Управление качеством изготовления червячных фрез (стр. 5 из 15)

Изменение режимов резания – увеличение времени выхаживания.

Время выхаживания подобрано экспериментально, и увеличение этой величины обычно приводит к появлению шлифовочных прижогов. Данное решение не приемлемо.

Для решения второй проблемы воспользуемся [12], коэффициенты шлифуемости сталей К₁:

Для Р6М5 К_R=0,94

Для Р6М5К5 К_R=1,1

Для Р6М5Ф3-МП К_R=0,94

Для Р6М5Ф3-Ш К_R=1,2

Из общего вида кривой распределения, наличие почти плоской площадки на вершине, можно сделать предположение, что данная кривая является кривой суммарного распределения шероховатости по шлифованию каждой стали в отдельности, и что эти распределения могут подчинятся закону Гаусса. Тогда, одним из возможных путей решения этой проблемы заключается в том, чтобы изготавливать червячные фрезы только из одного материала и применять на заточной операции лишь одну марку абразивного круга. Данные меры должны сузить разброс шероховатостей. Исходя из представленных данных и данных по стойкости червячных фрез из различных материалов наиболее целесообразным представляется изготавливать червячные фрезы из материала – Р6М5Ф3-МП.

Теперь просуммируем все решения по данным проблемам:

1. Выбор абразивного круга с меньшей зернистостью.

2. Изготавливать все червячные фрезы из одного материала и применять один абразивный круг.

Так как первое решение предполагает снижение производительности – воспользуемся вторым решением.

Проводились производственные испытания по заточке абразивным кругом 12 300х20х50,8 24А 25Н СМ1 12 К11 на двух параллельно работающих станках ф. Карр мод. As-305, червячных фрез, выбранных случайным образом, выполненных из быстрорежущей стали марки Р6М5Ф3-МП. Шероховатость поверхности замерена также 38 раз на шлифованной поверхности. Расположим замеры шероховатости Ra в порядке возрастания: 0,168; 0,174; 0,177; 0,179; 0,181; 0,183; 0,185; 0,186; 0,187; 0,188; 0,189; 0,190; 0,190; 0,191; 0,192; 0,192; 0,193; 0,194; 0,194; 0,194; 0,195; 0,195; 0,196; 0,197; 0,198; 0,198; 0,199; 0,199; 0,201; 0,202; 0,203; 0,204; 0,206; 0,207; 0,210; 0,212; 0,216; 0,222.

На основании этих данных заполним таблицу 4.2.

Таблица 4.2. Данные для построения кривой распределения

Интервалы		значения середин	Обычная правка
свыше	До	интервалов	частота	частость
0,167	0,172	0,1695	1	0,026
0,172	0,177	0,1745	2	0,052
0,177	0,182	0,1795	2	0,052
0,182	0,187	0,1845	4	0,105
0,187	0,192	0,1895	7	0,184
0,192	0,197	0,1945	8	0,211
0,197	0,202	0,1995	6	0,158
0,202	0,207	0,2045	4	0,105
0,207	0,212	0,2095	2	0,052
0,212	0,217	0,2145	1	0,026
0,217	0,222	0,2195	1	0,026

Используя данные таблицы 4.2. построим кривую распределения.

Рис. 4.2. Кривая распределения при шлифовании червячных фрез из стали Р6М5Ф3-МП

Общей вид кривой распределения рис. 4.2, с некоторым приближением, можно отнести к кривой нормального Гауссового распределения, а это дает возможность рассчитать процент появления вероятного брака. Расчет произведем, как показано в [15]. Для этого рассчитаем среднеквадратичное отклонение:

,

где

r - частость в интервале

D – остаточная погрешность, вычисляется по формуле:

, где

l_i – середина интервала

- среднее арифметическое

В нашем случае остаточная погрешность в каждом интервале:

D₁=0,1695–0,169=0,0005

D₂=0,1745 – (0,174+0,177)/2=-0,001

D₃=0,1795 – (0,179+0,181)/2=-0,0005

D₄=0,1845 – (0,183+0,185+0,186+0,187)/4=-0,00075

D₅=0,1895 – (0,188+0,189+0,190+0,190+0,191+0,192+0,192)/7=-0,00079

D₆=0,1945 – (0,193+0,194+0,194+0,194+0,195+0,195+0,196+0,197)/8=

=-0,00025

D₇=0,1995 – (0,198+0,198+0,199+0,199+0,201+0,202)/6=0

D₈=0,2045 – (0,203+0,204+0,206+0,207)/4=-0,0005

D₉=0,2095 – (0,210+0,212)/2=-0,0015

D₁₀=0,2145–0,216=-0,0015

D₁₁=0,2195–0,221=-0,0015

Тогда среднеквадратичное отклонение:

s₁=0,0035 мкм

Коэффициент точности вычисляется по формуле:

Т_П=d/6s,

где

d – допуск на изготовление детали. В нашем случае т. к. допуска как такового нет, величину заменяющую допуск можно найти по формуле:

,

где

А=0,2 – критическая шероховатость, определяемая по чертежу.

Тогда:

d=2*(0,2–0,194)=0,012 мкм

Отсюда, коэффициент точности:

Т_П.1=0,012/0,0035*6=0,57

Далее необходимо рассчитать коэффициент смещения:

,

где

l_cp=(А_наиб.+ А_наим.)/2, где

А_наиб. и А_наим. – соответственно наибольший и наименьший размер в выборке

l_cp.=(0,221+0,169)/2=0,195

Тогда коэф. Смещения:

Е=|,193–0,196|/0,012=0,25

Теперь по табл. 2 в [15] определим вероятность появления брака.

Доля вероятного брака: Р=22%

Также можно говорить о значительно более узком разбросе шероховатостей, но вероятность появления брака, тем не менее, достаточно высока. В данном случае можно воспользоваться первым решением, но это приведет к снижению производительности. Чтобы этого избежать предлагается выбрать шлифовальный круг из кубического нитрида бора. Эльборовые круги показали себя хорошо как раз там, где необходимо добиться высоких показателей стабильности процесса шлифования при высоких требованиях к обрабатываемой поверхности. При этом прочность удержания зерен в круге значительно выше, и твердость зерен также выше, что позволяет вести обработку на повышенных режимах.

По [8] предлагается эльборовый круг следующих характеристик:

Профиль круга тарельчатый – 12R4

Габариты круга, наружный диаметр х толщина х внутренний диаметр

Марка шлифовального материала для обработки быстрорежущей стали – ЛКВ40

Для получения шероховатости Ra 0,2 мкм принимаем зернистость – 80/63

Для получения стабильных показателей по размеру принимаем твердость – С1

Связку круга берем керамическую – К27

Концентрацию эльбора – 100%

Маркировка полная – 12R4 300х20х50,8 ЛКВ40 80/63 С1 К27 100%.

Теперь назначим некоторые режимы резания данным кругом.

По диаметру круга и паспортным данным станка назначаем скорость резания v=35 м/c

Определим частоту вращения круга:

n=1000*V*60/p*D

n=1000*35*60/3,14*300=2053 об/мин

Станок имеет бесступенчатое регулирование скорости вращения.

Далее найдём остальные параметры шлифования.

Назначаем подачу S =2 м /мин

Глубина шлифования t=0.003 мм/ход

Машинное время Т_М:

T_M=(L+2l_П)*i*z/S*1000

где:

L – длина фрезы, L=150 мм

l_П – длина перебега круга, назначаем 30 мм

z – число зубьев фрезы

i=D/t,

где

D=0,15 мм – припуск под шлифовку

Отсюда находим: i=0.1/0.003=33

T_M=(150+2*30)*33*14/2*1000=48 мин.

Штучное время Т_шт найдём по формуле:

Т_шт=Т_в+Т_п-з+Т_м

Т_В=1,2 мин – вспомогательное время;

Т_П-З = 0,5 мин – подготовительно–заключительное время;

Т_шт=1,2+0,5+48=49,7 мин

Теперь по [8] рассчитаем ожидаемую шероховатость Ra при обработке червячной фрезы:

Ra=0,93*v^-0.3*S^0.06*t^0.04*К₁* К₂* К₃,

где

К₂ – коэффициент, учитывающий концентрацию эльбора, при 100% – К₂=1

К₃ – коэффициент, учитывающий зернистость круга, при 80/63 – К₃=1

Отсюда найдем показатель шероховатости: Ra=0,93*35^-0.3*2^0.06*0,003^0.04*0,94=0,18.

По чертежу 0,2, то есть приемлемо.

5. Расчет безопасности станка и его основных элементов

5.1 Общие положения

Понятие безопасности включает в себя такие понятия как, безопасные условия труда, безопасность производственного оборудования, безопасность производственного процесса. При рассмотрении безопасности мы рассматриваем как техническую систему, так и систему «человек – машина».

В качестве «человека» подразумевается персонал, непосредственно занятый выполнением работ, «машины» – технологическое оборудование, иногда с предметом труда, обеспечивающее изменение его свойств или состояния.

Безопасные условия труда – состояние условий труда, при которых воздействие на работающего опасных и вредных производственных факторов исключено или воздействие вредных производственных факторов не превышает предельно допустимых значений.

Безопасность производственного оборудования – свойство производственного оборудования соответствовать требованиям безопасности труда при монтаже (демонтаже) и эксплуатации в условиях установленных нормативно-технической документацией.

Безопасность производственного процесса – свойство производственного процесса соответствовать требованиям безопасности труда при проведении его в условиях, установленных нормативно-технической документацией.

При анализе безопасности системы следует разделять такие понятия как опасный фактор и вредный фактор. Опасным фактором является такое воздействие на человека, которое в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. Вредным фактором является такое воздействие на человека, которое в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

Конечным следствием неблагоприятных условий труда являются производственный травматизм и профессиональные заболевания.

Травма – повреждение тканей организма и нарушение его функций внешними воздействиями.

Профзаболевание - либо на встречающееся в быту (специфическое), либо возникающее как на производстве, так и в быту устойчивое нарушение здоровья.