Технологический процесс изготовления втулки компрессорного ротора

6. Фактичесая оборотная подача:

7. Выбираем осевую силу резания:

(6.23)

где

- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материалла

Тогда:

8. Вычисляю мощность резания:

(6.24)

где

- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материалла

- число оборотов инструмента в минуту

Тогда:

Расчитаная мощность резания меньше, чем мощность электродвигателя станка (см. п.6.2), а значит обработка возможна.

На оставшийся переход на данной операции (зацентровка d5) режимы резания вычисляю по [8].

По [8], к. 46, л. 1-2, с. 128-129 и [8], к. 51, л. 51, л. 1, с. 139 выбираю табличные значения подачи , скорости резания , мощности резания и осевой силы резания . Выбранные величины записываю в таблицу 6.11.

Определяю поправочные коэффициенты по [8], к.53, с.143-149, л.1-7 в зависимости от измененных условий обработки:

­ Механических свойств обрабатываемого материала

­ Присутствие охлаждения

­ Состояние поверхности заготовки

­ Инструментального материала

­ Формы заточки инструмента

­ Длины рабочей части

­ Покрытия инструментального материала

­ Отношение фактического периода стойкости к нормативному

Таблица 6.11 - Табличные значения оборотной подачи , скорости , мощности и осевой силы резания

	t, мм	SоT, мм/об	VT, м/мин	NT, кВт	PT, Н
Зацентровка d5	2,5	0,11	28,2	0,27	918

Корректирую табличные значения подачи по формуле ([8], к. 52, с. 142):

(6.25)

Также использую формулы корректировки скорости, силы и мощности ([8], к.52, с.142):

(6.26)

(6.27)

(6.28)

Скорректированные значения режимов заношу в таблицу 6.12

Таблица 6.12 - Скорректированные значения режимов резания

	,	,	,	,
Зацентровка d5	0,06	15,51	0,49	1669,1	988

В таблице присутствует графа - расчетная частота вращения шпинделя, которая рассчитывается по формуле (6.18)

Полученное значение необходимо скорректировать по паспорту станка. А затем рассчитывается фактическая скорость резания.

После этих операций необходимо рассчитать минутную подачу, которую потом корректируют по паспорту станка и принимают ее фактическое значение . Значения при зацентровке приведены ниже:

-

-

-

-

6.6 Техническое нормирование операции

Операция 025 токарная с ЧПУ

Рассмотрим траектории движения инструментов. И определим время автоматической работы станка по УП. Составляю таблицу 6.13.



Рисунок 6.7 - Траектория движения РИ1

Рисунок 6.8 - Траектория движения РИ2

Рисунок 6.9 - Траектория движения РИ3

Таблица 6.13 - Определение время автоматической работы станка по УП

Участок	ДX, мм	ДZ, мм	Li, мм	Sмi, мм/мин	То, мин	Тм.в., мин
РИ3-РИ1	-	-	-	-	-	0,05
1-2	-8	-200	200,2	5000	-	0,04
2-3	-92	0	92	22	4,18	-
3-4	0	1	1	22	0,05	-
4-5	92	0	92	5000	-	0,02
5-6	0	-3	3	86	0,03	-
6-7	-70	0	70	86	0,81	-
7-8	1	1	1,4	86	0,02	-
8-9	65,5	0	65,5	5000	-	0,01
9-10	0	-39	39	98	0,40	-
10-11	1,5	0	1,5	98	0,02	-
11-12	0	34	34	5000	-	0,01
12-13	-7	0	7	86	0,08	-
13-14	1	1	1,4	86	0,02	-
14-1	16	205	205,6	5000	-	0,04
РИ1-РИ2	-	-	-	-	-	0,05
1-2	-96,75	-197	219,5	5000	-	0,04
2-3	0	-3	3	84	0,04	-
3-4	-2,7	-108	108	84	1,29	-
4-5	-1,05	0	1,05	84	0,01	-
5-6	0	109	109	5000	-	0,02
6-7	5	0	5	71	0,07	-
7-8	0	-1	1	71	0,01	-
8-9	-2,7	-108	108	71	1,52	-
9-10	-1,3	0	1,3	71	0,02	-
10-11	0	111	111	5000	-	0,02
11-1	99,5	197	220,7	5000	-	0,04
РИ2-РИ3	-	-	-	-	-	0,05
1-2	-97	-197	219,6	5000	-	0,04
2-3	2	0	2	31,95	0,06	-
3-4	0	-3	3	31,95	0,09	-
4-5	-2,7	-108	108	31,95	3,38	-
5-6	-1,3	0	1,3	31,95	0,04	-
6-7	0	111	111	5000	-	0,02
7-1	99	197	220,5	5000	-	0,04
					УТо=12,14	УТм.в.=0,49

Тогда время цикла автоматической работы станка по УП составляет:

(6.29)

Он будет равен:

Штучное время определяется по формуле:

(6.30)

где - вспомогательное время на операцию. Оно равно суме времен на установку, снятие детали со станка (), времени, связанным с операцией () и времени на контрольное измерение детали ().

Соответственно эти величины равны (по [9]):

= 2,2 мин (к.3, л.1, с.52): при установке подъемником при станке

= 0,32+0,15+0,03=0,5 мин (к.14, с.79)

= 0,08+0,1+0,19+0,18+0,09+1,1=1,74 (мин) (к.15, л.2,5,7, с. 81,84,86).

Тогда

- коэффициент, учитывающий серийность производства: ([9], к.1, с.50).

А по карте 16, с.90 определяю:

- время на организационно-техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.

Тогда:

В условиях крупносерийного производства штучно-калькуляционное время не определяем.

040 Сверлильная операция с ЧПУ

При обработке отверстий применяю параллельную схему обработки, т.к. допуск позиций отверстий свободный.

Условно задаюсь высотой приспособления без детали .

Расчеты отвода и подвода РИ от детали провожу по следующей схеме:

Рисунок 6.10 - Схема подвода-отвода режущего инструмента

здесь R - величина быстрого подвода по оси Z

(6.31)

где - высота приспособления без детали

- высота детали, соответствующая определенной ступени

- “плавающий” нуль детали.

Расчет выполняю по схеме: 1) определение рабочего хода сверла; 2) определение величины R; 3) определение длины холостого хода; 4) расчет времени цикла автоматической работы станка .

1. Зацентровка d5мм 12 отверстий D15мм (а=20 мм)

Тогда:

2. Сверление 12 отверстий D15мм (а=140 мм)

Тогда:

На всю операцию в целом время автоматической работы станка будет:

Определяю штучное время.

Для данной операции определяю вспомогательное время, которое состоит:

= 0,2+0,07+0,03=0,3 (мин) (к.13, л.1-3, с. 76-78, [9])

= 0,2+0,03+0,02+0,012+0,24+0,03=0,82 ([9], к.14, с. 79)

([9], к.15, л. 5, с. 84)

Тогда:

По [9], к.1, с.50 определяю коэффициент: =1,23

([9], к.16, с. 90)

Следовательно:

7. Научно-исследовательская часть

В качестве исследовательской части была задана тема: “Характеристика многослойных покрытий режущего инструмента”.

Целью обработки материалов резанием является получение новой поверхности детали с заданными качеством и размерами, что достигается в результате разрушения металла режущими лезвиями инструмента. Процесс обработки поверхности заготовки всегда сопровождается упругой и пластической деформацией удаляемого поверхностного слоя заготовки и превращением его в стружку; упругой и пластической деформациями обработанной поверхности и изнашиванием рабочих поверхностей режущего инструмента. Эти процессы совершаются одновременно, они тесно связаны между собой и образуют единую систему.

При выборе режимов резания используют общемашиностроительные нормативы, которые также содержат рекомендации по выбору марок режущего материала, предназначенного для различных видов обработки. Однако ряд существующих справочных материалов не отражают в достаточной степени расширение области применения твердосплавного инструмента, появление новых марок твердых сплавов и быстрорежущих сталей, в том числе с износостойкими покрытиями, минеральной керамики и сверхтвердых синтетических материалов. К настоящему времени разработаны новые инструментальные материалы, а также различные методы повышения износостойкости инструментов (в том числе, путем покрытия их тонкими пленками специальных соединений). Все это следует учитывать при проектировании инструментов путем использования рекомендаций, опубликованных в последние годы, например фирмой KORLOY.

Фирма KORLOY, образованная в 1966 году, является одним из мировых лидеров по производству инструментальных материалов из твердого сплава и производит режущий инструмент мирового качества.

Этой фирмой были проведены исследования режущих свойств современных материалов с целью оптимизации подбора инструментов для всех видов механической обработки. Исследования позволили составить следующую зависимость режущих свойств современных инструментальных материалов.

Рисунок 7.1 - Режущие свойства современных инструментальных материалов

Внедрение многослойных покрытий, нанесенных с использованием способов осаждения твердых соединений из парогазовой среды (CVD), в том числе прогрессивного низкотемпературного физического способа (PVD), компанией KORLOY, позволило существенно повысить износостойкость режущего инструмента.

Серии новых многослойных покрытий, разработанных компанией KORLOY по CVD-технологии, имеют следующие преимущества:

1. Высокоэффективный процесс резания;

2. Более широкая область применения по сравнению со сплавами без покрытия; увеличение износостойкости в 2ч3 раза при сохранении ударной вязкости и прочности.

3. Сопротивление образованию трещин при обработке с СОЖ

4. Сверхвысокое сопротивление пластической деформации и адгезии.

Твердым сплавам с покрытием TiCN и TiAlN, нанесенным PVD-методом, присваивается маркировка PC (например, PC Q-MAX):

1) отличная износостойкость и теплостойкость;

2) сохраняется ударная вязкость твердосплавной основы;

3) широкая область применения при высоких скоростях резания;

4) серия PC200 широко применяется при обдирке и прерывистом резании стали и нержавеющей стали.

Характеристика некоторых тонкопленочных слоев:

- алюминиевый слой (Al₂O₃):

1) отличная износотойкость при высоких скоростях резания

2) высокая твердость при высокой температуре

3) сопротивление фиффузии и окислению

- слой карбида титана (TiC):

1) высокая износостойкость при низких скоростях резания

2) отличное сцепление с основным материалом

- титано-алюминиевый нитрид (TiAlN):

1) новая технология покрытия обеспечивает высокую теплостойкость и износостойкость

2) отличная работа при высокоскоростном резании (точении, фрезеровании, сверлении и т.п.)

3) отличная работа при грубой и прерывистой обработке стали и нержавеющей стали

- слой нитрида титана (TiN):

1) великолепное сопротивление окислению при высоких температурах

2) отличное сопротивление термошоку при фрезеровании.

Повышение износостойкости твердосплавных пластин в результате применения многослойных покрытий при увеличении скорости резания отображено на рисунке 6.2

Марки сверхтвёрдых сплавов с покрытием CDV- способом:

· новая кристаллическая структура препятствует образованию нароста и выкрашиванию режущей кромки

· высокая ударная вязкость способствует широкой области применения

· отлично обрабатывает нержавеющие стали, даже при грубом и прерывистом резании

Степень износа,мм

0,4

0,2

200 400 Скорость резания, м/мин.

Рисунок 7.2 - Износостойкость твердосплавных пластин с покрытием

Марки твердых сплавов с покрытием PVD-способом:

· покрытие в 2ч4 раза увеличивает срок службы сверхтвердого сплава

· превышает стойкость режущей кромки

· уменьшает реакцию с “ферроэлементами” (снижает наростообразование)

Фирмой KORLOY были также проведены исследования, отражающие специфику применения режущего инструмента в зависимости от скорости резания и подачи, т.к. в конечном итоге нужно производить выбор между увеличением скорости резания и увеличением или уменьшением подачи. Полученные исследования представлены в виде графика применения (рисунок 7.3).

Рисунок 7.3 - Область применения инструментальных материалов

Как видно из графика, материалом, наиболее близким к универсальному, является твердый сплав с покрытием.

Выводы

В процессе выполнения работы было выполнено ряд технологических усовершенствований базового технологического процесса: вся технология обработки детали была, по возможности, переведена на более модернизированное оборудование с применением станков с числовым программным управлением, которые в современном мире являются одним из неотъемлемых факторов, влияющих на изготовление деталей с большим качеством, меньшей себестоимостью в кротчайшие строки в условиях среднесерийного, крупносерийного и массового производства.

Именно в этом выделяется главная разница между базовым и предложенным технологическим процессом, так как в базовом технологическом процессе применялось универсальное оборудование, которое малопроизводительно и морально устаревшее.

Список литературы

1. «Марочник сталей и сплавов»/ В.Г. Сорокин и др. Под общей ред. В.Г. Сорокина - М.:-Машиностроение, 1989, 640с.

2. Добрыднев И.С. «Курсовое проектирование по предмету “Технология машиностроения”». Учебное пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием» - М.: Машиностроение, 1985, 184с., ил.

3. ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные»

4. Ю.Е. Кирилюк «Допуски и посадки». Справочник - К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989 - 135 с., 3 ил., 26 табл.

5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерекова-М.:Машиностроение, 1986, 656с., ил.

6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерекова-М.:Машиностроение, 1986, 496с., ил.

7. «Станочные приспособления». Справочник. 2-х т. Т.1/под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова, 1984, 592с., ил.; Т.2/под ред. под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова,1984, 656с. Ил.-М.:машиностроение.

8. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть I: «Нормативы времени» - М.: Экономика, 1990, 206с.

9. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть II: «Нормативы режимов резания» - М.: Экономика, 1990, 473с.

10. «Точность и производственный контроль в машиностроении». Справочник/под ред. А.К. Кутая-Л.:Машиностроение, 1983, 368с., ил.

11. Ю.И. Кузнецов и др. «Оснастка для станков ЧПУ» Справочник-М.:Машиностроение, 1990, 512с., ил.

12. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования станочных работ.-М.:Машиностроение,1974. Общемашиностроительные нормативы времени: вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство-М.:Машиностроение, 1974, 421с.

13. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования станочных работ, выполняемых на протяжных станках.-М.:Машиностроение, 1989.

14. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ, выполняемых на шлифовальных и доводочных станках -М.:Машиностроение, 1974, 203с.

15. Инструкции по программированию для систем ЧПУ «2Р22» и «2П32-3»

16. Н.С. Козловский, А.Н.Виноградов «Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения»: Учебник для учащихся техникумов-М.: Машиностроение, 1982, 284с., ил.

17. Н.А. Нефедов, К.А.Осипов «Сборник задач и примеров по резанию металлов»-М.:Машиностроение, 1990.- 442с., ил.

18. Панов Ф.С., Травин А.И. «Работа на станках с ЧПУ», Л. Лениздав, 1984г., 278 стр.

19. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения»: Учеб. Пособие для машиностроит. Спец. Вузов. - 4-е изд. Перераб. и доп. - Минск: Вышэйш. Шк., 1983. - 256 с.

20. Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. Ю.В. Барановского. - М.: Машиностроение, 1972. - 408 с.

Приложение

Размещено на Allbest.ru