации на выглаживание сферы радиусом R300,02 из материала – сталь ШХ 15.

1)   Сферическая форма рабочей части алмазного выглаживателя с радиусом R = 1,5 мм.

2)   Сила выглаживания Р = 15 кгс

3)   Подача S = 0,08 мм/об

4)   Скорость выглаживания n = 100 об/мин., V = 172,7 м/мин.

5)   Смазочно-охлаждающие средства – солидол или ЦИАТИМ.


3.5. Расчет припусков.

Расчет припусков на механическую обработку выполняем расчетно-аналитическим методом.

Подшипник отнесем к классу дисков и колец.

()

Таблица 20.

К расчету припусков.

Технологические операции

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, 2zmin, мкм

Расчетный размер,

dр, мм

Допуск,

, мкм

Предельный размер, мм

Предельные значения припуска, мкм

Rz

Т

dmin

dmax

2zminпр

2zmaxпр

Заготовка

Æ

Токарная

0,8



50




50

17



1




33




2*39

55,282



55,36

16



200

54,986



55,16

55,002



55,36




174




358

Заготовка

Æ

Шлифовальная чистовая

0,8



2,5




5

17



0,68




33




2*39

54,952



55,03

16



30

54,986



55,00

55,002



55,03




14




28


Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки [   ]:

=17 мкм

- допуск на цилиндричность

- радиальный зазор [   ]

Остаточные пространственные отклонения на обработанных поверхностях, имевших исходные отклонения, являются следствием копирования погрешностей при обработке. Для из определения можно воспользоваться эмпирической формулой:

                                                                          (35)

где kу – коэффициент уточнения формы

 после токарной обработки:

 мкм

 после шлифования:

 мкм

Погрешность установки :

                                                           (36)

- погрешность базирования,

- погрешность закрепления,

- погрешность положения заготовки в приспособлении.

а) Погрешность базирования:

При установке на охватывающую поверхность  равна наибольшему зазору между базой и установочной поверхностью:

                                                                (37)

где - максимальный предельный размер установочного элемента приспособления,

- наименьший предельный размер наружного кольца подшипника

По формуле (37) получим:

= 90,015 - 89,985 = 0,030 мм = 30 мкм

б) Погрешность закрепления:

В данном случае возникает за счет биения внутреннего кольца подшипника.

= 12 мкм [    ]

в) Погрешность положения в приспособлении:

                                                   (38)

- погрешность изготовления отдельных деталей приспособления,

- погрешности, обусловленные  наличием зазоров при посадке заготовок на установочные элементы приспособления, = 0,

- погрешность установки приспособления на станке из-за неточности изготовления посадочных мест деталей приспособления, = 0,

- погрешность износа деталей приспособления. В расчетах не учитываем,  = 0.

Технологические возможности изготовления приспособлений в современных инструментальных ценах обеспечивают выдерживание составляющей  в пределах 0,01…0,005 мм.

Примем =0,01 мм => =0,01 мм

По формуле (36):

мм = 33 мкм

Расчетные минимальные припуски на обработку определяем как:

                                        (39)

Для токарной операции:

= 2* 39 мкм

Для шлифовальной операции:

= 2* 39 мкм

1)         Для токарной операции:

Расчетный размер заготовки:

= 55,36 – 2*0,039 = 55,282 мм

= 55,3 – 0,2 = 55,1 мм

В нашем случае:

=55,36 – 55,002 = 0,358 мм

=55,16 – 54,986 = 0,174 мм

Проверка правильности расчетов:

-=

-= 358 – 174 = 184 мкм

 = 200 – 16 = 184 мкм

184 = 184

Общий номинальный припуск:

=358 + 2 – 200 = 160 мкм


ДАБАВИТЬ РИС. 17 на СТР. 98


2)         Для шлифовальной операции:

Для конечного перехода в графу «расчетный размер» записываем наибольший предельный размер детали по чертежу (часть допуска отдаем на выглаживание)

dр = 55,03 мм

Расчетный размер заготовки:

=55,03 – 0,078 = 54,952 мм

= 55,03 – 0,03 = 55 мм

28 мкм

14 мкм

Проверка правильности расчетов:

-=

-= 28 – 14 = 14 мкм

 = 30 – 16 = 14 мкм

14 = 14

Общий номинальный припуск:

=28 + 2 – 30 = 0

ДАБАВИТЬ РИС. 18 на СТР. 99

3.6. Расчет элементов режима резания и основного времени


I.      Токарная операция

1)         Длина рабочего хода суппорта

                                                          (40)

где - длина резания,

у – подвод, врезание и перебег инструмента,

- дополнительная длина хода

у = 5 мм [15, с.300]

6,5 + 5 = 11,5 мм

2)         Подача суппорта на оборот шпинделя:

S0 = 0,3 мм/об [15, с.23] – при использовании широких резцов

3)         Стойкость инструмента:

                                                                       (41)

Тм = 50 мин

= 0,565 [15, с.27]

50 * 0,565 = 28,25 мин

4)         Расчет скорости резания

   [15, с.29]                                          (42)

При использовании широких резцов

Vтабл = 65 м/мин      [15, с.31] 

к1 = 0,45   [15, с.32]

к2 = 2,0    [15, с.33]

к3 =0,85   [15, с.34]

V = 65 * 0,45 * 2,0 * 0,85 = 49,725 м/мин.

5)         Расчет рекомендуемого числа оборотов шпинделя станка

= 263,93 об/мин.

Уточняем число оборотов шпинделя по паспорту станка.

Принимаем n = 250 об/мин.

Уточняем скорость резания:

=47,1 м/мин

6)         Расчет основного машинного времени обработки

=0,306 мин

7)         Расчет сил резания

                                                             (43)

=75 кг       [15, с.35]

к1 = 0,8  

к2 = 1,1

= 75 * 0,8 * 1,1 = 66 кг

8)         Расчет мощности резания

                                                     (44)

= 0,2 кВт       [15, с.72]

=2,3 (сталь ШХ 15, НВ 200)

= 0,509 кВт

Потребная мощность электродвигателя станка:

                                                                       (45)

ч = 0,80…0,85       [9, с.95]

= 0,6 кВт

Фактическая мощность станка N = 4 кВт. Станок обеспечивает требуемую мощность.


II.   Шлифовальная операция

1)         Выбор характеристики круга [17, с.222]

Для получения шероховатости поверхности 7-го класса и при HRC < 50 круг 24А25НС17К1 фасонный.

2)         Определение размеров шлифования круга

     [17, с.222]

40 мм

3)         Расчет числа оборотов круга

Принимаем скорость круга V = 30 м/с

=14 331,21 об/мин

По паспарту станка принимаем

12 600 об/мин

Уточняем скорость круга по принятым оборотам:

=26,4 м/сек

4)         Определение частоты вращения изделия

300 об/мин       [17, с.224]

5)         Определение поперечной подачи

0,3 мм/мин

6)         Определение основного времени

=0,0467 мин.

7)         Определение эффективной мощности при врезном шлифовании

, кВт

=0,36

r = 0,35

у = 0,4

q = 0.3

z = 0

=0.835 кВт

где =1,413 м/мин

8)         Потребная мощность электродвигателя

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.