Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Назначение машины и сборочной единицы, в которую входит заданная деталь

1.2 Конструкторско-технологическая характеристика детали

1.3 Кодирование детали

1.4 Технический контроль чертежа

1.5 Анализ технологичности конструкции детали в зависимости от ее обработки в различных типах производства

1.6 Определение типа производства и метода работы, расчет величины партии деталей

1.7 Выбор вида заготовки

1.8 Выбор баз обработки

1.9 Составление маршрута механической обработки, выбор структуры операции и необходимого оборудования

1.10 Расчет припусков на механическую обработку

1.11 Расчет режимов резания и техническое нормирование

1.12 Расчет технологического процесса на точность

2. Специальная часть

2.1 Обеспечение качества обработки сверлением

3. Конструкторская часть

3.1 Приспособление сверлильное

3.2 Приспособление фрезерное

3.3 Сверло для глубокого сверления

4. Организационно-экономическая часть

4.1 Организационная часть

4.1.1 Определение потребного количества оборудования с учетом его дозагрузки и рабочих мест

4.1.2 Расчет количества основных производственных рабочих

4.1.3 Определение вспомогательных подразделений, входящих в состав участка, расчет их площадей

4.1.4 Определение количества вспомогательных рабочих, ИТР

4.1.5 Выбор подъемно-транспортного оборудования

4.1.6 Определение общей площади участка и основных его параметров

4.1.7 Выбор строительных параметров здания

4.1.8 Разработка плана расположения оборудования и рабочих мест

4.2 Экономическая часть

4.2.1 Расчёт фондов заработной платы основных рабочих

4.2.2 Расчет общей стоимости основных средств

4.2.3 Определение плановой себестоимости изготовления деталей

4.2.4 Технико-экономические показатели участка

5. Раздел охраны труда и охраны окружающей среды

5.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей проектируемого участка

5.1.1 Общая характеристика участка

5.1.2 Опасность производственного травматизма

5.1.3 Электробезопасность

5.1.4 Пожаровзрывобезопасность

5.1.5 Шум и вибрация

5.1.6 Микроклимат

5.1.7 Освещение

5.1.8 Эргономика

5.2 Организация охраны труда на участке

5.3 Охрана окружающей среды

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технология обработки давлением, технология сварки, технология механической обработки, технология сборки машин.

Все дипломное проектирование является завершающей частью учебного процесса на специальности «Технология машиностроения». Целью данного дипломного проекта является разработка проекта специализированного участка по обработке коленчатых валов поршневых компрессоров.

В ходе выполнения проекта необходимо выбрать станки для соответствующей обработки, оснастку и приспособления. Рассчитать припуски, режимы резания и нормы времени. Выбрать и экономически обосновать способ получения заготовки.

На основе разработанного технологического процесса механической обработки необходимо выполнить планировку участка механической обработки, рассчитать показатели работы участка и себестоимость изготовления детали.

Необходимо также разработать мероприятия по обеспечению безопасности труда на проектируемом участке, рассчитать технико-экономические показатели изготовления коробки.

1. Технологическая часть

1.1 Назначение машины и сборочной единицы, в которую входит заданная деталь

Компрессоры 1ФУ40, ФУУ80Р и ФУ40Р предназначены для работы в составе стационарных холодильных машин в системах кондиционирования воздуха. Их основная задача всасывание паров хладагента из испарителей и сжатия их до давления конденсации.

Основные части компрессора: блок-картер, коленчатый вал, шатунно-поршневая группа, комбинированные клапаны, сальник, масляный насос, запорные вентили, масляные фильтры грубой и тонкой очистки, предохранительные клапаны.

Техническая характеристика компрессора 1ФУ40 приведена в таблице 1

Таблица 1- Техническая характеристика компрессора 1ФУ40

Тип	Поршневой одноступенчатый непрямоточный блок-картерный
Номинальная мощность, кВт	17,5
Частота вращения, с-1 (об/мин)	25 (1500)
Рабочее давление воздуха, МПа (кгс/см2)	7

На рисунке 1 представлен общий вид компрессора 1ФУ40.

Рисунок 1. Компрессор 1ФУ40:

1 -- фильтр масляный; 2 -- вентиль слива масла; 3--крышка (со смотровым стеклом); 4--крышка передняя; 8 -- блок-картер; 6 -- вентиль всасывающий; 7 -- сальник;8 -- вентиль манометра давления масла; 9--штуцер отбора давления масла к датчику-реле разности давлений (высокое давление);10 -- штуцер отбора давления нагнетания к датчику-реле давления;11 -- штуцер отбора давления нагнетания к манометру; 12--вентиль нагнетательный; 13 -- крышка верхняя; 14 -- клапан предохранительный; 15 -- вентиль к манометру и датчику-реле разности давлений (низкое давление); 16 -- крышка боковая; 17--штуцер отбора давления всасывания к манометру; 18 -- штуцер отбора давления всасывания к датчику-реле давления;

I -- всасывание; II -- нагнетание

На рисунке 2 представлен продольный разрез компрессора 1ФУ40.



Рисунок 2. Компрессор 1ФУ40. Продольный разрез:

1-- насос масляный; 2 -- поршень и шатун в сборе; 3 -- клапан комбинированный;4--гильза; 5--противовес; 6--вал коленчатый; 7--подшипник; 8--фильтр-заборник



Рисунок 3. Компрессор ФУ40Р.

1.2 Конструкторско-технологическая характеристика детали

Деталь Вал коленчатый относится к классу валов, наибольшие габаритные размеры: длина 604 мм, ширина 85 мм, высота 150 мм.

Рисунок 4 - Вал коленчатый

Поверхность А имеет высокую степень точности O58h5(-0.013) и низкую шероховатость 0,32мкм.

Поверхность Б предназначена для установки на неё опорного подшипника качения, с этим связана высокая степень точности и низкая шероховатость 0,8мкм.

Коленчатый вал стальной штампованный, с расположением колен под углом 180°. Насадные противовесы вала крепятся к валу двумя болтами. Коленчатый вал вращается в двух опорных подшипниках качения. Левый подшипник, установленный в корпусе подшипника, жёстко зафиксирован по отношению к блок-картеру. Правый подшипник крепится на валу стопорным кольцом. Наружное кольцо его не закреплено, что даёт возможность перемещения вала в сторону сальника при температурных деформациях.

На левом конце вала установлены два штифта, через которые передаётся вращение поводку масляного насоса. Правый конец вала имеет консольный конец с сегментной шпонкой для соединения с приводом. Выход вала из картера уплотняется сальником. Для смазки шатунных шеек в коленчатом валу имеются отверстия. Технологические отверстия глушатся пробками, поставленными на свинцовом глете или эпоксидной смоле.

Материалом детали Вал коленчатый является Сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Химический состав и механические свойства приведены в таблице 2 и 3

Таблица 2 - Химический состав

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.25
Мышьяк (As), не более	0.08
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.25
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.25
Сера (S), не более	0.04

Таблица 3 - Механические свойства

Сортамент	Размер	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Лист горячекатан.	80	590		18			Состояние поставки
Полоса горячекатан.	6-25	600		16	40		Состояние поставки
Поковки	100-300	470	245	19	42	390	Нормализация
Поковки	300-500	470	245	17	35	340	Нормализация
Поковки	500-800	470	245	15	30	340	Нормализация

На участке обрабатываются также следующие детали: вал компрессора ФУУ80Р и вал компрессора ФУ40Р. Данные детали представлены на листе №1 графической части.

1.3 Кодирование детали

Руководствуясь чертежом детали, составляем ее технологический код.

В классификаторе ЕСКД установлена 14-значная структура технологического кода, составленного из двух частей: кода классификационных группировок основных признаков (постоянная часть кода) и кода классификационных группировок признаков, определяющих вид детали (переменная часть кода).

Структура кода классификационных группировок основных технологических признаков представлена размерной характеристикой, группой материала и видом детали по технологическому методу изготовления [7].

Кодирование детали по размерной характеристике выполняется тремя знаками - позиция 1, 2, 3. Деталь Вал коленчатый относится к деталям класса валов, поэтому первым знаком кодируется ширина, которая составляет 85 мм. Данному размеру соответствует код 3. Длина детали, кодируемая вторым знаком, составляет 604 мм и соответствует коду 9. Третьим знаком кодируется высота, она составляет 150 мм и соответствует коду 6.

Кодирование детали по группам материала выполняется двумя знаками (позиция 4, 5). Материалом детали является сталь 45, что соответствует 0,2 коду.

Позиция 6 технологического кода детали содержит код детали в соответствии с ее видом по технологическому методу изготовления. Рассматриваемая деталь обрабатывается резанием (код 2).

Структура переменной части технологического кода детали включает в себя вид исходной заготовки, квалитет, параметр шероховатости или отклонения формы и расположения поверхностей, степень точности, вид дополнительной обработки и характеристику массы.

Кодирование по виду исходной заготовки выполняется двумя знаками (позиция 7, 8). Исходной заготовкой является отливка - 2,4 код.

Следующие две позиции (9, 10) представляют собой код по квалитету точности размеров детали. При определении по чертежу детали квалитета точности размеров наружных поверхностей (позиция 9) не учитывается точность резьбовых поверхностей, наибольший диаметр зубьев, шпоночного паза, которые не являются поверхностями вращения. Исходя из вышесказанного, код позиции 9 - 4, который соответствует 5 квалитету. При кодировании квалитета точности размеров внутренних поверхностей детали (позиция 10) учитывается точность отверстия - 7 квалитет (4 код).

Параметр шероховатости или отклонения формы и расположения поверхностей кодируется двумя знаками (позиция 11) по наименьшей шероховатости и с учетом наличия требований отклонения формы и расположения поверхностей. Наименьшая шероховатость поверхности - 0,32 мкм, что соответствует коду 4.

Позиция 12 обозначает наивысшую степень точности на допуски формы и расположения поверхностей. Наивысшей - 4 степени точности на допуски формы и расположения поверхностей соответствует код 5.

Вид дополнительной обработки - позиция 13 - кодируется одним знаком. Код этой позиции - 6.

Последним кодируют “Характеристику массы” одним знаком. Масса детали составляет 15 кг, что соответствует коду Д.

Используя вышенайденные коды, формируем полный технологический код детали указанный в таблице 4.

Таблица 4 - Технологический код детали

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
3	9	6	0	2	2	2	4	4	4	4	5	6	Д

1.4 Технический контроль чертежа

Современный рабочий чертеж детали обычно содержит высокие требования, строгое выполнение которых обеспечивает выполнение изготовленной деталью предназначенных ей функций, длительность ее работоспособности. Эти требования излагают в виде изображений, условных знаков и текстовых записей на поле чертежа.

Рабочий чертеж детали Вал коленчатый выполнен на листе бумаги стандартного формата А1.

Изображения определяют геометрическую форму детали, расположение основных поверхностей, расположение резьбовых и внутренних цилиндрических поверхностей с исчерпывающей полнотой. Их число по возможности должно быть наименьшим. На рабочем чертеже выполнены два вида, несколько разрезов.

Элементы детали после изготовления могут оказаться несколько смещены относительно друг друга, а их геометрическая форма отклоняется от заданной теоретической. Поэтому на чертеже указаны допустимые отклонения формы и расположения поверхностей.

Большое значение для работоспособности детали имеет микрогеометрия ее поверхностей. Поэтому на чертеже даны указания о допустимых микронеровностях (шероховатости) на поверхностях, ограничивающих деталь. Самые высокие требования к шероховатости имеют наиболее ответственные поверхности плоскости разъёма и внутренние цилиндрические поверхности (0,32 мкм).

На чертеже заданы размеры всех элементов детали и их взаимного положения. Действительные размеры изготовленной детали всегда отличаются от заданных номинальных, определенных расчетом или некоторыми условиями, на небольшую величину. Поэтому на чертеже указаны допустимые пределы этих отклонений. Большинство поверхностей данной детали имеют точность 14 квалитета.

Технические требования, содержат сведения которые нецелесообразно или нельзя выразить условными обозначениями. Технические требования на изготовление детали содержат: а) сведения о способе получения заготовки - штамповка на кривошипных прессах; б) точность заготовки; в) твердость заготовки HRCэ - 22…24; г) место проверки твёрдости; д) неуказанные литейные радиусы и уклоны; е) сведения о неуказанных предельных отклонений - отверстий по H14, валов по h14, остальных по ±IT14/2; ж) данные о дополнительной обработке; з) размеры для справок.

1.5 Анализ технологичности конструкции детали в зависимости от ее обработки в различных типах производства

Технологичность конструкции изделия - совокупность свойств конструкции изделия, определяющие ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Технологичность конструкции - параметр, оценивающий деталь в отношении возможности оптимального использования материалов, средств и времени при ее изготовлении и ремонте. Технологичность конструкции обеспечивают применением индивидуальных решений в каждом отдельном случае.

Анализ технологичности конструкции детали проводится на основе количественной и качественной оценки с учетом установленного объема выпуска и типа производства.

В качестве количественных показателей рассматриваем: а) коэффициент использования материала; б) коэффициент точности обработки; в) коэффициент шероховатости поверхностей.

Коэффициент использования материала представляет собой отношение массы готовой детали к массе исходного материала и рассчитывается по формуле

, (1)

где МД - масса детали, МД=15 кг;

МЗ - масса заготовки, МЗ=19 кг.

Исходя из произведенного расчета, можно определить, что общий расход материала на изготовление данной детали составляет 30% массы исходного металла.

Коэффициент точности обработки и коэффициент шероховатости определяются из расчета средней точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Данные по детали целесообразно свести в таблицу 5 и 6.

Таблица 5 - Определение коэффициента точности, КТ

Тi	ni	Ti?ni
5	2	10
6	3	18
7	2	14
8	2	16
9	10	90
10	4	40
14	13	182
ТСР=10,2	КТ=0,9

В первой графе таблиц указываются квалитеты Тi и значения параметра шероховатости Шi обрабатываемых поверхностей детали; во второй - количество размеров или поверхностей ni для каждого квалитета или шероховатости; в третьей графе - произведение предыдущих граф.

Таблица 6 - Определение коэффициента шероховатости, КШ

Шi	ni	Шi?ni
0,32	2	0,64
0,8	3	2,4
1,25	1	1,25
1,6	2	3,2
2,5	6	15
3,2	2	6,4
6,3	10	63
12,5	10	125
ШСР=6,02	КШ=0,83

Подсчет средней точности и средней шероховатости проводится по формулам [7]

, (2)

, (3)

Руководствуясь базовым (заданным) вариантом конструкции детали проводим оценку технологичности конструкции детали по точности, шероховатости обрабатываемых поверхностей, полученные данные сведём в таблицу 7.

Таблица 7 - Оценка технологичности конструкции детали по точности и шероховатости поверхностей

Для других валов также были определены коэффициенты точности и шероховатости: вал компрессора ФУУ80Р Кт = 0,9, Кш = 0,81; вал компрессора ФУ40Р Кт = 0,9, Кш = 0,82.

Качественная оценка технологичности конструкции детали включает следующие сведения: материал детали (какова его обрабатываемость, стоимость, возможность замены на более легкий и прочный); возможность применения высокопроизводительного оборудования и инструмента и другие сведения, приведенные ниже:

– Высокая точность диаметральных размеров и правильности геометрической формы требует использования станков наивысшей точности, наиболее совершенного режущего инструмента и контрольно-измерительных устройств;

– Унификация размеров с целью сокращения номенклатуры инструмента и возможного исключения специальных инструментов;

– Требуемая от коленчатых валов высокая точность линейных размеров обеспечивается не только использованием высококачественных автоматизированных станков, но и в значительной мере определяется правильность выбора технологических баз и построения линейных размерных цепей, связывающих отдельные поверхности деталей.

Физико-механические свойства материала детали обеспечивают хорошую обрабатываемость резанием и хорошие эксплуатационные свойства, в частности хорошую сопротивляемость средним давлениям и напряжениям.

Шероховатость и точность обрабатываемых поверхностей обеспечивают хорошие эксплуатационные свойства детали, при этом они не завышены, что положительно сказывается на затратах при обработке.

Изготовление коленчатых валов в условиях массово-поточного производства с ежесуточным выпуском более 2000 шт. делает необходимой организацию технологии производства на принципах наивысшей концентрации операций с широким применением автоматических линий и средств автоматического контроля.

1.6 Определение типа производства и метода работы, расчет величины партии деталей

В соответствии с ГОСТ 14.004-83 современное производство подразделяется на три типа: единичное, серийное и массовое.

Серийное производство является основным типом машиностроительного производства. Примерно 70-85% всей продукции машиностроения изготавливается на заводах серийного производства. [7]

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций и рассчитывается по формуле

, (4)

где О - число различных операций;

Р - число рабочих мест с различными операциями.

В проектных условиях можно полагать, что коэффициент закрепления операций определяет число операций такой же трудоемкости, как и рассматриваемая, которое можно было бы закрепить за одним рабочим местом для полной его загрузки в течение месяца.

Тогда коэффициент закрепления операций рассчитывается по формуле

(5)

где tв - такт выпуска, мин; F - месячный фонд времени односменной работы рабочего места, ч; m - принятое число смен; Kот - коэффициент, учитывающий простои по организационно- техническим причинам; Nмес - число изделий, запускаемых в производство, шт/мес; tшт - штучное время, мин.

Количество деталей в партии рассчитывается по формуле

, (6)

где N - объём выпуска; T - количество рабочих дней в планируемом периоде выпуска; a - периодичность запуска, дней.

1.7 Выбор вида заготовки

Метод изготовления заготовки определяется формой и размерами детали, технологическими свойствами материала, его температурой плавления, структурной характеристикой (направление волокон и размеры зерна). При выборе заготовки учитываются сортамент материала, имеющееся оборудование, производственная программа, тип производства, степень его автоматизации и механизации.

Выбор способа получения заготовки - очень сложная, трудноразрешимая задача, т.к. различные способы могут надежно обеспечивать технические и экономические требования, предъявляемые к детали. Таким образом, выбранный способ получения заготовки должен быть экономичным, производительным, нетрудоемким, обеспечивающим высокое качество деталей, процессов.

Стальные заготовки изготовляют различными способами штамповки.

Согласно базовому технологическому процессу заготовку получают штамповкой. Это мотивируется тем, что изготовление заготовки данным способом относительно дёшево, требует малой трудоёмкости, обладает относительной простотой при изготовлении. Именно поэтому данный способ применяется как заводской.

В качестве альтернативного способа изготовления заготовки применим штамповку на кривошипных прессах, т.к. данный способ в 2…3 раза производительнее, припуски и допуски на 25…30% меньше по сравнению с базовым способом получения заготовки, расход металла на поковки снижается на 10…15%. Это позволяет снизить трудоемкость и себестоимость дальнейшей механической обработки.

Дальнейший вывод о предпочтении способа получения заготовки возможен после проведения расчёта технологической себестоимости.

Целесообразность выбора определенного вида заготовки может быть решена лишь после расчета технологической себестоимости заготовки по сравниваемым вариантам. Предпочтение следует отдать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость.

В данном курсовом проекте технико-экономический анализ производится на сопоставление заготовки полученной штамповкой и штамповкой на кривошипных прессах.

Себестоимость заготовки полученной штамповкой можно с достаточной для проектирования точностью определить по формуле[3]:

, (7)

где КМ - коэффициент, зависящий от марки материала, КМ=1,00;

КС - коэффициент, зависящий от группы сложности, КС=1;

Кb - коэффициент, зависящий от массы, Кb=0,8;

КП - коэффициент, зависящий от объёма производства, КП=0,76;

КТ - коэффициент, зависящий от класса точности, КТ=1,05;

СМ - базовая стоимость 1 т заготовки, СМ=373 руб.;

СОТХ - стоимость 1 т отходов, СОТХ=14 руб.;

m - масса детали, m=15 кг;

m1 - масса заготовки, m1=19 кг.

Себестоимость поковки полученной штамповкой на кривошипных прессах можно определить по формуле (4) принимая

СМ - базовая стоимость 1 т заготовки, СМ=186 руб.;

СОТХ - стоимость 1 т отходов, СОТХ=14 руб.;

m - масса детали, m=15 кг;

m1 - масса заготовки, m1=19 кг.

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок можно определить по формуле

Эз=(Сзаг1-Сзаг2)?N, (8)

где Сзаг1,Сзаг2 - себестоимость сопоставляемых заготовок, руб;

N - годовая программа выпуска, шт.

Эз=(4,46-2,15)?500=1155 (руб).

Результаты расчётов сведём в таблицу 8.

Таблица 8 - Сопоставление вариантов получения заготовки

Показатели	Заготовка
Вид заготовки	Штамповка на прессах	Штамповка на кривошипных прессах
Класс точности	10	10
Группа сложности	3	3
Масса заготовки, кг	19	19
Стоимость 1 т заготовок принятых за базу	373	185
Стоимость 1 т стружки	14	14

Сопоставляя способы получения заготовки выбираем штамповка на кривошипных прессах, т.к себестоимость получения заготовки данным методом значительно ниже чем при получении заготовки штамповкой.

Горячая объемная штамповка (ГОШ). Этим способом формоизменяют заготовку в штампах под действием внешних приложенных сип, для уменьшения величины которых и облегчения процесса деформации заготовку предварительно нагревают. Штамп - это специальный инструмент с полостью, которая называется ручьем.

Штампованную заготовку называют штампованной поковкой. Способ наиболее эффективен при массовом, крупносерийном и серийном производствах деталей массой от нескольких граммов до нескольких тонн (примерно до 3 т). Горячая объемная штамповка подразделяется на различные виды в зависимости от типов штампа, оборудования исходной заготовки, способа установки заготовки в штампе и т.п.[3]

Конструкция штампа показана на рисунке 5.

Рисунок 5 - Конструкция штампа

1 - Заготовка; 2 - Нижняя часть штампа; 3 - Верхняя часть штампа

Для других валов способ получения аналогичен.

1.8 Выбор баз обработки

Выбор технологических баз в значительной степени определяет точность линейных размеров, относительно положения поверхностей получаемых в процессе обработки, выбор режущих и измерительных инструментов, станочных приспособлений.

Выбор баз осуществляется с соблюдением следующих принципов:

– единство баз;

– постоянство баз;

– принципы кратчайших путей.

Принятые решения по выбору баз обработки разрабатываемого технологического процесса приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Выбор баз обработки

№	Наименование операции	Схема установки	Базирование
005	Центровально-фрезерная		А,Б-технологическая , двойная опорная, явная база;
010	Токарно-винторезная		А - технологическая, двойная направляющая, скрытая база; Б- технологическая, двойная направляющая, скрытая; В-технологическая, двойная опорная, явная
015	Горизонтально-фрезерная		Б,В- технологическая, двойная опорная, явная база; Г,Д-технологическая, опорная, явная база;
	020	Радиально-сверлильная

Размещено на http://www.allbest.ru/

А - технологическая, двойная опорная, явная база; Б - технологическая, двойная опорная, явная
020	Радиально-сверлильная		Б,Д- технологическая, опорная, явная база; В,Г-технологическая, двойная опорная, явная база
030	Кругло-шлифовальная		А- технологическая, двойная направляющая, скрытая
030	Кругло-шлифовальная		А- технологическая, двойная направляющая, скрытая база;
035	Токарно-винторезная		А- технологическая, двойная направляющая, скрытая
040	Горизонтально-фрезерная		А- технологическая, двойная направляющая, скрытая база;

1.9 Составление маршрута механической обработки, выбор структуры операции и необходимого оборудования

Существующий технологический процесс приемлем для детали. Последовательность и содержание операций технологического процесса рассмотрено в таблице 10.

Таблица 10 - Последовательность и содержание операций базового технологического процесса

№ операции	Содержание операции	Оборудование	Оснастка	Режущий инструмент	Контрольно-измерительные средства
000	Центровальная	Центровальный ВС-110	Стандартная	Стандартный	Стандартные
005	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 163	Стандартная	Резец специальный №5	Стандартные
010	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 163	Стандартная	Стандартный	Стандартные
015	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 163	Стандартная	Резец специальный №5, Резец специальный №6	Стандартные
020	Горизонтально-фрезерная	Горизонтально-фрезерный 6М82	Специальная	Стандартный	Стандартные
025	Радиально-сверлильная	Радиально-сверлильный 2Н55	Специальная	Стандартный	Стандартные
030	Настольно-сверлильная	Настольно-сверлильный НС-12		Стандартная, зенковка коническая цехового изгот.	Стандартные
035	Термическая
040	Слесарная	Пресс гидравлический	Стандартная	Стандартный	Стандартные
045	Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный 3М152В	Стандартная	Стандартный	Стандартные
050	Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный 3М152В	Специальная, Стандартная	Стандартный	Стандартные
055	Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный 3М152В	Стандартная	Стандартный	Стандартные
060	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 1К62	Стандартная	Стандартный	Стандартные
065	Вертикально-фрезерная	Вертикально-фрезерный 6М12П	Стандартная	Стандартный	Стандартный
070	Контрольная

Центровальная 000: производится с помощью центровального станка ВС-110, центруется отверстие в торце короткой коренной шейки, используем режущий инструмент Сверло 2317-0008 ГОСТ 14952-75. После этого центруем отверстие в торце длинной коренной шейки применяя тот же инструмент. После чего проверяем размеры. В качестве модернизации операции заменяем центровальный станок на горизонтально - фрезерный и обрабатываем два центровых отверстия вместе.

Токарная 005: производится на токарно-винторезном станке 163, подрезаем торец короткой коренной шейки с помощью специального резца №5. С помощью этого резца подрезаем щёку со стороны короткой шейки и щёку со стороны длинной шейки, точим короткую коренную шейку и шейку под центросместитель. После этого делаем фаски, переустанавливаем деталь, подрезаем торец длинного конца вала, точим коренную шейку и точим фаску. Затем точим шейку под центросместитель, точим конец вала под резьбу и проверяем размеры.

Токарная 010: производится на том же станке. Устанавливается вал в центр передней бабки и люнет, подрезается торец короткого конца вала с помощью резца 2103-0009 Т15К10 ГОСТ 18879-73, зацентровывается отверстие в торце вала (применяется сверло 2317-0011 ГОСТ 14952-75),рассверливается центровое отверстие ( применяется сверло 2301-0042 ГОСТ 10903-77), зенкуется защитная фаска в центровом отверстии ( зенковка 2353-0022 ГОСТ 14953-80). После этого вал переустанавливается. Подрезается торец длинного конца вала (резец 2103-0009 Т15К10 ГОСТ 18879-73), центруется отверстие в торце вала (сверло 2317-0008 ГОСТ 14952-75), зенкуется защитная фаска в центровом отверстии (зенковка 2353-0022 ГОСТ 14953-80), деталь снимается и клеймится ударным способом на торце короткого конца порядковый номер вала (клеймо 7858-0144 ГОСТ 25726-83), после чего проверяются размеры. В качестве модернизации данной операции мы объединили ее с операцией 000.

Токарная 015: станок тот же. Вал устанавливается в центорсместители и выверяется по шатунным шейкам, вал устанавливается с центросместителями в центры станка, врезаются и подрезают левую шейку ( резец специальный №6), точится шатунная шейка с подрезкой торца галтели ( резец специальный №5), точится фаска, затем деталь переустанавливается, врезаются и подрезают щёку второй шатунной шейки (резец специальный №6), точат шатунную шейку с подрезкой торца галтели (резец специальный №5), точат фаску и проверяются размеры.

Фрезерная 020: производится на горизонтально-фрезерном станке 6М82. устанавливается крестовина на длинном конце вала, вал устанавливается в приспособление, выставляется по шатунной щеке и закрепляется, фрезеруется площадка под противовес (фреза 2214-0001 60° ГОСТ 24359-80). Вал поворачивается на 180°, фрезеруется площадка под противовес, вал поворачивается на 90°, фрезеруются боковые поверхности двух щёк, вал поворачивается на 180°, фрезеруются боковые поверхности двух щёки и проверяются размеры.

Сверлильная 025: производится на радиально-сверлильном станке 2Н55. вал устанавливается в приспособление поворачивается на угол 24°20?, сверлится отверстие на проход (сверло напаянное 2300-2178 ГОСТ 886-77), вал поворачивается. Сверлится отверстие на площадке под противовес (сверло напаянное 2300-2178 ГОСТ 886-77), вал поворачивается, сверлится отверстие в центровом отверстии короткого конца вала (сверло напаянное 2300-2178 ГОСТ 886-77), сверлятся два отверстия (сверло 2300-0194 ГОСТ 10902-77) и проверяется размер. В качестве модернизации данной операции мы сверлим только отверстие на проход.

Сверлильная 030: производится на настольно-сверлильном станке НС-12. сверлится по разметкам четыре отверстия в шатунных шейках на выход в масляный канал (сверло 2300-0148 ГОСТ 10902-77, кернер ГОСТ 7213-72), зенкуются фаски в четырёх отверстиях (зенковка коническая цехового изготовления) и проверяются размеры. В качестве модернизации данной операции мы заменяем станок на радиально-сверлильный и сверлим все глубокие отверстия.

Слесарная 040: производится на прессе гидравлическом цехового изготовления. Производится правка вала, проверяется биение коренных шеек вала в центрах (допускается биение до 0,15мм, индикатор ИЧ 10 кл2 ГОСТ 577-68).

Шлифовальная 045: производится на кругло-шлифовальном станке 3М152В. Шлифуется шейка длинного конца вала под центросместитель (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83), шлифуется шейка короткого конца вала под центросместитель (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83) и проверяются размеры. В качестве модернизации данной операции мы объединяем её с операцией 055.

Шлифовальная 050: производится на кругло-шлифовальном станке 3М152В. Вал устанавливается в центросместитель, выставляется по шатунным шейкам (разность по высоте не более 0,2мм), вал устанавливается с центросместителями в центры станка, устанавливаются противовесы. Шлифуется первая шатунная шейка и торцы галтелей (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83), вал переустанавливается с центросместителями с переустановкой противовесов, шлифуется вторая шатунная шейка и торцы галтелей (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83) и проверяются размеры.

Шлифовальная 055: производится на кругло-шлифовальном станке 3М152В. Шлифуется коренная шейка и торец щеки вала (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83), шлифуется вторая коренная шейка и торец щеки вала (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83), шлифуется шейка вала и проверяются размеры.

Токарная 060: производится на токарно-винторезном станке 1К62. Обтачивается и полируется конус на длинном конце вала( резец 2102-0055 Т15К6 ГОСТ 18877-73, шкурка 725х50С114А8НМ ГОСТ 5009-82), обтачивается конец вала под резьбу ( резец 2103-0057 Т15К6 ГОСТ 18879-73), протачивается канавка ( резец НЗИ-0506-4),точится фаска (резец 2660-0005 Т15К6 ГОСТ 18885-73), нарезается резьба (резец 2660-0005 Т15К6 ГОСТ 18885-73), протачиваются канавки и проверяются размеры.

Фрезерная 065: производится на вертикально-фрезерном станке 6М12П. Фрезеруется паз для сегментной шпонки (фреза 2234-0172 ГОСТ 6648-79), фрезеруется паз на М33х1,5 (фреза 2230-0001 ГОСТ 9140-78) и проверяются размеры.

Контрольная 070: проверяются размеры, резьба, конусность.

Проектируемый маршрут обработки разработан с учетом того, что выбор оборудования производится, исходя из габаритных размеров детали; точности обработки; мощности, необходимой для обработки поверхностей и стоимости.

Разработанный маршрут обработки представлен в таблице 11.

Таблица 11 - Разработанный маршрут обработки

№ операции	Содержание операции	Оборудование	Оснастка	Режущий инструмент	Контрольно-измерительные средства
005	Центровально-фрезерная	Центровально-фрезерный 2Г942	Стандартная	Стандартный	Стандартные
010	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 163	Стандартная	Резец специальный	Стандартные
015	Горизонтально-фрезерная	Горизонтально-фрезерный 6М82	Специальная	Стандартный	Стандартные
020	Радиально-сверлильная	Радиально-сверлильный 2Н55	Специальная	Стандартный	Стандартные
030	Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный 3М152В	Стандартная	Стандартный	Стандартные
035	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 1К62	Стандартная	Стандартный	Стандартные
040	Вертикально-фрезерная	Вертикально-фрезерный 6М12П	Стандартная	Стандартный	Стандартные

Подробный маршрут обработки приведён в приложении А.

В связи с изменением способа получения заготовки появилась возможность обработать искусственные технологические базы на одной операции с использованием фрезерно-центровального станка модели 2Г942.

Токарную обработку коренных и шатунных шеек вала произведём на одной операции, используя принцип концентрации технологических переходов, что позволит сделать специально разработанное приспособление с центросместителем.

Отверстия для маслоподвода выполняются на операции 015 с использованием многопозиционного сверлильного приспособления которое будет разработано в конструкторской части. ( Необходимо для других конструкций валов).

Окончательную обработку коренных и шатунных шеек также строим с использованием принципа концентрации.

Технологический процесс с выше указанными изменениями представлен в таблице 9. Более подробно в приложении.

На горизонтально-фрезерной операции применяем станок мод.6К82Г, т.к. данные модели станков отвечают основным требованиям[9]: позволяют полностью разместить на них деталь для обработки, габаритные размеры станка, стоимости и режимов резания.

На каждой операции применяем специализированные приспособления, оснащённые пневмо и гидроприводами, это связано с тем, что применение данных приспособлений позволяет сократить операционное и вспомогательное время, что приводит к снижению себестоимости механической обработки детали. Исходя из вида и характера обработки и материала заготовки выбираем фрезу торцевую и марку инструментального материала. Для фрезерования стали 45 рекомендуется сплав Т5К10 [5]. Назначаются оптимальные геометрические параметры фрезы. Рекомендуются следующие геометрические параметры фрезы: =35, =-5, =15, =5, =45[11]. Конструктивные размеры фрезы назначаем из справочника: D=100мм, число зубьев z=10; [5]. Исходя из оптимальной геометрии режущей части подбираем МНП, уточняя геометрические параметры: =10, =-10, =0,=67, ?=5. Основные конструктивные и габаритные размеры фрезы: D=100мм, Z=10, dопр=32мм [10]. Для контроля применяем стандартный измерительный инструмент штангенциркуль Шц І 125-0,10 ГОСТ 166-80.

На радиально-сверлильной операции применяем станок мод.2Н55, т.к. данные модели станков отвечают основным требованиям: позволяют полностью разместить на них деталь для обработки, габаритные размеры станка, стоимости и режимов резания.

Исходя из вида и характера обработки и материала заготовки выбираем спиральное сверло с коническим хвостовиком и марку инструментального материала. Для сверления отверстия в стали 45 рекомендуется твердый сплав ВК8 [5]. Оптимальные геометрические параметры сверла выбираются исходя из марки обрабатываемого материала. Для сверления отверстия в стали рекомендуются следующие геометрические параметры сверла: 2=118, =45-55, =12-15, =24-32 [10]. Форма заточки режущей части сверла выбирается исходя из его диаметра и обрабатываемого материала.

Основные конструктивные и габаритные параметры сверла: длина сверла L=220 мм, длина рабочей части сверла l=120 мм [12]. Для контроля применяем стандартный измерительный инструмент штангенциркуль Шц І 125-0,10 ГОСТ 166-80.

Выбор основного технического оборудования вёлся из условий применяемости также к другим валам: вал компрессора ФУУ80Р и вал компрессора ФУ40Р, обрабатываемых на участке. Маршрут обработки представлен на листе №3 графической части.

1.10 Расчёт припусков на механическую обработку заготовки

Подробный расчет межоперационных и общих припусков производится на две поверхности - это наружная цилиндрическая поверхность под шлифование и наружная цилиндрическая поверхность под точение [6].

Результаты расчета сведены в таблицы 11 и 12.

Припуск на диаметр при обработке по образующей наружных и внутренних поверхностей вращения рассчитывается по формуле

2Zbmin =2?(Rza+Тa) +2 (9)

где Rza - высота микронеровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

Тa - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм;

?а - суммарное значение пространственных отклонений в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности, полученные на предшествующем переходе, мкм;

?b - погрешность установки в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности, полученная на выполняемом технологическом переходе, мкм.

Расчет припусков для шейки:

a) Первый переход:

?а=?К*Ку=3?0,05=0,15 по таблице, ?b=20.

Выбираем по таблицам Rza=240 (мкм), Тa=250 (мкм).

2Zbmin=2(240+250)+2=1020 (мкм).

б) Второй переход:

?а=0,15 (мкм), ?b=0.

Таблица 11 - Расчет промежуточных размеров заготовки при обработке отверстия

Обрабатываемый элемент - шейка	Размеры: O58 h5-0,013 мм; L =56 мм
№ операции	переходы	Допуск, мкм	2Zmin на диаметр, мкм	Наименьший предельный размер, мм	Наибольший предельный размер, мм	Промежуточный размер заготовки, мм	2 Z max на диаметр, мкм
		По нормативам	Принятый	Расчетный	Принятый	Расчетный	Принятый
010 010 010 030 030	Заготовка-поковка точение: предварительное предварительное окончательное шлифование: предварительное окончательное	1900 740 120 46 30 13	2000 800 200 50 30 13	1020 366 140 85 48	1200 400 150 120 50	60,820 58,966 58,390 58,165 58,048 -	61,000 59,000 58,400 58,200 58,050 57,987	63 59,800 58,600 58,250 58,080 58,000	62±1 59,4±0,4 58,5±0,1 58-0,013	4000 1400 400 200 93

Выбираем Rza=63 (мкм), Тa=120 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (9)

2Zbmin=366 (мкм).

в) Третий переход:

?а=0,15 (мкм), ?b=0.

Выбираем Rza=20 (мкм), Тa=50 (мкм).

Обрабатываемый элемент -	Рразмеры Размеры: мм
№ операции	переходы	Допуск, мкм	Zmin на сторону, мкм	Наименьший пре- дельный размер, мм	Наибольший предельный размер, мм	Промежуточный размер заготовки, мм	Z max на сторону, мкм
		По нормативам	Принятый	Расчетный	Принятый	Расчетный	Принятый
030 030 030	Заготовка-поковка шлифование: предварительное предварительное окончательное	1600 620 100 62	1600 600 100 62	- 1180 328 142	- 1200 300 187	51,580 50,428 50,055 -	51,600 50,400 50,100 49,913	53,200 51,000 50,200 49,975	52,4±0,8 50,7±0,3	2200 800 225

Таблица 12 - Расчет промежуточных размеров заготовки для случая обработки плоскости

Подставляем найденные значения в формулу (9)

2Zbmin=140 (мкм).

г) Четвёртый переход:

?а=0,15 (мкм), ?b=0.

Выбираем Rza=12,5 (мкм), Тa=30 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (9)

2Zbmin=85 (мкм).

д) Пятый переход:

?а=0,15 (мкм), ?b=0.

Выбираем Rza=4 (мкм), Тa=20 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (9)

2Zbmin=48 (мкм).

Расчет припусков при точении:

a) Первый переход:

?а=1 (мкм), ?b=100 (мкм).

Выбираем по таблицам Rza=240 (мкм), Тa=250 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (9)

2Zbmin=1180 (мкм).

б) Второй переход:

?а=1 (мкм), ?b=0 (мкм).

Выбираем Rza=63 (мкм), Тa=100 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (9)

2Zbmin=328 (мкм).

в) Третий переход:

?а=1 (мкм), ?b=0 (мкм).

Выбираем Rza=20 (мкм), Тa=50 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (9)

2Zbmin=142 (мкм).

1.11 Расчёт режимов резания и техническое нормирование

Расчет режимов резания производим на самую точную поверхность, в нашем случае это шлифование шейки вала o 50 мм на кругло-шлифовальном станке мод. 3М152В.

Полная маркировка круга ПП24 А40НС15КА 35 м/с.

Размеры шлифовального круга Dk=600 мм; Вк=56 мм (по паспорту станка).

Режим резания

Скорость шлифовального круга Vk =35 м/с [5].

Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки

, (об/мин) (10)

 (об/мин)

Корректируя по паспортным данным станка, принимаем

nш=1100 (об/мин.)

(корректируется только в меньшую сторону).

Режимы резания для окончательного круглого наружного шлифования конструкционных сталей с подачей на каждый ход определяют по [3].

Окружная скорость заготовки Vз =1555 м/мин; принимаем Vз=30 м/мин.

Частота вращения шпинделя передней бабки, соответствующая принятой окружной скорости заготовки:

, (об/мин) (11)

(об/мин.)

Так как частота вращения заготовки регулируется бесступенчато, принимаем nз=30 об/мин.

Глубина шлифования

Радиальная подача [5]

S=15,75 мм/мин или 0,075 мм/об.

Проверка достаточности мощности станка

Мощность затрачиваемая на резание

Np=CNVзztxSydq , (кВт) [5], (12)

где CN - коэффициент, учитывающий условия шлифования;

x, y, z, q - показатели степени;

V, t, S - элементы режима резания;

d - диаметр шлифования, мм.

Для круглого наружного шлифования закаленной стали с подачей на каждый ход шлифовальным кругом зернистостью 50, твердостью С1

CN=0,14; z=1; х=0,8; q=0,2,[5]

тогда Np=0,143010,0751=0,14300,075=0,32 (кВт.)

Мощность на шпинделе станка

Nшп=Nд , кВт

где Nд =7,5 кВт; =0,8 - паспортные данные станка.

Nшп=7,50,8=6 кВт.

Так как Nшп=6 кВтNp=4,63 кВт, то обработка возможна.

Основное время

,( мин) (13)

L= Вк , мм (14)

тогда

L= Вк= 56 мм

(мин.)

Штучное время [1]

Тшт= То+Тв+Тоб+Тот (15)

где Тв- вспомогательное время

Тоб- время обслуживания рабочего места

Тот- время на отдых

Тшт=0,69+0,066+0,0286+0,01 = 0,32х2 = 0,64 (мин)

Для других переходов считаем аналогично.

На остальные операции режимы резания назначаем по укрупнённым нормативам [5] и заносим в карты приложение А.

1.12 Расчёт технологического процесса на точность

Расчет точности механической обработки проводится для шеек, которое является точной поверхностью детали. Проверка на точность ведется на кругло-шлифовальной операции 030. Шейка имеет допуск на размер равный o58h5(-0,013) мм.

Суммирование погрешностей обработки по закону теории вероятности определим по формуле

??= (16)

где ??? - погрешность установки заготовки в приспособлении, ??? = 0;

?н - погрешность настройки станка;

?y - погрешность отжатий системы СПИД;

?и - погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента, ?и = 0, т.к. используется метод пробных ходов и промеров;

?т - температурные погрешности системы СПИД, ?т=0 мкм;

?ф -погрешность формы обрабатываемой поверхности, ?ф = 0 мкм.

Рассчитываем погрешность отжатий системы СПИД

(17)

где Ру - суммарная составляющая силы резания, Ру=15Н;

J - жесткость технологической системы, J = 50 Н/мкм

Погрешность настройки станка на размер определяется по формуле:

?н=, (18)

деталь конструкция обработка резание

где Кр и Ки - коэффициенты, учитывающие отклонение закона распределения элементарных величин от нормального распределения, Кр=1,14 и Ки = 1;

?р - погрешность регулирования при настройке станка по лимбу.

?р =10 мкм;

?в - погрешность измерений, ?в =7мкм.

?н==12 (мкм).

Таким образом, суммарная погрешность

??=

В результате расчетов технологического процесса на точность погрешность механической обработки составляет ?=12 мкм, что является удовлетворительным, так как допуск на шейку ?= 13 мкм.

Разработанный технологический процесс обеспечивает точность обработки детали.

2. Специальная часть

2.1 Обеспечение качества обработки сверлением

Существуют актуальные проблемы обеспечения качества обработки сверлением. Ниже перечисленны типичные проблемы, возникающие при работе сверлильного инструмента, предназначенного для работы в технологических режимах с применением СОЖ и пути их устранения.

- Типичными проблемами являются: отсутствие подвода СОЖ через шпиндель станка; недостаточное давление и расход СОЖ; несоответствие типа СОЖ данной аппликации.

Необходимо отметить сразу, что отсутствие внутреннего подвода СОЖ на самом станке делает применение сверл с каналами для СОЖ крайне неэффективным, а в ряде случаев вообще невозможным. При наличии данной опции на станке, но малом давлении и расходе также не избежать проблем. Для создания нормальных условий работы инструмента требуется модернизация станка, кардинальное решение - замена шпиндельного узла и рабочей гидростанции.

Опция внутреннего подвода СОЖ на станке должна обеспечивать минимальное давление СОЖ ? 15 бар при расходе ? 30 л/мин для эффективного использования сверл c глубиной сверления до 8 диаметров. Для сверл с глубиной сверления более 8D потребуется P ? 70-80 бар и Q ? 100-120 л/мин.

В отдельных случаях вместо модернизации можно применить устройства для подачи СОЖ от дополнительной гидростанции.

ISCAR предлагает подобные устройства на базе МВ-соединения - CHS-MB или CHR-MB. Однако следует помнить, что при данном варианте становится невозможной автоматическая смена инструмента. Обоснованным такое решение становится при длительном использовании станка на одной операции (с использованием одного инструмента).

Правильный выбор СОЖ оказывает большое влияние на производительность и качество обработки. В большинстве случаев достаточно использовать СОЖ на основе водорастворимых эмульсий. Для обеспечения необходимой шероховатости и повышения стойкости ISCAR рекомендует применять СОЖ с концентрацией не ниже 10-15%. В условиях глубокого сверления и при обработке вязких склонных к налипанию материалов необходимо применять СОЖ на основе минеральных масел. Концентрация - согласно рекомендациям изготовителя.

Применение СОЖ при сверлении является важным фактором успешной работы оборудования и инструмента. При сверлении глубоких отверстий к режущим кромкам инструмента необходимо подводить СОЖ в больших количествах, она облегчает процесс резания, обеспечивает надежное и своевременное вымывание образовавшейся стружки и отвод теплоты от режущих кромок инструмента. Наиболее совершенным методом является подача жидкости через отверстия, проходящие внутри перьев сверла, а наиболее современные конструкции сверл предлагают такие производители как «SECO TOOLS АВ» (Швеция), SANDVIK COROMANT (Швеция) и ISCAR (Израиль). Выбор за потребителем.

Практические советы и рекомендации по сверлению:

Преждевременный износ пластины, сокращающий стойкость инструмента, может возникнуть из-за некорректных режимов резания, неправильно выбранной марки сплава или, даже, типа самого сверла. Нестабильность условий обработки и использование СОЖ в недостаточном количестве может также привести к уменьшению стойкости. В случае выкрашивания режущей кромки необходимо проверить точность центрирования сверла. Отклонение от соосности сверла и заготовки должно быть в пределах +/-0,05 мм.

При недостаточной жесткости системы СПИД, во избежание выкрашивания режущей кромки необходимо выбирать более прочный сплав. В случае нежесткого закрепления пластины, также может возникнуть угроза выкрашивания режущей кромки. Гнездо под пластину и крепежные винты должны поддерживаться в хорошем состоянии. Другим важным фактором, обеспечивающим стабильную работу сверла, является надежность его закрепления в станке, т.е. важно какой патрон используется для этого.

Если отверстие получается большего или меньшего требуемого размера, причиной может быть смещение оси сверла относительно центра. Другой причиной может быть биение шпинделя, завышенное значение подачи или недостаточная жесткость наладки. Если отверстие несимметрично, причиной может быть потеря стабильности процесса обработки из-за недостаточной жесткости наладки или станка. Также возможно выбранные режимы резания не соответствуют обрабатываемому материалу.

Несоответствующее качество поверхности обычно является результатом вибраций возникающих вследствие низкой жесткости наладки. Длина сверла может быть слишком большой, нежесткое закрепление сверла, режимы резания не соответствуют области применения или плохое качество поверхности входа сверла в резание. Может быть недостаточным подвод СОЖ или нарушены условия для эвакуации стружки.

Ограничение износа инструмента при сверлении ведет к надежности обработки. Чрезмерный износ режущей кромки или наростообразование на ней искажают первоначальную геометрию, уменьшая возможное число отверстий просверленных таким сверлом.

Системы сверления:



Рисунок 6 - Эжекторная система

От системы STS отличается наличием двух штанг наружной и внутренней, соединенными со сверлильной головкой. Поток СОЖ подается в пространство между двумя штангами и протекает в основном внутри корпуса инструмента. А вымывание стружки происходит через отверстие внутренней штанги, то есть также внутри инструмента. Такая замкнутая система требует обеспечения меньшего давления СОЖ, по сравнению с ситемой STS, и может успешно применяться на универсальных станках без внесения существенных изменений в их конструкцию

Рисунок 7 - Система STS

Под высоким давлением СОЖ нагнетается в полость между обрабатываемым отверстием и корпусом сверла. Давление СОЖ необходимо поддерживать при помощи насоса. Удаление стружки из зоны резания происходит через полый хвостовик сверла. Высокое давление СОЖ, обеспечивающее лучшее удаление стружки, делает применение данной системы более надежным нежели эжекторной системы. Особенно эффективным является ее использование при обработке материалов, имеющих проблемы со стружкодроблением, таких как низкоуглеродистые и нержавеющие стали. Также областью применения инструмента системы STS можно назвать крупносерийное производство.

Рисунок 8 - Система сверления пушечными сверлами

Пушечные сверла имеют полый хвостовик, сквозь который подается смазочно-охлаждающая жидкость. Далее она проходит по каналу в самом сверле и подается в зону резания через отверстия в режущей головке. Удаление стружки происходит через V-образную стружечную канавку по всей длине сверла. Пушечные сверла могут применяться на обычных обрабатывающих центрах, при возможности осуществления на них подачи СОЖ в зону резания под высоким давлением.