У детали «Картер» поверхность диаметром 62 js6 (показать поверхность указкой на плакате № 1) является конструкторской базой, вследствие чего к данной поверхности предъявляются следующие требования (перечислить). В связи с этим поверхность подвергают хонингованию и встала необходимость проектирования специальной хонинговальной головки (показать указкой плакат № 11), конструкция которой состоит из корпуса поз. 1, несущего режущие бруски - четыре колодки поз. 34, присоединенного к корпусу поз. 4. Для закрепления хона в шпинделе станка предназначена система, состоящая из толкателя поз. 20, к которому двумя винтами поз. 18 крепится втулка поз. 19; втулки поз. 7, которая соединена с втулкой поз. 19 посредством четырех втулок поз. 22 и двух винтов поз. 25. Хонинговальная головка имеет два шарнира (толкатели поз. 20 и поз. 3), которые предназначены для лучшей ориентировки алмазных брусков в обрабатываемом отверстии. После установки детали «Картер» в приспособлении хон, установленный в шпинделе станка, вводится в отверстие. Толкатель поз. 20, который получает осевое перемещение от механизма подачи станка, воздействует на стержень поз. 17, в результате чего начинает перемещаться система, состоящая из стакана поз. 10, закрепленного на корпусе поз. 1 через штифт поз. 33; кольца поз. 9, расположенного на стакане поз. 10; втулки 2 поз. 1, которая крепится на корпусе поз. 1 штифтом поз. 16 и имеет резьбовое соединение с кольцом поз. 9; и стержня поз. 8, сопряженного с втулкой поз. 21 и корпусом поз. 1 штифтом поз. 16. Стержень поз. 8 в свою очередь действует на ось поз. 6, переходник поз. 5, втулку поз. 12 с закрепленным в ней толкателем поз. 3 и шток поз. 2, который благодаря конусной поверхности раздвигает колодки поз. 34 с алмазными брусками, в результате чего хон центрируется по обрабатываемой поверхности. В процессе работы благодаря сжатию пружины поз. 13 бруски все время раздвигаются, что обеспечивает постепенное удаление припуска и исправление погрешностей формы. Величину расхождения брусков можно регулировать вручную (после того, как штифт поз. 33 доходит до конца паза в корпусе поз. 4). Для этого предназначено кольцо поз. 9 с шариками поз. 32 и плунжером поз. 23, который при вращении кольца поз. 9 попадает в риски на стакане поз. 10 (щелчок, издаваемый при этом, означает перемещении кольца поз. 9 на одно деление). В этом случае стакан поз. 10 (со штифтом поз. 33 и кольцом поз. 9) и втулка поз. 21 (со штифтом поз. 16) перемещается в сторону шпинделя станка, а толкатель 20, имеющий осевую подачу вновь двигает стержень поз. 8, разжимая бруски. После окончания обработки толкателю поз. 20 задается обратное перемещение, вся система двигается в противоположном направлении, и алмазные бруски сжимаются, что дает возможность вывести хонинговальную головку из отверстия (все перечисляемые элементы хонинговальной головки показать на плакате № 11).
В процессе хонингования осуществляется три основных рабочих движения: радиальный разжим, вращение и возвратно-поступательное движение режущих брусков. Несмотря на постоянные радиальные силы разжима брусков, они работают в условиях непрерывно изменяющихся давлений. В начальный период касания брусков с вершинами гребешков грубо обработанной поверхности давления сильно возрастают, вызывая увеличенный съем и интенсивное самозатачивание брусков. По мере увеличения контакта поверхности бруска с деталью давления постепенно уменьшаются, интенсивность съема и параметр шероховатости обрабатываемой поверхности снижаются.
Станок обеспечивает цикл хонингования по следующей программе: быстрое выдвижение брусков до касания с поверхностью отверстия после ввода инструмента в отверстие; подача брусков с малым радиальным давлением 0,2…0,4 МПа для обработки в течение 2…3 с; подача с давлением 1,2…1,5 МПа для снятия оставшегося припуска по гладкой поверхности; быстрый отвод брусков перед выводом инструмента из отверстия.
Для обработки деталей из закаленных сталей применяют алмазный инструмент на металлической связке. В данном случае применена металлическая связка марки М1 (смесь порошков меди, олова). Характеристика алмазных хонинговальных брусков определяется в зависимости от величины припуска: зернистость 200/160 (где 200 – размер ячейки сита в мкм, через которую проходят зерна основной по массе фракции, 160 - размер ячейки сита в мкм, на которой зерна задерживаются), марка алмазов АС6 (шлифпорошок из синтетических алмазов, где 6 – цифровой индекс, характеризующий прочность на сжатие зерен данного материала).
Расчет исполнительных размеров брусков приведен в пояснительной записке.
Экономический расчет показал, что прелагаемый проект более эффективен, чем базовый вариант изготовления детали (показать указкой плакат № 12). Сократилось количество работающих, уменьшилась трудоемкость обработки. За счет сокращения количества необходимого оборудования уменьшились капитальные вложения.
В дипломном проекте были рассмотрены безопасность жизнедеятельности и экологическая часть.
Доклад закончен.
5.3. Выпускная квалификационная работа с научно-исследовательской тематикой
Вариант № 4.
Повышение производительности труда при обработке резанием, а также применение в современном машиностроении труднообрабатываемых конструкционных материалов требуют использования более совершенных режущих инструментов. В связи с этим основной тенденцией в разработке режущих инструментов на ближайшие годы должно явиться оснащение их новыми прогрессивными инструментальными материалами, в том числе неметаллическими, с повышенной износостойкостью и твердостью, благодаря которым режущие инструменты приобретут более высокие эксплуатационные качества.
В настоящее время отечественной промышленностью освоено изготовление новой группы пластин из оксидно-карбидной керамики: ВЗ, ВОК-60, ВОК-63, разработанные ВНИИТСом, представлены на плакатах № 1 и 2 (показать указкой плакаты № 1 и 2). Они обладают повышенными эксплуатационными свойствами, позволяющими увеличить производительность труда, повысить качество обработки изделий и снизить себестоимость операции за счет увеличения скорости резания в 2…3 раза с одновременным повышением стойкости в среднем в 5 раз по сравнению со сплавами TI5K6, Т30К4 и др.
Применение этих материалов, как следует из зависимостей, приведенных на плакатах № 3 и 4 (показать указкой плакаты № 3 и 4), дает возможность получить шероховатость поверхности Rа= 0,63…1,25 (6…7 класс).
Однако их внедрение сдерживается отсутствием надежных способов соединения режущих элементов с корпусом инструмента. Традиционные методы соединения режущих элементов с корпусом, которые показаны на плакате № 5 (показать способы крепления пластин указкой на плакате № 5), используемые при изготовлении составных инструментов, не полностью удовлетворяют требованиям рационального применения дефицитных и дорогостоящих материалов при их производстве.
Сварка минералокерамических пластин с корпусом инструмента невозможна, за исключением диффузионной, но это малопроизводительно.
Пайка минералокерамики требует предварительной метализации поверхности пластин, что существенно увеличивает трудоемкость выполнения соединения.
Механическое крепление не всегда обеспечивает равномерный прижим пластинки к опорной поверхности, что приводит к концентрации напряжений в этом месте и может вызвать ее разрушение. Кроме того, механическое крепление не всегда возможно осуществить из-за конструктивных особенностей инструмента.
Из рассматриваемых методов соединения минералокерамических пластин с корпусом инструмента склеивание является наиболее универсальным.
Использование клееных инструментов, как это видно из плаката
№ 6 (показать указкой плакат № 6), позволяет обеспечить следующие преимущества:
1. Повышает стойкость инструмента и сокращает расход дефицитных инструментальных материалов.
2. Повышает качество термообработки, так как она осуществляется до сборки.
3. Сокращает производственный цикл, за счет исключения после сварки операций обжига и снятия грата, что позволяет уменьшить трудоемкость и энергозатраты на изготовление инструмента.
4. Исключает брак по трещинам в твердом сплаве и минералокерамике, так как здесь отсутствуют внутренние напряжения.
5. Сохраняет исходные эксплуатационные и физико-механические свойства материала режущих инструментов, за счет низкой температуры охлаждения клея.
6. Сокращает длительность производственного цикла, за счет исключения операций снятия наплывов припоя, исключения металлизации, создания компактных конструкций.
При применении клееных инструментов повышается качество, сокращается трудоемкость изготовления, увеличивается стойкость инструментов и снижается шероховатость обработанной поверхности.
При выполнении выпускной квалификационной работы были разработаны различные конструкции державок для токарных проходных резцов под квадратные и треугольные минералокерамические пластинки, часть из которых показана на плакате № 7 (показать конструкции державок указкой на плакате № 7). Материал державок сталь 45. Они были изготовлены на предприятии (указать предприятие) и закалены при Т = 800 °С и выдержаны в течение 30 мин, HRC 30...33.
Для склеивания пластинок с корпусом инструмента использовался клеи состава № 1 и 2 (показать составы клееёв на плакате № 8). Состав клея № 1: смола КЦ-153, полиэтилен-полиамин, цирконий. Состав клея № 2: смола «декалит-6», смола Л20, графит.
Компоненты взвешивались на аналитических весах и перемешивались в течение 10 минут при комнатной температуре. Поверхности пластинки и паза державки обезжиривались ацетоном, после чего на них наносился клей. Затем детали слегка притирали друг к другу и под небольшой нагрузкой оставляли отвердевать в течение 24 часов.
Заточка производилась на заточном станке алмазным кругом на бакелитовой связке. Геометрия резцов приводится на плакате № 8 (показать указкой плакат № 8).