Совершенствование технологического процесса изготовления фрез (стр. 1 из 20)

Содержание

Введение

1. Анализ технологического процесса

2. Изменение технологического процесса

2.1 Проектирование поворотной головки

2.1.1 Описание поворотной головки

2.1.2 Расчет на прочность шпинделя

2.1.3 Расчет пружин сжатия

2.1.4 Выбор подшипников

2.1.5 Расчет режимов резания

2.2 Проектирование плиты на станок MAHO 800

2.2.1 Описание конструкции

2.2.2 Прочностной расчет

2.2.3 Расчет сил зажима

2.2.4 Расчет режимов резания

2.3 Проектирование планшайбы для круглошлифовальной операции

2.3.1 Описание конструкции и установки деталей

2.3.2 Расчет режимов резания

3. Безопасность и экологичность проекта

3.1 Анализ основных опасных и вредных производственных факторов, присутствующие на производственном участке

3.2 Описание рабочего места, оборудования, выполняемых операций

3.3 Организационные и технические мероприятия по созданию безопасных условий труда с проведением инженерных расчётов

3.4 Антропогенное воздействие объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности

3.5 Безопасность в чрезвычайных и аварийных ситуациях

3.6 Выводы

4. Экономическая часть

4.1 Исходные данные для экономического обоснования сравниваемых вариантов

4.2 Расчет необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки

4.3 Расчет капитальных вложений (инвестиций) по сравниваемым вариантам

4.4 Расчет технологической себестоимости сравниваемых вариантов

4.5 Калькуляция себестоимости обработки детали по вариантам технологического процесса

4.6 Расчет показателей экономической эффективности проектируемого варианта техники

5. Исследования в области напыления

Заключение

Список литературы

Приложение. Обоснование необходимости проведения патентного исследования

Введение

Благодаря появлению новых конструкций инструментов стали возможны новые высокопроизводительные способы обработки металлов резанием. Большое влияние на достижения в области конструирования инструментов оказало использование способа сборности. В качестве сменных частей применяются: многогранные неперетачиваемые пластины (МНП); резцовые вставки, кассеты и головки; удлинители и хвостовые (державочные) части.

В отечественной промышленности сборный инструмент с МНП нашел широкое применение, выпуск его постоянно увеличивается как по объему, так и по номенклатуре.

Поиск путей снижения себестоимости изготовления инструмента и повышения гибкости инструментального производства привел к унификации конструкций за счет широкого резцовых вставок, кассет и головок, в которых устанавливаются МНП. Взаимозаменяемость вставок, кассет и головок для различных типов режущих инструментов позволила создать их гаммы по видам и размерам и объединить большие группы инструмента в системы.

В конце 70-х начале80-х годов в отечественном машиностроении в связи с ускоренным развитием легкового и грузового автомобилестроения (ВАЗ, КАМАЗ), а также массовым внедрением сборного инструмента с МНП стала совершенствоваться и технология обработки коленчатых валов.

Специальные фрезы для наружного и внутреннего фрезерования коренных и шатунных шеек и щек коленчатых валов, легковых и грузовых автомашин изготавливают фирмы SitzmannundHeinlein (ФРГ), SandvikCoromant (Швеция), Safety (Франция), Hertel (ФРГ). Новым направлением при создании различных типов фрез является модульный принцип. В нем используется один корпус инструмента, в пазы которого могут быть установлены вставки, несущие МНП разных форморазмеров и разной геометрии.

Твердосплавные неперетачиваемые пластины, которые с успехом стали применять на инструменте для обработки коленвалов, потребовали создания специальных фрезерных автоматов с мощностью главного привода до 40-50 кВт и скоростями резания до V=100-140 м/мин. В связи с этим были разработаны станки с двумя фрезерными барабанами, на которых закрепляется набор специальных фрез для одновременной обработки всех коренных шеек и концов вала.

В начале 80-х годов была разработана прогрессивная технология обработки коленвалов и появились первые станки фирм Böehringer (ФРГ), Heller (ФРГ), GFM (Австралия) для охватывающего фрезерования. Прогресс в технологии обработки оснащения станков крупногабаритными специальными сборными фрезами диаметром 900-1100 мм. Централизованное изготовление фрез на специализированном участке или в цехе позволит решить одну из важных проблем оснащения крупнофрезерных полуавтоматов фрезами, не уступающими зарубежным аналогам, и снизить себестоимость их изготовления.

1. Анализ существующего технологического процесса

Краткое описание технологического процесса:

Заготовка получается путем ковки, её поставляют с ВЦМа на ВАЗ уже в разрезанном виде с припуском на обработку 15мм.

Операция 010 Токарная 4110 - заготовка подвергается обдирке на токарно-карусельном станке с припуском 10мм.

008 Контроль 0200 - После чего её контролируют на наличие недоливов, трещин, посторонних включений.

010 Токарная 4110 - заготовку отправляют на черновую токарную обработку, точат предварительно с припуском 5мм по чертежу.

012 Контроль 0200 окончательно контроль на наличие недоливов, трещин, посторонних включений.

015 Термообработка 5130 Поле того, как её проверили, заготовку отправляют на предварительную термообработку, где она проходит закалку и высокий отпуск HRC 29…33 единицы.

018 Контроль 0200- контролируют твердость, геометрию – поводки более 0,5мм недопустимы.

020 Токарная 4110 Заготовку отправляют на токарную обработку, на этой операции точат торцы, наружный диаметр, базовые поверхности с припуском 0,3мм на сторону, а остальное по чертежу.

022 Контроль 0200 Контролируют размеры.

025 Старение 5150 Далее идет термообработка – старение, для снятия внутренних напряжений после черновой и получистовой обработки нагрев до температуры 550 – 570°С, выдержка 12 часов, охлаждение со скоростью 30°С/ч и контролируют поводки, более 0,1мм недопустимы.

030 Плоскошлифовальная операция 4133 шлифуют торцы и поверхности с чистотой 1,6 с припуском 0,2мм на сторону.

032 Круглошлифовальная операция 4131 – шлифуют по наружному диаметру с припуском 0,2мм на сторону на круглошлифовальном станке.

035 Контроль 0200 Контролируют шероховатости и размеры

040 Фрезерная 4260 Заготовку отправляют на фрезерную операцию, где она проходит предварительную обработку по программе на станке MAHO 800, с припуском 0,2…0,3мм на сторону.

065 Слесарная 0108 На слесарной операции притупляют кромки и прочищают заготовку от стружки и заусенцев.

070 Контроль 0200 Контроль размеров.

075 Старение 5150 Далее идет термообработка – старение, для снятия внутренних напряжений после предварительной обработки нагрев до температуры 550 – 570°С, выдержка 12 часов, охлаждение со скоростью 30°С/ч

085 Контроль 0200 Контролируют поводки, более 0,1мм недопустимы.

090 Плоскошлифовальная операция 4133 На плоскошлифовальной операции шлифуют оба торца и базовые поверхности в размер, с чистотой Ra 1,6 и отправляют на круглошлифовальный станок.

095 Круглошлифовальная операция 4131 заготовку шлифуют по наружному диаметру в размер.

100 Контроль 0200 Контроль размеров.

110 Фрезерная операция 4260 окончательно фрезеруют по программе в размер и отправляют заготовку на контроль.

120 Слесарная операция 0108 Притупить кромки прочистить

125 Контроль 0200 Контроль осуществляет машина, она записывает в паспорт контроля фактические размеры под азотирование.

130 Азотирование 5182 Заготовку азотируют на глубину 0,3…0,5мм, при этом достигается твердость HRC 52…53, резьбы от азотирования защищают оловом или жидким стеклом.

135 Слесарная 0108 Притупить кромки, калибровать резьбы, прочистить.

140 Контроль 0200 Фрезу окончательно контролируют, заполняют паспорт контроля и отправляют её на склад.

Описание термообработки

Азотирование

Азотированием называют процесс насыщения поверхностного слоя стали азотом при нагреве её до 500-650 С в аммиаке.

Азотирование повышает твердость поверхностного слоя детали, его износостойкость, предел выносливости, и сопротивление коррозии в атмосфере воде и паре и т.д.

Заготовка под азотирование предварительно проходит термическую обработку. Эта операция состоит из закалки и высокого отпуска сталь для получения повышенной прочности и вязкости в сердцевине изделия. Отпуск проводят при высокой температуре 600-675 С, повышающей максимальную температуру последующего азотирования и обеспечивающей получение твердости, при которой сталь можно обработать резанием. Структура стали после отпуска – сорбит.

После термообработки заготовку подвергают механической обработке, а также шлифованию, которое придает окончательные размеры детали.

Защита участков, не подлежащих азотированию, нанесением тонкого слоя (10…15) мкм олова электролитическим методом или жидкого текла. Олово при температуре азотирования олово расплавляется, на поверхности стали в виде тонкой не проницаемой для азота пленкой.

Далее идет само азотирование. Азотирование изделий сложной конфигурации из стали 38Х2МЮА рекомендуется выполнять при 500-520 С. Длительность процесса зависит от требуемой толщины азотированного слоя чем выше температура азотирования тем твердость азотного слоя. Обычно при азотировании желательно иметь слой толщиной 300-600 мкм. Процесс азотирования при температуре 500-520 С в этом случае является продолжительным и составляет 24-60 часов.

В процессе насыщением азотом изменяется, но очень мало, размеры изделия вследствие увеличения объема поверхностного слоя, деформация при повышении температуры азотирования и толщины слоя возрастает.

Для ускорения процесса азотирования не редко применяют двух ступенчатый процесс: сначала азотирование проводят при 500-520С а затем при 540-560С при двухступенчатом процессе сокращается продолжительность процесса, при этом сохраняется высокая твердость азотированного слоя.