Анализ технологического процесса обработки резанием ступенчатых валов (стр. 2 из 2)
Ri+ Б - d1/2 – А = 0;
Ri =d1/2 + А – Б.
Для установки нескольких плоских копиров при обработке четырех деталей или при разных проходах применяют специальные барабанные держатели (рис. 5). Положение копира опреляется размером L.
Рис. 5. Барабанный держатель для установки нескольких плоских копиров
Барабанный держатель может быть использован для обработки любой группы деталей четырех наименований, если их размер L укладывается на длине держателя. Для обработки валов с гидрокопировальным суппортом рекомендуется применять заготовки с припуском по диаметру 3-4 мми по длине уступов 1 — 1,5 мм,в других случаях следует использовать обдирочный проход. На копирах должны быть предусмотрены участки для захода и выхода резца длиной 15 — 20 мм. Копиры могут быть цилиндрическими, плоскими или иметь форму первой детали из обрабатываемой партии.
Большинство гидросуппортов работают по принципу одно-координатного копирования и при расположении гидросуппорта под углом 45° к оси станка возможна обработка валов любого контура, у которых диаметр возрастает в направлении подачи, исключая и обработку торцовых поверхностей. Однако возможна обработка ступенчатых валов и с убывающими диаметрами в направлении подачи, т. е. со «спадом». В этом случае переход на копире от большего диаметра к меньшему должен быть выполнен с наклоном в зависимости от величины перепадов диаметра в пределах 20—30°.
Достижимая точность обработки при помощи копировальных устройств находится в пределах 3-го класса. Экономичность токарной обработки при применении гидросуппортов определяется конфигурацией обрабатываемых деталей, требованиями точности и количеством деталей впартии. Применение гидросуппорта тем целесообразнее, чем больше ступеней у вала и чем сложнее его конфигурация. При этом между числом ступеней у вала и количеством деталей в партии существует определенная зависимость: чем больше цилиндрических ступеней на валу, тем меньше величина оптимальной партии для обработки на станке с гидросуппортом. На рис. 6 показана зависимость оптимальной партии из п деталей от количества ступеней z на детали, при которой экономично применение гидросуппорта.
Рис.6. Зависимость оптимальной партии деталей от количества цилиндрических ступеней на детали, при которой экономично применение гидросуппорта
Область 1 выше кривой является областью экономически целесообразного применения гидросуппорта; 2 — область обычного токарного способа обработки.
График зависимости калькуляционного времени Ткот количества деталей в партии при обработке двух-, трех- и четырехступенчатых валов при обычной токарной обработке дан на рис. 124 (кривая а) и с гидросуппортом—на рис. 7 (кривая б). Из приведенных графиков видно, при каком количестве деталей в партии целесообразна копировальная обработка.
В серийных и особенно в крупносерийных производствах широкое распространение находят многорезцовые и токарно-копировальные станки, полуавтоматы и автоматы.
Однопроходная копировальная и однопроходная многорезцовая обработки жестких валов (с соотношением длины к диаметру наибольшей ступени 10—15) обеспечивают точность 3—4-го класса. Многорезцовая обработка может оказаться эффективнее копировальной для валов, имеющих большую длину и диаметры и большие перепады ступеней, так как в продольном суппорте можно установить большое число резцов. Однако чрезмерное увеличение сил резания может привести к деформации обрабатываемого вала, а это вынуждает снижать величину подачи по сравнению с подачей при обработке на копировальном станке. Поэтому в каждом конкретном случае окончательный выбор метода обработки должен основываться на результатах расчетов на точность и экономическую целесообразность.
Современные токарно-копировальные станки на 50—100% производительнее универсальных токарных, их изготовляют в достаточно широком диапазоне типоразмеров. На этих станках можно обрабатывать наружные, внутренние и торцовые поверхности; они сравнительно легко переналаживаются при переходе на обработку других деталей. Кроме того, станки имеют открытую рабочую зону, что позволяет осуществлять сквозное транспортирование детали при встраивании их в автоматические линии.
Рис. 7. График зависимости калькуляционного времени Ткот количества деталей в партии: а — при обычной токарной обработке; б -— с применением гидросуппорта двух-, трех- и четырехступенчатых валов
На токарно-копировальных станках новейших моделей можно производить черновую обработку многорезцовым суппортом, а чистовое обтачивание — однорезцовым копировальным суппортом, причем при закреплении вала торцовым поводком обработку можно вести с одной установки. Последние модели некоторых токарно-копировальных станков имеют несколько (до пяти) независимо перемещающихся один от другого копировальных суппортов. Они позволяют вести независимую обработку каждый па своем участке, что значительно повышает производительность станка. Применение такого станка особенно целесообразно, когда па каких-либо ступенях вала имеется большой припуск, который невозможно снять за один проход. При установке специальных копирных барабанов на токарных гидрокопировальных станках 1722 и 1712 можно также вести многопроходную обработку.
В мелкосерийном производстве экономически целесообразным может оказаться применение при обработке ступенчатых валов универсальных токарных станков с программным управлением типа 1К62ПУ и др. Оставаясь попрежнему универсальными, такие станки позволяют осуществлять обработку по автоматическому циклу, что дает возможность их многостаночного обслуживания, допускают быструю и простую переналадку при обтачивании ступенчатых валов различных размеров по заранее разработанной программе.
Экономическая целесообразность обработки валов в мелкосерийном производстве на токарном станке с программным управлением по сравнению с обычным токарным станком по сравнительной себестоимости может быть определена по формуле
Е = Су — Са>0.
Для универсального токарного станка себестоимость обработки
су = (tу + T у / n) b у + z у + Cиу + Cну
Для автоматизированного станка с программным управлением (например, с применением перфорированной бумажной ленты)
Сa=(ta + T а / n) (ьа + z а /р) + Ст /N + Cиа + Сна.
В формулах приняты следующие обозначения соответственно для универсального и для автоматизированного станков:
Суи Са — себестоимость единичной операции при обработке детали;
tyи ta — штучное время обработки в мин;
Ту и Та— подготовительно-заключительное время на переналадку -станка в мин;
п— число деталей в партии;
b— себестоимость станкоминуты, включающая амортизационные отчисления и расходы на текущий ремонт, в коп.;
z— заработная плата станочника в коп/мин;
р — число обслуживаемых одним рабочим автоматизированных станков;
Cиу, Cиа — расходы по эксплуатации режущих инструментов, приходящиеся на данную операцию, в коп.;
Снуи Сна—прочие накладные расходы, связанные с работой оборудования, приходящиеся на данную операцию, в коп.;
Ст— затраты на разработку и материализацию программы для данной операции в коп.;
N— общее число деталей, подлежащих изготовлению при помощи одной программы (перфоленты).
Для токарной обработки наружных поверхностей стоящее время выпускают ряд станков с программным управлением. Так, завод им. Орджоникидзе выпускает п вальный станок с программным управлением 1712П.
Список литературы
1. Б.Л. Беспалов, Л.А. Глейзер, И.М. Колесов, Н.Г. Латышев, С.Н. Соловьев, Д.В.Чарнко. – Технология машиностроения. Издательство «Машиностроение», Москва, 1965г.,- 456 с.
2. «Справочник технолога-машиностроителя» Под ред. Косилова А.Г. и Мещерякова Р.К. – М.: Машиностроение. т.1, 1985г.