Производство деталей из листовых материалов и профильного проката

Биение в направлении, перпендикулярном режущим кромкам торцовой фрезы оказывает воздействие на распределение нагрузки между зубьями фрезы. Для уменьшения влияния торцового биения режущие пластины обычно имеют зачистные фаски от 0,7 до 1,2 мм. Фаска, расположенная параллельно обрабатываемой поверхности, практически выполняет функции небольшой зачистной режущей кромки.

Таким образом, на точность базирования многогранных режущих пластин суммарное влияние оказывают допуски на их геометрические размеры, посадочные размеры державки инструмента и вид крепежа.

Фреза предназначена для сверлильно-фрезерных и расточных станков с ЧПУ. Фреза состоит из корпуса и кассет с режущими пластинами. Кассеты крепятся в пазах корпуса винтами и состоят из державки, прихвата, крепёжного винта, сухаря и регулировочного винта с ограничительной шайбой. Конструкция фрезы предусматривает осевое регулирование кассет. Настройка осуществляется в два этапа. Предварительно винтами при лёгком поджатии державок, вершины пластин выравниваются в пределах 0,02 мм. затем винты закрепляются. Окончательно осевое регулирование осуществляется только в направлении перемещения кассет к рабочему торцу. В результате достигается осевое биение режущих кромок не более 0,005 мм., что обеспечивает высокопроизводительную работу фрез с большими подачами, скоростями и

При торцовом фрезеровании присутствует встречное и попутное фрезерование. Фрезерование, при котором фреза и заготовка движутся навстречу друг другу, называется встречное. Фрезерование называется попутным, если направление вращения фрезы и направление перемещения заготовки совпадают.

При фрезеровании заготовки шириной В, в том случае, когда одновременно при снятии припуска участвуют две схемы фрезерования. В той части заготовки, где вектор главного движения (вращения фрезы) совпадает с направлением движения заготовки (подачи), фрезерование происходит как попутное, и соответственно, там где векторы направлены навстречу, как встречное.

Если фрезерование выполняется не на специальном станке (где функциональный зазор в передачи винт-гайка ? отсутствует или мал), а на обычных универсальных фрезерных станках, следует работать так, чтобы избежать подрыва заготовки, то есть чтобы зона а была больше зоны б. В крайнем случае а=б.

В процессе обработки может наблюдаться резкое изменение нагрузки на зуб фрезы в зависимости от входа и выхода его в обрабатываемый материал. Поэтому на стойкость торцовой фрезы большое влияние оказывает её расположение относительно заготовки.

Ввиду прерывистого резания при входе каждого зуба фрезы в обрабатываемый материал происходит удар в месте встречи зуба фрезы и материала заготовки. При ударе твёрдый сплав, как хрупкий материал, выкрашивается, что приводит к резкому снижению стойкости фрезы и ухудшению качества обрабатываемой поверхности.

При встречном фрезеровании вход зуба происходит с нулевой толщиной среза, что вызывает интенсивный износ фрезы по задней поверхности. При попутном фрезеровании можно обеспечить вход зуба при сравнительно большой толщине среза за счёт смещения обрабатываемой заготовки в сторону выхода зуба фрезы. В случаи обработки материалов, склонных к значительным пластическим деформациям, возникает явление адгезии, вследствие чего происходит приваривание стружки к передней поверхности зуба фрезы. С последующим врезанием зуба вновь образовавшаяся стружка сдвигает приварившуюся стружку вместе с частицами твёрдого сплава, что увеличивает износ фрезы. При попутном фрезеровании по мере выхода зуба из контакта с обрабатываемой заготовкой толщина среза уменьшается, а значит уменьшается давление стружки на переднюю поверхность. В результате процесс адгезии происходит менее интенсивно, что способствует повышению стойкости фрезы.

Кроме того, методом металлографического анализа установлено, что при образовании сливной стружки на передней поверхности инструмента образуется слой металла- нарост, который по строению отличается от обрабатываемого материала и стружки. Нарост это результат схватывания обрабатываемого и инструментального материалов при их пластическом деформировании, он образуется вследствие трения стружки на передней поверхности инструмента. В этом случае из-за большого давления со стороны стружки на инструмент и высокой температуры пластически деформированного металла, а так же под влиянием микронеровностей на передней поверхности, происходит торможение нижнего слоя стружки, вследствие чего образуется тонкий заторможенный слой и течение металла в стружку происходит по этому слою, с преодолением внутреннего трения. Заторможенный слой начинает расти, образуя новое тело, прочно присоединённое к инструменту. Нарост имеет форму клина, угол резания которого меньше чем у резца. Вследствие деформации нарост имеет твёрдость в 2,5-3 раза превосходит исходную твёрдость обрабатываемого материала, а поэтому сам может участвовать в резании.

Нарост достигнув определённой величины по высоте, через сравнительно короткое время частично или полностью разрушается. Затем происходит его восстановление, за счёт новых частиц обрабатываемого материала. Появление и исчезновение нароста приводит к тому, что угол резания становится величиной переменной.

При черновой обработке образование нароста можно считать положительным, так как облегчается процесс стружкообразования за счёт уменьшения угла резания, защищается лезвие от истирающего действия стружки.

При чистовой обработке это явление нежелательно, так как оно приводит к ухудшению качества обработанной поверхности. Срыв нароста, изменяя угол резания и усилие резания, вызывает вибрации, кроме того, частицы нароста при разрушении прилипают к обработанной поверхности, увеличивая её шероховатость.

На высоту нароста и частоту его срывов оказывает влияние скорость резания. С увеличением скорости резания увеличивается t? резания, что приводит к снижению прочности вершины нароста и снижению его высоты. С уменьшением угла ? увеличивается зона деформации материала, и следовательно увеличивается нарост.

Увеличение скорости резания также позволяет значительно уменьшить время обработки, что невозможно осуществить, увеличивая подачу и глубину резания из-за недостаточной жёсткости тонкостенных коробчатых деталей.

В результате испытаний установлено, что при обработке твёрдым сплавом со скоростью 2400 м/мин после 60 минут резания износ инструмента по задней поверхности составил 0,15 мм. В случае обработки резцами из быстрорежущей стали износ составил 0,8 мм. был достигнут при скорости 900 м/мин через 25 минут резания, а при 600 м/мин через 10 минут.

Расчёт диаметра фрезы.

Диаметр фрезы является весьма важным параметром её конструкции. При увеличении диаметра фрезы несколько уменьшается длина дуги резания и увеличивается средняя толщина среза. С увеличением диаметра фрезы повышается её стойкость, снижается окружная сила резания. Одновременно снижается виброустойчивость и увеличиваются длины врезания и перебега, что приводит к увеличению основного времени. Из изложенного следует, что при конструировании фрезы необходимо выбирать наименьший диаметр её, при котором обеспечиваются заданный режим резания, надёжное закрепление фрезы на оправке.

При выборе диаметра фрезы необходимо учесть, что при заданной ширине заготовки врезание зуба должно происходить при толщине среза ак??, где ? - радиус округления режущей кромки в мм.

Выбор геометрических параметров режущей части фрезы.

Геометрические параметры режущей части оказывают существенное влияние на условия процесса резания. Правильное назначение их величин связано с повышением стойкости фрезы, а также с повышением чистоты обработанной поверхности. По заданной геометрии режущих лезвий ?, ?1, ?, ?1 рассчитываются углы установки. При этом угол наклона главного режущего лезвия получается как функция заданных геометрических параметров пластинки и её установки.

В связи с этим приобретает большое значение определения углов установки в каждом конкретном случае, на основании оптимального выбора геометрии режущей части, в особенности относительно угла ? наклона режущих кромок.

Главный задний угол ? - угол между задней поверхностью и касательной плоскостью к поверхности резания. Поверхность резания - поверхность, образованная на изделии режущим лезвием. ?=10°.

Вспомогательный задний угол ?1- угол между вспомогательной задней поверхностью и касательной плоскостью к корпусу вращения вспомогательной режущей кромки. ?1=8°.

Главный угол в плане ?- угол между проекцией главного режущего лезвия на осевую плоскость и направлением подачи. ?=75°.

Вспомогательный угол в плане ?1-угол между проекцией вспомогательного режущего лезвия на осевую плоскость и направлением подачи ?1=15°.

Для обработки поверхности детали используем специально спроектированную торцевую сборную фрезу. По конструкции фреза относится к торцевым фрезам сборной конструкции. Для изготовления корпуса фрезы используем сталь 40Х. Применяемый в ножах (сборная единица фрезы) твердый сплав - Т15К6. Угол = 45?. Диаметр фрезы 92 мм.

Диаметр фрезы зависит от глубины фрезерования и диаметра оправки, его выбирают по соответствующим стандартам. Число зубьев принимаем z = 6. Фреза является универсальным инструментом, так как может широко применяться на любых других операциях и изделиях.

3.3 Проектирование контрольного приспособления

Деталь имеет техническое требование - допуск на радиальное биение 0,02 мм относительно общей оси внутреннего отверстия являющегося базовым в детали. Проверку детали производят в контрольном приспособлении.

Измерение радиального биения производят при помощи индикатора часового типа.

Индикатор часового типа представляет собой измерительную головку с двумя шкалами - большой круговой шкалой, относительно которой перемещается большой указатель - стрелка и малый круговой шкалой - относительно которой перемещается малый указатель. Перемещение стрелок взаимосвязаны. - одному полному обороту указателя по большой шкале соответствует перемещению указателя по малой шкале на одно деление.

Цена деления индикатора 0,01 мм. 3а один полный оборот большого указателя измерительный стержень перемещается на 1 мм. У индикатора большая круговая шкала поворачивается вместе с ободком, относительно корпуса прибора. Этот поворот шкалы используется при установке прибора в нулевое положение. В требуемом положении ободок фиксируется стопором.

Индикатор устанавливается на штатив, который установлен на контрольной плите.

Работа контрольного приспособления заключается в следующем: деталь устанавливается на поверочную призму, измерительный стержень индикатора подводят к торцу детали. Измерительный стержень индикатора при соприкосновении с поверхностью детали и устанавливается на нуль. При полном повороте детали на контрольной призме индикатор на шкале показывает допуск торцевого биения, если он в пределе допуска по чертежу, то деталь изготовлена качественно.

Заключение

В данном проекте был разработан наиболее рациональный процесс механической обработки детали штампа - матрицы. Для создания технологического процесса обработки деталей была изучена литература по проектированию, изготовлению и упрочнению штампов, а также маршруты по изготовлению аналогичных деталей штампа. Наиболее ответственной операцией при обработке является эрозионная операция по вырезанию окон и пазов в матрице. Были произведены расчеты припусков и режимов резания. Нормирование операций технологического процесса производилось с учетом справочных данных, а также данных по обработке аналогичных по трудоемкости деталей инструментального производства. Оборудование для обработки подбиралось исходя из целесообразности его использования и его эффективности.

В конструкторской части был спроектирована торцовая фреза, что значительно повысило рост производительности труда. Также были спроектированы станочное приспособление с пневмоприводом и контрольное приспособление.

Список использованных источников

1. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т.1 / В.И.Анурьев. - М.: Машиностроение, 2001. - 202 с.

2. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т.2 / В.И.Анурьев. - М.: Машиностроение, 2001. - 160 с.

3. Анухин, В.И. Допуски и посадки / В.И. Анухин. - М.:. Машиностроение, 2004. - 190 с.

4. Базров, Б.М. Основы технологии машиностроения / Б.М. Базров. - М.: Машиностроение, 2007. - 320 с.

5. Головин, В. А. Технология и оборудование холодной штамповки/ В. А. Головин, Г. С. Ракошиц, А. Г. Навроцкий.-М.: Наука, 2001. -120 с.

6. Зуев, В.М. Материаловедение / В.М. Зуев, Г.М. Волков. - М.: Академия, 2008. - 175 с.

7. Колесов, Н.М. Основы технологии машиностроения: Учебник / Н.М. Колесов. - М.: Высшая школа, 2001. - 234 с.

8. Костромин, В. Г. Технология производства асинхронных двигателей/ В. Г. Костромин.- М.: Машиностроение, 2002. - 146 с.

9. Лахтин, Ю.М. Материаловедение / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. - М.: Издательский дом Альянс, 2009. - 210 с.

10. Марков, Н Н. Нормирование точности в машиностроении: Учебник / Н. Н. Марков, В. В. Осипов, М. Б. Шабалина М.: Высшая школа, 2001. - 185 с.

11. Никифоров, А.Д. Взаимозаменяемость и технические измерения / А.Д. Никифоров. - М.: Высшая школа, 2007. - 168 с.

12. Палей, М. М. Технология производства приспособлений, пресс-форм и штампов/ М. М. Палей- М.: Машиностроение, 2000. - 270 с.

13. Ракошиц, Г. С. Изготовление и сборка штампов/ Г. С. Ракошиц.-М.: Машиностроение, 2000. - 120 с.

14. Романовский, К. А. Технология холодной штамповки/ К. А. Романовский- М.: Машиностроение, 2002. - 195 с.

15. Рыжкин, А.А. Обработка материалов резанием / А.А. Рыжкин. - Р/н.Д.: Феникс, 2009. - 130 с.

16. Солоненко,В.Г. Резание металлов и режущие инструменты / В.Г. Солоненко. - М.: Высшая школа, 2007. - 260 с.

17. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т. 1. / Под ред. Дальского А.М., Косиловой А.Г., Мещеряковой Р.К. - М.: Машиностроение, 2003. - 200 с.

18. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. Дальского А.М., Косиловой А.Г., Мещеряковой Р.К. - М.: Машиностроение, 2001. - 180 с.

19. Схиртладзе, А. Г. Станочные приспособления/ А. Г. Схиртладзе В. Ю. Новиков.- М.: Высшая школа, 2001. - 149 с.

20. Технология машиностроения.: Учебн. Пособие / Под ред. Мурашкина С.Л. - М.: Машиностроение, 2003. - 320 с.

21. Фельдштейн Е. Э. Металлорежущие инструменты. Справочник конструктора / Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. - М.: Новое знание, 2009. - 306 с.

22. Чернов, Н. Н. Технологическое оборудование (металлорежущие станки) Н.Н.Чернов. - М.: Феникс, 2009. - 128 с.

23. Ярхов, Ю.Б. Технология автоматизированного производства дизельного двигателя / Ю.Б. Ярхов, В.Ю. Кулемин. - Ижевск.: ИжГТУ, 2006. - 230 с.

Размещено на Allbest.ur