Технологический процесс изготовления круглой протяжки (стр. 2 из 3)
6. Проектирование операций, выбор баз и оборудования
Проектирование операций представляет собой материализацию экономичных методов обработки. Выбор оборудования ведется с учетом типа производства. Производим выбор технологических баз. При выборе технологических баз следует использовать принцип совмещения баз, т.е. в качестве технологической базы использовать поверхность, являющуюся измерительной базой или сразу технологической, измерительной и конструкторской.
Технологические базы - базы, используемые для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления.
Конструкторские базы - базы, используемые для определения положения детали в узле.
Для уменьшения погрешностей в процессе обработки желательно, чтобы технологические и измерительные базы совпадали. Для стержневого инструмента "протяжки" за базовую поверхность принимаем центровые отверстия. Зажимом служат центра упорные ГОСТ 13214-79, поводковый патрон 7102-0003 ГОСТ 14309-69 и поводковый хомутик 7107-0066 ГОСТ 164880-70.
7. Технологический маршрут обработки детали
| № | Наименование операции | № обрабатываемых поверхностей | Квалитет (после обработки) | Шероховатость (после обработки) | Модель оборудования. |
| 005 | Заготовительная | 12 | 25 | ||
| 010 | Центровально-подрезная | 1, 9,10,17 | 10 | 6,3 | Центровально-подрезной полуавтомат 6641012 |
| 015 | Рихтовка | ||||
| 020 | Токарная | 2,6,11,12,13 | 8 | 3,2 | Токарный многорезцовый копировальный полуавтомат 1Б732 |
| 025 | Токарная | 3,4,8,14,15,16,18, | 8 | 3,2 | Токарный станок с ЧПУ 16К30Ф305 |
| 030 | Рихтовка | ||||
| 035 | Контроль | ||||
| 040 | Тобр. | ||||
| 045 | Рихтовка | ||||
| 050 | Шлифовальная | 9, 10 | 6 | 0,25 | Внутришлифовальный полуавтомат 3А252 |
| 055 | Шлифовальная | 2,6,11,12,13,14,15,16 | 8 | 0,63 | Круглошлифовальный универсальный станок 3У12УВФ10 |
| 060 | Шлифовальная (заточка по перед пов-ти) | 3 | 6 | 0,2 | Заточной станок 3601 М |
| 065 | Шлифовальная | 8 | 6 | 0,2 | Круглошлифовальный универсальный станок 3У12УВФ10 |
| 070 | Шлифовальная (заточка по задней пов-ти) | 4 | 6 | 0,2 | Заточной станок 3601 М |
| 075 | Шлифовальная | 7 | 6 | 0,8 | Круглошлифовальный универсальный станок 3М162В |
| 080 | Маркировочная | ||||
| 085 | Контроль |
8. Разработка технологических операций
В данном задании необходимо разработать следующие технологические операции:
обработку хвостовика (токарная),
заточку зуба по передней поверхности,
шлифование зубьев по диаметру.
Целью разработки операции является достижение наибольшей производительности или себестоимости. Разработку операции проводят с учетом ее места в технологическом маршруте. Известно, какие поверхности, и с какой точностью были обработаны на предыдущих операциях, какие поверхности и с какой точностью надо обработать на проектируемой операции.
8.1. Выбор режущего инструмента для проектируемых операций
Режущий инструмент выбирается в зависимости от методов обработки и обрабатываемого материала.
Для токарной обработки хвостовика принимаем токарный проходной отогнутый резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 по ГОСТ 18868-73.
Для заточки зубьев по передней поверхности коническим способом принимаем тороидально-конический шлифовальный круг. Радиусный переход от передней поверхности протяжки ко дну впадины формируется тороидальной частью круга. При конической заточке передняя поверхность протяжки формируется конической частью шлифовального круга и является конусом вращения. Этот способ заточки обеспечивает постоянство переднего угла по всей передней поверхности. Во избежании завала режущей кромки из-за неравномерного износа конической образующей круга перед чистовой заточкой круг необходимо править или поднимать на величину, равную 0,1Rв (где Rв - радиус впадины стружечной канавки).
Круглые протяжки затачивают в центрах с использованием люнета. Вращение шлифовального круга и протяжки должно быть встречным, а оси их должны пересекаться, т.е. лежать в одной плоскости. В этом случае следы заточки (риски от зерен круга) на передней поверхности зуба являются круговыми при заточке тороидально-коническим кругом. Для правильной заточки расстояние между осями круга и протяжки не должно превышать 0,05 мм на всей длине протяжки. Радиальное биение зубьев протяжки не должно превышать: 0,03мм - при протягивании по 8...6-му квалитетам точности; 0,02мм - при протягивании по 5-му квалитету точности.
Рассчитываем диаметр шлифовального круга:
Dкр = m·D·sin (β - γ) / sinγ = 80 мм,
Где: Dкр - диаметр шлифовального круга,
m = 0,85 - коэффициент запаса,
D =32 мм - диаметр протяжки,
β = 52˚ - угол поворота шлифовального шпинделя,
γ = 12˚- передний угол протяжки.
Принимаем шлифовальный круг Т Е80х16х25 24АСМ2 ГОСТ 16174-81. Для правки круга применяем алмазный карандаш 3908-0052 ГОСТ 607-83.
Для шлифования зубьев по диаметру применяем шлифовальный круг ЛПП Е350х50х200 К20СТ2 ГОСТ 17123-79. Для правки круга применяем алмазный карандаш 3908 - 0052 ГОСТ 607-83.
8.2. Расчет режимов резания
Расчет режимов резания выполняем для трех разрабатываемых операций.
При назначении режимов резания учитываются характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования. Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:
Глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей его части; при чистовой обработке - в зависимости от требований по шероховатости обработанной поверхности и точности размеров.
Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из условий жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка прочности твердосплавной пластины и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.
Скорость резания υ рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки, которые имеют общий вид:
υтб = Сυ/ТmtxSy
все значения параметров режимов резания выбираем в соответствии с рекомендациями данными в [1].
Операционное время рассчитываем исходя из следующей формулы:
где: L - длина обрабатываемой поверхности,
i - число проходов,
S - подача,
n - частота вращения шпинделя.
Частоту вращения шпинделя можно найти из следующей формулы:
Режимы резания и время обработки.
| № опе-рации | Наименование операции | Режимы резания | Время обработки | |||||||
| υк м/с | υз м/мин | S | t, мм | Nэф. кВт | Т мин | Топ | Тв | Тшт | ||
| 1 | ТО1, ТО2 | - | 164 | 0,5 мм/об | 1,4 | - | 30 | 0,5 | 3 | 6,53 |
| ТО3 | - | 248,5 | 0,25 мм/об | 0,6 | - | 30 | ||||
| 2 | Зат. | 25 | 0,8 | - | 0,05 | 0,02 | - | 0,4 | 3 | 6,45 |
| 3 | ШК3 | 35 | 25 | 4 м/мин | 0,008 | 0,126 | - | 0,4 | 1,4 | 4,9 |
9. Термообработка инструмента
Термообработка (Т обр) протяжки включает в себя закалку и отпуск. От процесса термообработки зависит качество изготавливаемого инструмента. При Т обр. следует устранить окисление в поверхностном слое и уменьшить вероятность возникновения дефектов.
Закалка идет при температуре 1200-13000С. При этом каждая партия требует определенной точности температур, скорости нагрева, которые определяются опытным путем. Для уменьшения дефектов вводят ступенчатый нагрев в зависимости. Нагрев происходит в соляных ваннах для исключения контакта инструмента с внешней средой. Инструмент должен находиться в вертикальном положении. Охлаждение осуществляется различными методами в зависимости от формы инструмента. Инструмент простой формы охлаждается в масле, сложной формы - в соляной ванне до температуры 400-4500С, с последующим охлаждением на воздухе.
Отпуск производится для снятия внутренних напряжений инструмента. Твердость быстрорежущей стали при отпуске увеличивается. При закаливании инструментов из быстрорежущей стали мы имеем до 20% остаточного аустенита (т.е. аустенита не успевшего перейти в мартенсит) Поэтому главной целью отпуска считается уменьшение остаточного аустенита, ухудшающего свойства режущего инструмента.
Для инструментов из быстрорежущих сталей производят высокий отпуск при температурах 500-6000С. После отпуска не весь остаточный аустенит переходит в мартенсит. Его остаток составляет около 8%. Для того чтобы уменьшить это количество производят нагрев перегретым паром: при этом инструмент чернеет, т.к на его поверхности образуется оксидная пленка, которая уменьшает его коэффициент трения, или обработку холодом: инструмент помещают в жидкий азот или воздух при температуре - 2000С. при этом остаточный аустенит переходит в мартенсит.