Шпаргалка по "Технологии резания"

Результаты расчёта  припуска на обработки калибрующих  зубьев приведены в следующей  таблице:

*значения допусков  и припусков приведены в мкм

Разработка технологических  операций.

Протяжка - высокоточный маложёсткий инструмент, ввиду этого  применение многоместной, многоинструментальной и параллельной схем обработки затруднительно (возможна значительная деформация заготовки в процессе обработки силами резания). Принимаем одноместную, одноинструментальную, последовательную схему обработки.

Обточка режущей части.

На предыдущих операциях были обработаны центровые  отверстия, шейка под люнет (данные поверхности являются технологической  базой в разрабатываемой операции), торцы заготовки, хвостовая часть  и заднее направление протяжки. На данной операции предстоит произвести предварительную обработку режущей части, подготовить условия для обработки стружечных канавок (формирования зубьев протяжки ). Обработка производится по 12 квалитету, предварительно данная поверхность не обрабатывалась. Согласно таблице расчёта припусков, средний диаметр обработанной поверхности должен быть равен 45,8 мм. Стандартный диаметр поставляемого проката равен 48 мм (допуск 800 мкм). Таким образом снимаемый напуск должен составлять 1,1 мм на сторону (глубина резания t=1,1 мм ).

Величину подачи принимаем равной S=0,4 мм/об (табл. 15 стр. 210[2])

Скорость резания  определяем по формуле:

где Т - стойкость  резца в мин., m - показатель относительной  стойкости, t - глубина резания, S - подача, НБ - твёрдость по Бринелю, С - коэффициент, x и y - показатели степени ( значения С, х и у приведены в таблице 23 стр.214[2]).

Длина обрабатываемой поверхности составляет 525 мм ( см. чертёж ), подача равна, S=0,4 мм/об, скорость вращения шпинделя, n=1000 об/мин. Таким образом  машинное время обработки будет определяться величиной:

,

где Т_о - машинное время обработки, l - длина обрабатываемой поверхности, n - скорость вращения шпинделя, S - подача, - снимаемый припуск, t - глубина резания.

Имеем:

V=141 м/мин, t=1,1 мм, S=0,4 мм/об, Т_о=1,3 мин

Обработка стружечных канавок.

На данной операции предстоит сформировать профиль  зубьев протяжки. Обработка производится по предварительно обточенной поверхности, с точностью соответствующей 9 квалитету.

Формирование  стружечных канавок производится путем  врезания фасонного резца в заготовку, ширина резца - 6 мм ( глубина резания 6 мм ), подачу принимаем равной S=0,4мм/об (табл. 15 стр. 210[2]); определяем скорость резания ( при стойкости резца из быстрорежущей стали, Т=25 мин):

машинное время  обработки:

,

данная формула определяет машинное время обработки одной стружечной канавки, умножив его на число зубьев, получим общее машинное время обработки: .

Заточка зубьев по передней поверхности.

Заточка зубьев по передней поверхности относится  к операциям чистовой абразивной обработки, затачиваемая поверхность была сформирована при обработке стружечных канавок и закалена до твёрдости 65HRC, погрешности точности расположения поверхностей, полученные при токарной обработке, на данной операции исправить невозможно ( заточка с точностью по 4 квалитету, указанная в таблицах, относится к задней поверхности зубьев ), глубина шлифования составляет 0,025 мм. Режимы резания назначаем согласно таблице 122 стр.299[2]

V=35м/с, S=35м/мин, h=0,025мм, t=1,2мм/мин.

Машинное время  обработки:

, ( табл.134 стр.306-307[2] ),

где h - снимаемый  припуск,

n_u - скорость вращения детали, об/мин

t - величина поперечной  подачи,

k - поправочный  коэффициент, учитывающий потери  времени из-за износа круга,  недостаточной жёсткости системы  и других факторов.

Общее машинное время обработки зубьев:

Заточка зубьев по задней поверхности.

Заточка зубьев по задней поверхности является операцией  окончательной обработки. Затачиваемая поверхность прошла многоэтапную предварительную  обработку ( точение, закалка, двукратное шлифование, предварительную заточку ), окончательная обработка производится по 4 квалитету. Режимы резания назначаем согласно таблице 10 стр.725 [3].

V=35м/с, S=6 м/мин, h=0,025мм, t=1,2мм/мин.

,

(табл.134 стр.306-307[2]),общее  машинное время обработки зубьев:

Выбор станочного оборудования производится с учётом условий обработки, характера обрабатываемой детали и объёмов выпуска. Объём  выпуска протяжек составляет 1000 штук в год. Профиль изделия - сложный  фасонный. Ввиду этого принимаем  для обработки профиля протяжки - универсальный токарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3, для абразивной обработки замковой части, заборного конуса, переднего и заднего направлений - круглошлифовальный станок модели 3Т162Ф2, этот же станок можно использовать при обработке зубьев по задней поверхности ( шлифование в размер, заточка ), для заточки зубьев по передней поверхности - заточной станок модели 3601Ф.

Для обработки  профиля хвостовой части протяжки, рабочей части, заборного конуса, переднего, заднего направлений  принимаем резец 2102-0079-Т15К6-II ГОСТ 18877-73, обработка профиля стружечных канавок производится специальным фасонным резцом, обработка центровых отверстий производится сверлом центровочным комбинированным 3 II ГОСТ 16552-75, при абразивной обработке используются следующие шлифовальные круги: шлифовальный круг ПП 400*10*127* 18А 30 СМ2 6 К5 ГОСТ 2424-83, шлифовальный круг 1Т 100*10*20 34А 40 СМ1 6 К5 ГОСТ 2424-83, шлифовальный круг 1А1-1 (ЛПП) 200*10*7605020 ГОСТ 17123-79 ЛО 100/80 СМ2 БИ1 35м/с 8.

При обработке деталь устанавливается в упорных центрах ГОСТ 13214-79, поводковом патроне 7102-0003 ГОСТ 14309-69, хомутик поводковый 7101-0066 ГОСТ 164880-70, для поддержки детали используются люнеты ( при обработке стружечных канавок - подвижный, устанавливается перед каждым обрабатываемым зубом, на остальных токарных операциях - неподвижный ). Для контроля размеров детали используется универсальный измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ2-400-0,1 ГОСТ 166-80, микрометр МР 25-50 ГОСТ 4381-80, контроль профиля стружечных канавок осуществляется специальными шаблонами.

 

44. Гибкий производственный  модуль

(ГПМ) - гибкая производственная система в виде единицы технологич. оборудования, оснащённая автоматизир. устройством программного управления и средствами автоматизации технологич. процесса, автономно функционирующая, осуществляющая многократные циклы и обладающая способностью быстрой переналадки. ГПМ можно встраивать в гибкую производств. систему более высокого уровня: автоматизир. линию, участок, цех, завод. К средствам автоматизации ГПМ обычно относят накопители, приспособления-спутники (палеты), устройства загрузки и выгрузки, замены технологич. оснастки. Частный случай ГПМ -роботизированный технологический комплекс. 

 

45. Гибкий производственный  участок

Гибкий автоматизированный (производственный) участок ( ГАУ) - ГПС, состоящая из нескольких гибких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования. 
Виды оборудования гибкой производственной системы с автоматизированной сменой шпиндельных головок.| Схемы применения на станке с ЧПУ специальной головки для обработки инструментами с горизонтальным и вертикальным расположением оси.| Гибкий производственный модуль с промышленным роботом. / - станок с ЧПУ.. 2 - промышленный робот. 3 - кассета с заготовками. 4 - конвейер-накопитель. 5 - роботкара. Гибкий автоматизированный участок ( ГАУ) состоит из двух единиц ( и более) основного оборудования, загрузочно-разгрузочных устройств, устройств автоматической смены инструмента, накопительных устройств. Участок может функционировать автономно. Особенностью обработки на ГАУ является возможность изготовления детали на одном или нескольких станках в любой последовательности. 
Гибкий автоматизированный участок ( ГАУ) - ГПС, состоящая из нескольких гибких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования. 
Виды оборудования гибкой производственной системы с автоматизированной сменой шпиндельных головок.| Схемы применения на станке с ЧПУ специальной головки для обработки инструментами с горизонтальным и вертикальным расположением оси. Гибкий автоматизированный участок ( ГАУ) состоит из двух единиц ( и более) основного оборудования, загрузочно-разгрузочных устройств, устройств автоматической смены инструмента, накопительных устройств. Участок может функционировать автономно. Особенностью обработки на ГАУ является возможность изготовления детали на одном или нескольких станках в любой последовательности. 
Гибкий автоматизированный участок обслуживается одним УВК типа СМ. 
Гибкий автоматизированный участок плазменной резки оснащается средствами вычислительной техники и путевой автоматики, датчиками различного назначения на технологическом и транспортном оборудовании, что обеспечивает автоматизированную работу всех видов оборудования, а также его диагностику и контроль. 
При оснащении гибкого автоматизированного участка универсальными сборными приспособлениями время на установку и сборку приспособлений будет так же постоянным для любой обрабатываемой детали. 
Гибкий автоматизированный участок типа АСК-0. Программно-математическое обеспечение гибкого автоматизированного участка обеспечивает выработку оперативных решений в зависимости от технологической обстановки, складывающейся на участке в каждый момент времени. 
Второй вариант проекта предусматривает создание гибкого автоматизированного участка ( ГАУ), укомплектованного роботизированными комплексами и станками с ЧПУ, а в качестве транспортных средств - использование робоэлектрокаров. 
В третьей части приведена методика расчета КПН, ТЭП и величины годового экономического эффекта от внедрения гибкого автоматизированного участка ( ГАУ) механической обработки деталей. 
ГПС по организационной структуре подразделяют на следующие уровни: гибкий производственный модуль - первый уровень; гибкая автоматизированная линия и гибкий автоматизированный участок - второй уровень; гибкий автоматизированный цех - третий уровень; гибкий автоматизированный завод - четвертый уровень. 
Из совокупности ГПМ могут быть собраны гибкая автоматизированная линия ( ГАЛ) с определенной последовательностью технологических операций, а также гибкий автоматизированный участок с разнообразными возможностями по изменению последовательности технологического оборудования.

 

46. Гибкая производственная система

    Гибкие  производственные системы (ГПС) — наиболее эффективное средство автоматизации серийного производства, позволяющее переходить с одного вида продукции на другой с минимальными затратами времени и труда.

    ГПС позволяет снизить потребность в квалифицированных станочниках и станках, повысить качество продукции. Производительность станков с ЧПУ, входящих в ГПС, в 1,5—2 раза выше суммарной производительности такого же количества индивидуально работающих станков с ЧПУ.

    Гибкая  производственная система — это комплекс технологических средств, состоящих из одного-двух (не более) многоцелевых станков с ЧПУ или других металлорежущих станков с ЧПУ, оснащенных механизмами автоматической смены инструмента, автоматической смены заготовок и транспортирования их со склада до зоны обработки с помощью различных транспортных средств, например самоходных роботизированных тележек. Этот комплекс связан с единым математическим обеспечением, способствующим работе оборудования в автоматическом режиме с минимальным участием человека.

    ГПС оснащены современными системами ЧПУ, управляющими перемещениями механизмов станка, инструментом, транспортом, си стемами загрузки — выгрузки. Такие системы ЧПУ имеют дисплеи, помогающие оператору увидеть отклонения в работе станка, мониторные устройства, обеспечивающие диагностирование режущего инструмента, контроль размеров обрабатываемых заготовок непосредственно на станке и т. д.

    Действующие в настоящее время гибкие автоматические системы значительно различаются  по уровню технических возможностей. Рассмотрим, например, схематические планировки четырех вариантов ГПС с различными техническими возможностями (рис. 10.30).

    Вариант «а» представляет собой участок станков с ЧПУ работой которых управляет центральная ЭВМ. Эта же ЭВМ планирует загрузку станков на участке и управляет работой ремонтной службы. Транспортирование заготовок, деталей инструментов и их складирование выполняются с помощью обычных неавтоматических средств. Установка и снятие заготовок на станках осуществляются рабочими.

    Вариант «б» отличается от варианта «а» только наличием автоматической транспортно-складирующей системы заготовок и деталей.

    По варианту «в» дополнительно используются промышленные роботы, заменяющие операторов.

    Наконец, в варианте «г» реализованы все функции развитого ГПС: управление станками с предварительным проектированием и программированием процессов обработки, автоматическое транспортирование, а также установка и снятие заготовок, планирование работы участка, автоматическое обеспечение станков инструментами с помощью второй транспортно-складирующей системы.

    Основной  составной единицей при создании гибких производств является комплекс оборудования или так называемый гибкий (автоматический переналаживаемый) производственный модуль, представляющий собой комплекс взаимосвязанных машин:

    а) металлорежущий станок;

    б) промышленный робот;

    в) местное транспортно-накопительное  устройство для подачи заготовок  и удаления деталей, а также для  накопления их запаса у станка.

    Заготовки в специальных контейнерах 4 (прямоугольные ящики с ячейками) подаются на правую ветвь кольцевого транспортера-накопителя 5, откуда они периодически поступают на тележку 3 робота 2.

    Робот берет из ячейки заготовки, устанавливает  их на станок 1, снимает после обработки  со станка и укладывает в те же ячейки контейнера. Когда заготовки всех ячеек обработаны, тележка робота с контейнерами переходит в крайнее левое положение (показано пунктиром). Здесь стол освобождается от деталей и получает новый контейнер с заготовками.

    Контейнер с готовыми деталями передается на левую ветвь кольцевого транспортера-накопителя. Подача контейнеров с заготовками на кольцевой транспортер-накопитель и удаление с него контейнеров с готовыми деталями осуществляются краном-штабелером общей транспортно-складирующей системы ГПС. Такой производственный модуль может использоваться и как отдельный станок-автомат. В этом случае обслуживание кольцевого транспортера-накопителя осуществляется обычным краном или вилочным погрузчиком.

    Гибкие  производственные модули обычно применяются при изготовлении деталей типа тел вращения. Этому способствует геометрическое подобие заготовок таких деталей.

 

3.2. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ  ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

                      ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ

    Стремление  избавиться от перечисленных  в предыдущем разделе недостатков привело к созданию кинематических методов повышения производительности, прочности инструмента и повышения износостойкости, а также за счет применения многозубых лезвийных инструментов.