Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Машиностроение

Все инструменты твердосплавные  Просмотрен 25

040 операция

Ролик раскатной

Контрольно – измерительное приспособление:

010 операция

Пробка предельная для контроля размера:

1. Æ17,5±0,2

2. Æ8,5¸8,7

3. Æ3,0¸3,2

4. М10х1,25

5. Æ8,78¸8,92

6. Æ22¸0,05

7. Æ14,2±0,1

8. Æ6±0,1

Калибр с индикатором для контроля листа 90°+2°

Калибр жесткий предельный Æ25,5¸26,0;

Æ31,8¸32,0.

Скоба предельная с регулируемыми тарелками Æ31±0,3.

Пробка резьбовая М22х1,5.

Калибр с индикатором для контроля перпендикулярности и межосевого расстояния.

010 операция:

Пробка предельная Æ8,8±0,2

М8х1,25

Калибр с индикатором для контроля перпендикулярности и межосевого расстояния.

Специальный прибор "Солекс" для контроляÆ19,015¸19,035; стол с пневмоустановкой.

040 операция:

пробка предельнаяÆ19,035¸19,075

Специальный прибор "Солекс"; стол с пневмоустановкой.

Оборудование, приспособление, инструмент заносятся в маршрутную, операционные карты и в план обработки.

 


 

5. Размерный анализ техпроцесса

 

Задача раздела – используя размерный анализ технологического процесса провести расчет размерных параметров детали в процессе ее изготовления, при этом техпроцесс изготовления корпуса должен гарантировать изготовление качественныхдеталей и отсутствие брака при их производстве, содержать минимально необходимое число операций и переходов: обеспечить размеры заготовки с минимальными припусками.

Т.к. техпроцесс изготовления корпуса гидротормозов преимущественно содержит переходы, включающие обработку отверстий, расчет размерных цепей проводится только в радиальном направлении по методике, изложенной в [6].

Составляется размерная схема в радиальном направлении (см. лист графической части дипломного проекта).

Составляются уравнения операционных размерных цепей по операциям.

 

40 -

20 -

;

10 -

 


 

Записываем все уравнения размерных цепей в соответствующую графу размерной схемы.

Осуществляем проверку для цепей имеющих замыкающими звеньями чертежные размеры детали.

В данном случае это будет уравнение несоосностей:

 

 

Из чертежа [Е1,26] = 0,2

Операционные несоосности:

Тогда

0,2>0,01+0,05+0,05 = 0,11

Данный техпроцесс обеспечивает все необходимые технические требования, т.к. все остальные операционные размеры на финишных операциях совпадают с чертежными и необходимая точность размеров автоматически обеспечивается при совпадении условия Топер £ Тчерт, где Топери Тчертдопуски на операционный и чертежный размеры соответственно.

Определим минимальные значения операционных припусков по формуле

(5.1)

где Rzi1 – шероховатость поверхности на (i – 1)-ой операции; Ti–1 – величина дефектного слоя на этой операции (только для заготовительной операции, т. к. обрабатывается чугун).

Шероховатость по операциям и величину дефектного слоя, полученные на операциях, определяем по таблице приложения 9 [7] в зависимости от метода обработки.

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

Для припуска z110 делается исключение, т. к. на черновой операции зенкерование заменяется более производительным рассверливанием. В дальнейшем z1min10 скорректируется с учетом данного замечания.

Полученные минимальные значения припусков заносятся в соответствующую графу размерной схемы.

Определим максимальные значения припусков по формуле

 

,(5.2)

 

где wzi – отклонение припуска, мм (поле рассеивания); которое находится по формуле

 

,(5.3)

 

где ТАi– отклонения составляющих звеньев, мм (равные операционным допускам).

 

;

мм;

;

= 0,2 – допуск на ход инструмента;

мм;

; мм;

;

мм;

 

В данном случае определяется отклонением настройки хода инструмента ( мм);

 

мм

;

мм;

– определяется погрешностью хода инструмента ( );

;

мм.

 

Определим максимальные припуски по переходам:

 

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

 

Хотя размеры определяются в радиальном направлении, когда при числе звеньев больше 4 необходимо вести расчет вероятностным методом для припуска расчет велся методом максимума-минимума, т. к. для данного припуска составляющие звенья уравнения цепи являются линейными размерами. Припуски заносятся в соответствующую графу размерной схемы.

Теперь определим операционные размеры из уравнений размерных цепей:

 

1. ;

мм.

 

В операционной форме:

 

.

2.

(т.

к. мм).


 

В операционной форме мм.

3. . Т. к. число звеньев п>4, определим поле рассеяния вероятностным методом по формуле

 

(5.3)

 

где – коэффициент риска, характеризующий вероятность попадания размеров замыкающего звена в регламентирующие размеры; для риска 0,01% коэффициент ;

– передаточный коэффициент (±1);

– коэффициент рассеивания, выбирается в зависимости от точности обработки;

– поле рассеивания замыкающего звена, мм.

мм.

Тогда

мм

Запись размера в операционной форме .

4.

Запись размера в операционной форме .

5.

Запись размера в операционной форме .

С учетом увеличенного припуска мм.

6.

мм

7.

8.

Запись в операционной форме

9.

Запись в операционной форме мм.

10.

.

В результате размерного анализа получены операционные размеры (занесенные в соответствующую графу размерной схемы), позволяющие получить необходимую размерную точность и взаимное расположение поверхностей в ходе выполнения данного техпроцесса.

По сравнению с базовой заготовкой изменились два размера (Щ05 и 2А05).

 


6. Научные исследования

 

Задача раздела – провести исследование вопроса, связанного с обработкой глубоких отверстий.

Вид исследования – теоретический метод (патентно-литературный обзор).

Цель исследования – повышение стойкости сверла.

 

Результаты исследований

Таблица 6.1

Автор(ы) Название источника и статья Краткое содержание Примечание
1. Худобин Л.В.; Мусина Г.Р. "Вестник машиностроения" №10/97 "Влияние чистоты СОЖ на эффективность обработки заготовок лезвийными инструментами" В статье описаны опыты по определению влияния очистки СОЖ на стойкость инструмента. Исследования проводились при обработке отверстий в образцах из стали 45 и чугуна СЧ 20. Были последовательно обработаны 75 сквозных отверстий диаметром 16 мм и длиной 50 мм. Эксперименты показали, что при сверлении отверстий в заготовках из чугуна с применением СОЖ с механическими примесями стойкость сверла соответствовала 31 обработанному отверстию. При полном отсутствии примесей стойкость сверла составила 75 отверстий. Подлежит рассмотрению
2. Соснин Н.А.; Тополянский П.Л.; Ермаков С.Л. "СТИН" №11/90 "Повышение стойкости деталей машин и инструмента методом плазменно-дугового упрочнения" Сущность метода состоит в нанесении износостойкого тонкопленочного покрытия с одновременной плазменной закалкой поверхностного слоя. Покрытие является продуктом плазмохимических реакций веществ, прошедших через дуговой плазмотрон; закалка происходит благодаря локальному воздействию высокотемпературной плазменной струи. Эффект от ПДУ достигается в результате изменения физико-механических свойств поверхностного слоя. При этом уменьшается коэффициент трения, увеличивается микротвердость, создаются напряжения сжатия, залечиваются микродефекты, защита от коррозии. Техпроцесс ПДУ осуществляется в упрочнении обрабатываемой поверхности путем перемещения изделия относительно плазмотрона. Контроль качества ПДУ осуществляют сравнением цветовой гаммы на обработанной поверхности и на эталоне. Испытания показали повышение стойкости в 8 р. Подлежит
3. А. с. №1144800 МКИ В23В51/02 Баранчиков В.И. "прогрессивные режущие инструмен- В теле сверла выполнено отверстие, в котором с помощью припоя закреплена режущая вставка. В качестве припоя выбран медно-титановый припой. Пайка проводится в вакууме. Материал вставкивыбираетсявзави- Подлежит
  ты и режимы резания металлов"; справочник симости от марки обрабатываемого материала. Режущая вставка повышает стойкость сверла в 6-8 раз по сравнению с известными сверлами.  
4. Юдковский П.А. 621.95 Ю167 "Совершенствование режущих свойств сверл из быстрорежущей стали на основеанализа качества поверхностного слоя"; Симпозиум; Вильнюс 1974 В данной работе приведены некоторые результаты исследований, имеющих целью изучение закономерностей и повышение режущих свойств сверл из б/р стали. Целью исследований является определение возможных оптимальных условий, при которых поверхностный слой сверл обеспечивал бы наибольшую работоспособность инструмента. Подлежит
5. Смольников Е.А.; Жилис В.И. 621.95 Ю167 "Совершенствование режущих свойств сверл"; Симпозиум; Вильнюс 1974 В данной работе сопоставлены результаты исследования по стойкости со сверлами без ХТО и со сверлами, подвергнутыми нанесению простых износостойких покрытий на режущие элементы. Установлено, что лучшими вариантами ХТО являются цианирование готовых сверл и обработка паром. Подлежит
6. Дубровин Е.Ф.; Марченко Д.Г.; Попов И.Я. 621.95 Д797 "Влияние изоляции термоЭДС на стойкость сверл"; Симпозиум; Вильнюс 1974 В работе описаны результаты стойкостных испытаний сверл при сверлении чугуна с разрывом цепи термо-ЭДС и без разрыва. Подлежит
7. Синельщиков А.К.; Филиппов Г.В. 621.95 С383 "Конструкция и рациональная эксплуатация сверл с каналами подвода СОЖ" Симпозиум; Вильнюс 1974 В работе описаны сверла с каналами для подвода СОЖ. Выводы: 1. использование сверл с каналами для СОЖ значительно повышают стойкость инструмента; 2. процесс обработки протекает без заметного приращения сил резания, что позволяет сохранить запас прочности.  

 

6.2Анализ влияния качества поверхностного слоя на стойкость сверл

 

В работе [8] приведены результаты исследований по изучению повышения режущих свойств сверл из сталей Р6М5 и др.

Анализ влияния многочисленных факторов на износ и стойкость сверл показывает, что последние зависят отсостояния поверхностного слоя толщиной 0,1 – 0,6 мм. Целью исследования являлось определение возможных оптимальных условий, при которых указанный слой обеспечивал бы наибольшую работоспособность сверл. Одним из существенных факторов, определяющих состояние поверхностного слоя, является температура в зоне резания.

На рис. 6.1 показан характер распределения температуры по длине режущей кромки сверла. Видно из графиков, что температура от оси инструмента к периферии возрастает, достигая максимума на расстоянии (0,7…0,9) длины режущей кромки и далее снижается.


 

Рис. 6.1. Кривые распределения температуры по длине режущей кромки сверла(контурная линия – по расчету, штриховая – по результатам измерений)

 

При измерении температуры на кромках сверл резко выраженное экстремальное значение ее не отмечалось. На участках с y = 0,8…1 происходит стабилизация температуры. Отмеченные явления связаны с улучшением отвода тепла от наиболее нагретых участков сверла в массу инструмента, а также уменьшением разницы в ее температурах на поверхности сверла и изделия. О последнем свидетельствует рассмотрение температурных полей, анализ которых показывает, что выравнивание температуры на передней и задней поверхностях происходит за счет тепловых потоков, направленных в массу сверла.

В связи с тем, что стойкость определяется состоянием рабочих поверхностей особое значение приобретает алмазная доводка. Эффективность доводки определяется ее режимами (скоростью и подачей).

Химический и фазовый анализы поверхностного слоя показали, что после алмазной обработки наряду с уменьшением шероховатости, имеет место увеличение содержания углерода (на 0,08 – 0,12%) с упрочнением поверхностного слоя на глубину до 25 мкм.В результате сложного комплексного воздействия алмазной доводки на состояние поверхностного слоя происходит повышение стойкости в 1,2…1,5 раза.


 

6.3 Влияние ХТО на стойкость сверл

 

В работе [9] приведены результаты исследований влияния ХТО на стойкость сверл из быстрорежущей стали. Существует несколько способов повышения износостойкости сверл после их изготовления:

1. Нанесение простых износостойких покрытий на режущие элементы сверла;

2. Нанесение сложных (комплексных) покрытий на режущие элементы сверла;

К первому способу относятся однокомпонентные покрытия: хрома, оксидной пленки, полученной за счет низкотемпературного, высокотемпературного или химического оксидирования; пленки цианидов или титана. Сюда же относится фосфатирование, сульфидирование, обработка медью и дисульфидом молибдена.Ко второму способу относятся многокомпонентные износостойкие пленки (цианирование с последующим воронением в солях и др.).Также повышают стойкость:

– наплавка износостойкого сплава;

– полирование канавок сверла гидроабразивным, электролитическим или химическим способами;

– термомеханическая обработка

– искровое, химическое и механическое упрочнение.

Способ ХТО

 

1 вариант – без ХТО; 2 вариант – цианирование 12 мин при 560°С; 3 вариант – цианирование 18 мин при 560°С; 4 вариант – цианирование 12 мин при 560°С + воронение в соли ЧС312 в течении 30 мин при 450°С; 5 вариант – цианирование 18 мин при 560°С + воронение в соли ЧС312 в течении 30 мин при 450°С; 6 вариант – воронение в соли ЧС312 в течении 30 мин при 450°С

Рис. 6.2. Влияние способа ХТО на стойкость и удельные износы по задней поверхности при следующих условиях:

а) v = 36,7 м/мин, S = 0,32 мм/об;

б) v = 25,2 м/мин, S = 0,43 мм/об.

 

На рис. 6.2 приведены результаты испытаний, из которых видно, что наиболее оптимальным вариантом ХТО является цианирование в среднепроцентных ваннах при температуре 560°С с последующим воронением в расплаве солей ЧС-132 при 450°С в течении 30 мин.

Стойкость сверл, подвергнутых ХТО, в 2…2,5 раза выше стойкости сверл без ХТО.

 

6.4 Влияние изоляции термо-ЭДС на стойкость сверл

 

В работе [10] приведены результаты сравнительных испытаний сверл при обработке чугунов с разрывом в цепи термо-ЭДС и без разрыва.

Исследование проводилось по схемам, представленным на рис. 6.3 сверлами из стали Р6М5.

Схема 1. изоляция инструмента обеспечивалась склеенной переходной втулкой КМ4-2.

Схема 2. Патрон соединяли со шпинделем станка гибким многожильным проводом (медным)

Схема 3. Заготовку устанавливали в тисках с текстолитовой прокладкой под основание толщиной 1 мм.

Схема 4. Схема установки сверла и заготовки та же, что и в п. 3, но заготовку соединяли гибким многожильным медным проводом со столом станка.

Обрабатывались заготовки из серого чугуна СЧ18-36. Каждая заготовка разделялась на две половины, одна из которых обрабатывалась без разрыва цепи термо-ЭДС, на другой – по схеме с разрывом. Стойкость сверла оценивалась количеством просверленных ими отверстий до затупления.

Сверла диаметром 8 мм испытывались при скорости резания 13,3 м/мин по всем четырем схемам. Отверстия сверлились на глубину 25 мм с подачей S=0,25 мм/об.Основные статистические показатели распределения стойкости сверл показаны в табл. 6.2.

 

Таблица 6.2Показатели распределения стойкости

Схема обработки Диаметр отверстия, мм Количество отверстий Среднеарифметическая стойкость Дисперсия, s2 Среднеквадратичное отклонение Коэфф. относит. стойкости
56,6 12,6 21,8 18,3 40,3 0,71 0,63

 

Как видно из табл. 6.2, стойкость сверл при разрыве цепи термо-ЭДС ниже стойкости сверл с замкнутой цепью термо-ЭДС.Стойкость сверл с замкнутой цепью термо-ЭДС выше стойкости сверл с незамкнутой цепью на 30…40%.

 


 

Рис. 6.3. Схема обработки: 1 – с изоляцией инструмента и детали;2, 3 – с замкнутой цепью термо-ЭДС

 

6.4 Конструкция сверл

 

В [11] приведена группа сверл с внутренним подводом СОЖ. Такие сверла обладают повышенной стойкостью, т. к. СОЖ, попадая непосредственно в зону резания, эффективнее охлаждает режущие кромки сверла. В [11] также приведены результаты стойкостных испытаний сверл диаметром 12 мм с каналами для подвода СОЖ, в ходе которых было установлено, что стойкость данных сверл значительно выше, чем у стандартных сверл (табл. 6.4).

 

Таблица 6.4Результаты испытаний

№ опыта Сверла с каналами для подвода СОЖ Сверла стандартной конструкции    
Стойкость Количество выводов для очистки от стружки Стойкость Количество выводов для очистки от стружки   
Количество отверстий Время, мин Количество отверстий Время, мин   
48,5 86,5 – – – – – 5,5 4,5 9,5 8,5

 

В [12] показано сверло с канавками для дробления стружки. На режущих кромках сверла по задней поверхности заточены две несимметричные кольцевые канавки, глубины которых постепенно уменьшается от режущей кромки к канавке сверла. При сверлении материалов данными сверлами вся ширина стружки разбивается на отдельные участки, что снижает силы резания и тепловыделение. Стружка легко отводится из зоны резания и не пакетируется в канавках сверла. Это значительно повышает стойкость сверла.

На рис. 6.4 представлена конструкция сверла с центральной режущей вставкой из СТМ (а. с. №1144800, МКИ В23 В51/02). В теле 1 выполнено центральное отверстие, в котором с помощью припоя закреплена режущая пластина – вставка 2. В качестве припоя применен медно-титановый припой, содержащий 25–30 массовых частей титана и 2-3 масс. ч. олова. Пайку проводят в вакууме без предварительной металлизации. Материал вставки выбирают в зависимости от марки обрабатываемого материала (для конструкционных сталей – из поликристаллического нитрида бора). Режущая вставка повышает стойкость сверла в 6…8 раз.

Выводы по разделу.

Следует применить сверло с внутренним подводом СОЖ, вставкой из СТМ, с разделительной канавкой по задней поверхности, с ХТО канавок сверла, с замыканием цепи термо-ЭДС, с алмазной доводкой рабочих поверхностей, гарантирующих повышение суммарной стойкости в 8…12 раз.

 

Рис. 6.3. Схема сверла с режущей вставкой из СТМ

 


7. Патентные исследования

 

Задача раздела – исследовать достигнутый уровень развития техники по отношению к выбранному прогрессивному техническому решению и провести экспертизу на патентную чистоту стран проверки Великобритания, Япония, Россия.

 

7.1Введение. Обоснование необходимости проведения патентных исследований

 

Использовать усовершенствованное сверло на территории России можно только в том случае, если оно обладает патентной чистотой в отношении РФ, т.е. если ни одно из входящих в него технических решений (ТР) не подпадает под действие патента, выданного в РФ. Выяснить это можно в результате проверки усовершенствованного сверла на патентную чистоту в отношении РФ, а также Японии и Великобритании.

 

7.2 Описание объекта

 

Спиральное сверло, рис. 7.1 из быстрорежущей стали Р6М5 состоит из рабочей части 1, хвостовика 2 и шейки 3. На рабочей части сверла образованы две спиральные канавки 4. Рабочая часть включает режущую 5 и цилиндрическую 6 части с двумя ленточками 7. Режущая часть содержит две режущие кромки, образованные пересечением передней 9 и задней 10 поверхностей, а также перемычку 11. Хвостовик с лапкой 12 служит для закрепления сверла.

Сверло работает следующим образом.

Сверлу 1 сообщается вращение со скоростью v и продольная подача S, в результате чего происходит обработка отверстия.


 

 

Рис. 7.1. Эскиз объекта

 

Недостаток данного сверла – затрудненный отвод стружки, подвод СОЖ и низкая стойкость инструмента.

 

7.3 Первая стадия исследования

 

Формирование программы исследования

Цель – формирование программы исследования достигнутого уровня развития вида техники "Сверло спиральное", патентной чистоты, обеспечить достаточную полноту и достоверность исследования при минимальных затратах на его проведение.

Предыдущая статья:Маршрут обработки поверхностей Следующая статья:А) Оценка исходных условий
page speed (0.0199 sec, direct)