Технологическая карта механической обработки «Шкив»
Работа из раздела: «
Технология»
Петербургский Технический Колледж
Письменная аттестационная работа
Тема: «Технологическая карта механической
обработки «Шкив »
Выполнил: студент 301
группы
Пауте Андрей
Преподаватель:
Тимофеева Н.О.
Санкт-Петербург
2003/2004
| |
|Оглавление: |
| |
|История возникновения электрических методов обработки………………………………….. |
|Металлорежущие станки применяемые при производстве детали…………………………... |
|Режущий инструмент и приспособления………………………………………………………. |
|Измерительный инструмент…………………………………………………………………….. |
|Характеристик детали и материала……………………………………………………………... |
|Выбор заготовки…………………………………………………………………………………. |
|Выбор базовых поверхностей…………………………………………………………………… |
|Технологическая карта изготовления детали………………………………………………….. |
|Основные формулы……………………………………………………………………………… |
|Расчёты режимов резания………………………………………………………………………. |
|Техника безопасности ………………………………………………………………………….. |
|Список литературы……………………………………………………………………………… |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Письменная аттестационная работа |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм |
|Лист |
|№ документа |
|Подп. |
|Дата |
| |
| |
|Разраб. |
|Пауте |
| |
| |
| |
|Лит. |
|Лист |
|Листов |
| |
|Пров. |
|Тимофеева |
| |
| |
|Шкив |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Н.контр. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Утв. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|История возникновения электрических методов обработки. |
|Еще в конце 18в. английским ученым Дж. Пристли было описано явление эрозии |
|металлов под действием электрического тока. Было замечено, что при разрыве |
|электрической цепи в месте разрыва возникает искра или более продолжительная |
|электрическая дуга. Причем искра или дуга оказывает сильное разрушительное |
|воздействие на контакты разрываемой цепи, называемое эрозией. Электрической |
|эрозии подвержены контакты реле, выключателей, рубильников и других подобных |
|устройств. Много исследований было посвящено устранению или хотя бы уменьшению |
|такого разрушения контактов. |
|Над этой проблемой в годы Великой Отечественной Войны работали советские ученые |
|Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко. Поместив электроды в жидкий диэлектрик и |
|размыкая электрическую цепь, ученые заметили, что жидкость мутнела уже после |
|первых разрядов между контактами. Они установили: это происходит потому, что в |
|жидкости появляются мельчайшие металлические шарики, которые возникают |
|вследствие электрической эрозии электродов. Ученые решили усилить эффект |
|разрушения и попробовали применить электрические разряды для равномерного |
|удаления металла. С этой целью они поместили электроды (инструмент и заготовку) |
|в жидкий диэлектрик, который охлаждал расплавленные частицы металла и не |
|позволял им оседать на противолежащий электрод. В качестве генератора импульсов |
|использовалась батарея конденсаторов, заряжаемых от источника постоянного тока; |
|время зарядки конденсаторов регулировали реостатом. Так появилась первая в мире |
|электроэрозионная установка. Электрод-инструмент перемещали к заготовке. По мере|
|их сближения возрастала напряженность поля в межэлектродном промежутке (МЭП). |
|При достижении определенной напряженности поля на участке с минимальным |
|расстоянием между поверхностями электродов, измеряемым по перпендикуляру к |
|обрабатываемой поверхности и называемым минимальным межэлектродным зазором, |
|возникал электрический разряд (протекал импульс) тока, под действием которого |
|происходило разрушение участка заготовки. Продукты обработки попадали в |
|диэлектрическую жидкость, где охлаждались, не достигая электрода-инструмента, и |
|затем осаждались на дно ванны. Через некоторое время электрод-инструмент прошил |
|пластину, Причем контур отверстия точно соответствовал профилю инструмента. |
|Так, явление, считавшееся вредным, было применено для размерной обработки |
|материалов. Изобретение электроэрозионной обработки (ЭЭО) имело выдающееся |
|значение. К традиционным способам формообразования (резанию, литью, обработки |
|давлением) прибавился совершенно новый метод, в котором непосредственно |
|использовались электрические процессы. Первоначально для осуществления ЭЭО |
|применялись исключительно искровые разряды, создаваемые конденсатором в так |
|называемом RC-генераторе. Поэтому новый процесс в то время называли |
|электроискровой обработкой. В начале 50-х годов были разработаны специальные |
|генераторы импульсов, благодаря которым обработку можно было проводить также на |
|более продолжительных - искро - дуговых и дуговых разрядах. Процесс в новых |
|условиях стали назвать электроимпульсной обработкой. Поскольку для |
|формообразования во всех случаях применяют одно и то же явление - электрическую |
|эрозию, в настоящее время используют определения электроискровой режим ЭЭО и |
|электроимпульсный режим ЭЭО. |
|Общее описание процесса электроэрозионной обработки. |
|Удаление металла с заготовки происходит в среде диэлектрика за счет |
|микроразрядов, расплавляющих часть металла. По мере сближения |
|электрода-инструмента с заготовкой напряженность E электрического поля |
|возрастает обратно пропорционально расстоянию между электродами: E=U/s, где U |
|-разность потенциалов электрода-инструмента и заготовки, s - зазор между |
|электродами. Наибольшая напряженность возникает на участке, где зазор минимален.|
|Расположение этого участка зависит от местных выступов, неровностей на |
|инструменте и заготовке, от наличия и размеров электропроводных частиц, |
|находящихся в межэлектродном промежутке. |
| | | | | |Письменная Аттестационная |Лист|
| | | | | |работа | |
| | | | | | | |
|Изм. | |№документа |подпись |дата | | |
| |
| |
|Первой стадией эрозионного процесса является пробой МЭП в результате образования|
|зоны с высокой напряженностью поля. Под действием разряда происходит ионизация |
|промежутка, через который между электродами начинает протекать электрический |
|ток, т.е. образуется канал проводимости - сравнительно узкая цилиндрическая |
|область, заполненная нагретым веществом (плазмой), содержащим ионы и электроны. |
|Через канал проводимости протекает ток, при этом скорость нарастания его силы |
|может достигать сотен килоампер в секунду. На границе канала происходит |
|плавление металла, образуются лунки. |
|Второй стадией является образование около канала проводимости газового пузыря из|
|паров жидкости и металла. Вследствие высокого давления (2*10^7 Па) канал |
|проводимости стремится расшириться, сжимая окружающую его газовую фазу. |
|Вследствие инерции сначала газовый пузырь и окружающая его жидкость неподвижны. |
|Затем начинается их расширение. Границы канала проводимости движутся с высокой |
|скоростью в радиальном направлении. Скорость расширения может достигать |
|150...200 м/с. На наружной границе образуется так называемый фронт уплотнения, в|
|котором давление скачкообразно меняется от исходного в жидкости до высокого на |
|границе фронта. |
|Третьей стадией будет прекращение тока, отрыв ударной волны от газового пузыря и|
|продолжение его расширения по инерции. Ударная волна гасится окружающей |
|жидкостью. Вначале этой стадии в МЭП находится жидкий металл 2 в углублениях |
|электродов 1 и 6; газовый пузырь 3, внутри которого имеются пары 4 металлов |
|заготовки инструмент; жидкий диэлектрик 5. Когда газовый пузырь достигнет |
|наибольшего размера, давление внутри него резко падает. Содержащийся в лунках |
|расплавленный металл вскипает и выбрасывается в МЭП. |
|Производительность. |
|Производительность Q процесса электроэрозионной обработки оценивается отношением|
|объема или массы удаленного металла ко времени обработки. Если бы удалось вести |
|процесс при постоянной энергии импульсов, производительность можно было бы |
|оценить как произведение энергии импульсов на их частоту. На практике условия |
|протекания отдельного импульса могут отличаться из-за различий в состоянии МЭП и|
|размера зазора, несоответствие между числом импульсов, выработанных генератором |
|и реализуемых в зазоре. |
|Точность. |
|Под точностью обработки деталей понимается степень соответствия ее формы и |
|размеров чертежу. Отклонения от формы и размеров называется погрешностью. Также |
|как и при механической обработке, на размеры погрешности оказывают влияние |
|состояние технологической системы, погрешности установки, базирования |
|инструментов, внутренние напряжения в материале заготовки, ее нагрев при |
|обработке. В процессе обработки форма и размеры электрода-инструмента нарушаются|
|из-за износа. Износ на различных участках инструмента различен. Так, на участках|
|инструмента, имеющих вогнутость, число разрядов меньше, следовательно, износ на |
|них будет выражен слабее. Если учесть условия выноса продуктов обработки из |
|промежутка, то различия в износе различных участков еще более возрастут. Чтобы |
|снизить влияние износа электродов-инструментов на точность изготовления, |
|а)изготовляют инструмент из материала, стойкого к эрозии, например из вольфрама,|
|меднографита, коксографитовых композиций; |
|б) используют так называемые безизносные схемы, при которых часть материала |
|заготовки или из рабочей среды осаждают на инструменте, компенсируя тем самым |
|его износ; |
| | | | | |Письменная Аттестационная |Лист|
| | | | | |работа | |
| | | | | | | |
|Изм. | |№документа |подпись |дата | | |
| |
| |
|в) заменяют изношенные участки инструмента путем продольного перемещения, или |
|заменяют весь инструмент; |
|г) производят правку и калибровку рабочей части инструмента. |
|Качество поверхности |
|В результате ЭЭО поверхность приобретает характерные неровности, а |
|приповерхностные слои металла претерпевают физико-химические изменения. Это |
|оказывает влияние на эксплуатационные показатели обрабатываемых деталей. |
|Поверхностный слой формируется за счет расплавленного металла, оставшегося на |
|поверхности лунки, и прилегающего к ней слоя металла, подвергнутого структурным |
|изменениям от быстрого нагрева и охлаждения металла. Поверхностный слой состоит |
|из так называемого белого слоя, в котором наблюдаются химико-термические |
|превращения. Переходного слоя, в котором имели место только термические |
|изменения и под которым находится неизмененный металл заготовки. Измененная |
|зона, образуемая первым слоем, содержит продукты диэлектрической среды, в |
|частности углерод и элементы, входящие в состав электрода-инструмента. У |
|остальных заготовок в этой зоне образуются карбиды железа, которые способствую |
|упрочнению поверхности. |
|Состояние поверхностного слоя определяет износостойкость, прочность и другие |
|свойства детали в механизме. После ЭЭО поверхностный слой приобретает свойства, |
|по-разному влияющие на эксплуатационные характеристики деталей. Положительными |
|являются повышение твердости поверхности при сохранении вязкости середины, |
|большое количество лунок на поверхности, плавное их сопряжение. К недостаткам |
|следует отнести возможность появления трещин, растягивающих напряжений, |
|трудность получения поверхности с малой шероховатостью. |
|Электроэрозионное оборудование. Компоновка. |
|Станки для электроэрозионной обработки в отличие от механообрабатывающих имеют |
|генератор импульсов, систему очистки и подачи рабочей среды в зону обработки, |
|средства регулирования и управления процессом. Механическая часть, включает |
|рабочий стол для установки и закрепления приспособлений и заготовки, ванну для |
|рабочей жидкости, устройство для закрепления ЭИ, механизмы его перемещения, |
|следящие элементы систем регулирования и управления процессом. Генератор |
|импульсов может быть как встроенным, так и выполненным в виде автономного блока.|
|Электрошкаф включает электрические узлы-пускатели, рубильники, предохранители и |
|др. Рабочая жидкость хранится в ванне, которая комплектуется насосом и |
|устройством для очистки среды от продуктов обработки. |
|Система очистки и подачи рабочей жидкости. |
|Для повышения производительности, точности обработки и улучшения поверхности |
|деталей целесообразно осуществлять прокачку рабочей жидкости через МЭП. Для |
|этого предназначена гидравлическая система станка. |
|Рабочая среда из бака подается насосом через фильтры и устройство регулирования |
|расхода в рабочую зону. При этом возможны два варианта подачи рабочей среды: |
|либо при открытом кране через полый электрод-инструмент в промежуток с |
|заготовкой, либо через кран непосредственно в рабочую ванну. |
|В настоящее время промышленностью выпускаются агрегаты снабжения и очистки |
|рабочей среды, скомпонованные в одном корпусе. Они могут работать в |
|автоматическом режиме по заданной программе. |
| | | | | |Письменная Аттестационная |Лист|
| | | | | |работа | |
| | | | | | | |
|Изм. | |№документа |подпись |дата | | |
| |
| |
|Механическая часть станков. |
|Конструкция станков зависит от габаритов, массы заготовок, требования к качеству|
|поверхности, назначения станка. Станки делят на прошивочные, шлифовальные, |
|станки для разрезания профильным и не профилированным инструментом. Отдельные |
|группы представляют станки для электроконтактной обработки на воздухе и |
|установки для упрочнения и легирования. Прошивочные станки предназначены для |
|получения отверстий, полостей, углублений. Станки для изготовления полостей |
|профильным ЭИ называют копировально-прошивочными. Универсальные |
|копировально-прошивочные станки позволяют выполнять не только полости, но и |
|отверстия любого сечения, наносить на заготовки надписи. Среди |
|электроэрозионного оборудования такие станки встречаются чаще всего. |
|Электроэрозионно-химическая обработка. |
|Комбинированный метод электроэрозионно-химической обработки представляет |
|сочетание двух процессов, которые оказывают взаимное влияние друг на друга, |
|значительно повышая производительность и снижая износ инструмента. Исследования |
|показывают, что при каждом импульсе последовательно осуществляется сначала |
|анодное растворение, а затем электрическая эрозия металла. Процесс анодного |
|растворения создает хорошие условия для пробоя промежутка, так как на |
|катоде-инструменте имеется парогазовый слой. Эрозия обрабатываемой поверхности, |
|в свою очередь, способствует удалению пассивирующей пленки, значительно ускоряя |
|диффузию и вынос продуктов обработки. Электрическая эрозия сильно сказывается на|
|размерах шероховатости поверхности. На ней возникают углубления, которые |
|несколько сглаживаются анодным растворением. Энергоемкость такого метода |
|значительно ниже, чем электроэрозионного. Это объясняется лучшими условиями |
|протекания процесса и за счет этого снижением числа разрядов, не производящих |
|удаление металла. |
|Заключение. |
|Изобретение электроэрозионной обработки вот уже несколько десятилетий позволяет |
|машино- и приборостроителям решать сложные технологические задачи при |
|изготовлении деталей сложной конфигурации из обрабатываемых материалов. ЭЭО |
|позволяет конструкторам и технологам выбрать оптимальный вариант конструкции, |
|материала детали и технологического процесса |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| | | | | |Письменная Аттестационная |Лист|
| | | | | |работа | |
| | | | | | | |
|Изм. | |№документа |подпись |дата | | |
| |
| |
|Металлорежущие станки, применяемые в производстве детали. |
|Токарный станок 16к20: |
|Наибольший диаметр изделия устанавливаемого над станиной, мм. |
|400 |
| |
|Наибольший диаметр точения над нижней частью поперечного суппорта, мм. |
|220 |
| |
|Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм. |
|50 |
| |
|Наибольшая длинна обтачивания, мм. |
|1355 |
| |
|Расстояние между центрами, мм. |
|1400 |
| |
|Диапазон частот вращения шпинделя, об\мин. |
|12,5 |
| |
|Пределы подач |
|Продольных |
|0,05-2,8 |
| |
| |
|Поперечных |
|0,025-1,4 |
| |
|Шаги нарезаемых резьб: |
|Метрической, мм. |
|0,5-112 |
| |
| |
|Дюймовой(число ниток на 1) |
|56-0,25 |
| |
| |
|Модульной(в модулях) |
|0,5-112 |
| |
| |
|Питчевой(в питчах) |
|56-0,25 |
| |
|Диаметр главного отверстия в шпинделе, мм. |
|52 |
| |
|Мощность главного электродвигателя, кВт |
|10 |
| |
| |
|Универсальный вертикально-фрезерный станок 6Т10. |
| |
|Размеры рабочей поверхности стола( длинна ( ширина), мм. |
|200х800 |
| |
|Наибольшее перемещение стола, мм. |
|Поперечное |
|630 |
| |
| |
|Продольное |
|250 |
| |
| |
|Вертикальное |
|400 |
| |
|Набольший диаметр торцевой фрезы, устанавливаемой на станок мм |
|125 |
| |
|Наибольшая масса обрабатываемой заготовки(включая приспособления) кг |
|250 |
| |
|Расстояние от торца вертикального шпинделя до поверхности стола, мм |
|Наименьшее |
|45 |
| |
| |
|Наибольшее |
|400 |
| |
|Расстояние от оси шпинделя до вертикальных направляющих станины мм |
|300 |
| |
|Число ступеней частот вращения шпинделя |
|12 |
| |
|Предел частот вращения шпинделя, об/мин |
|50:2240 |
| |
|Число ступеней стола подач. |
|18 |
| |
|Пределы подач стола, мм/мин: |
|Продольной и поперечной |
|20:1000 |
| |
| |
|Вертикальной |
|10:500 |
| |
| | | | | |Письменная Аттестационная | |
| | | | | |работа | |
| | | | | | | |
|Изм. | |№документа |подпись |дата | | |
|Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин. |
|4000 |
| |
|Мощность двигателя кВт: |
|3 |
| |
|Габаритные размеры станка, мм: |
|Длина |
|1505 |
| |
| |
|Ширина |
|1808 |
| |
| |
|Высота |
|1340 |
| |
|Масса станка, кг. |
|1340 |
| |
| |
|Режущий инструмент и приспособления. |
|Универсальная делительная головка УДГ-200: |
| |
|Высота центров, мм. |
|200 |
| |
|Угол поворота шпинделя в вертикальной плоскости, град. От линии центров |
|Верх |
|5 |
| |
| |
|Вниз |
|94 |
| |
|Конус Морзе |
|№3 |
| |
|Резьба рабочего конца шпинделя. |
|М39х3 |
| |
|Диаметр отверстия шпинделя, мм. |
|19,7 |
| |
|Передаточное отношение червячной пары. |
|1:40 |
| |
|Число отверстий делительного |
|диска |
|На одной стороне |
|16; 17; 19; 21; 23; 29; 30; 31. |
| |
| |
| |
|На другой стороне |
|33; 37; 39; 41; 43; 47; 49; 54. |
| |
| |
|Ширина направляющей шпонки, мм |
|14 |
| |
|Расстояние от основания делительной головки до торца шпинделя при его |
|вертикальном положении, мм. |
|235 |
| |
|Габаритные размеры основания делительной головки, мм. |
|260х180 |
| |
|Масса делительной головки, кг. |
|55 |
| |
| |
|Зажимы: 3_х кулачковый самоцентрирующийся патрон – предназначен для зажатия тел |
|вращения за обработанные поверхности. |
|Центра конические. Применяется к деталям с повышенными требованиями к точности и|
|чистоты обработки поверхности. Передний центр вставляется в 3-х кулачковый |
|патрон, задний закрепляется в задней бабке и поджимает деталь. Задний центр |
|вращается вмести с деталью, а передний передаёт ей движение. |
| |
| |
| |
| | | | | |Письменная Аттестационная работа |Лист |
| | | | | | | |
|Изм.| |№документа|подпись|дата| | |
| |
|Резцы: Проходной упорный. Резец имеет сечение державки резца 20мм.х30мм. Марка |
|твёрдосплавной пластины Т15К6. Стойкость резца Т=60мин. Радиус при вершине, |
|между главной и вспомогательной режущий кромки R=1мм. Главный угол в плане равен|
|90. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Проходной отогнутый. Применяется для подрезания торцов, выполнение различных |
|диаметров, выполнение не глубоких расточек. Имеет, по сравнению с проходным |
|упорным резцом, большую плотность. И за один проход может снимать больший слой |
|материала. Резец имеет главный угол в плане равный 45. Также имеет пластину из |
|твёрдого сплава установленного на державку резца. |
| |
| |
| |
| |
| |
|Резец расточной. Применяется для растачивания отверстий различных диаметров. |
|Различают резцы для сквозных и глухих отверстий. Стойкость резца Т=60мин. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Свёрла: |
| |
|Типы свёрел |
|D,мм |
|Град. |
|Материал |
| |
|Спиральное с коническим хвостиком |
|26 |
|118 |
|Р6М5 |
| |
| |
|D,мм |
|d,мм |
| |
| |
|Центровочное |
|12 |
|5 |
|Р6М5 |
| |
| |
|Фрезы: |
|Типы фрез |
|D,мм |
|Z |
|Материал |
|mh,мм |
| |
|Концевая |
|10 |
|6 |
|Р6М5 |
| |
| |
| |
| | | | | |Письменная Аттестационная работа |Лист |
| | | | | | | |
|Изм.| |№документа|подпись|дата| | |
| |
| |
|Измерительный инструмент. |
|Для изготовления данной детали целесообразно применение измерительного |
|инструмента типа ШЦ1. Данный инструмент имеет двухсторонние расположение губок. |
|Применяется для наружных и внутренних измерений и для измерения глубины. Пределы|
|измерения 0-150мм. Отсчёт по нониусу 0,1 |
| |
|Характеристика детали и материала. |
|Изготовляемая деталь применяется в механических приспособлений. Материал: Сталь |
|45 - качественная конструкционная сталь, содержание углерода 0,45%. HB=229 , |
|sв=598 мПа. |
| |
|Выбор заготовки. |
|Заготовка - поковка полученная из круглого проката 90, длина 50мм. Выбор |
|обусловлен тем, что заготовка - тело вращения и используется в механизмах с |
|динамической нагрузкой. |
| |
|Выбор базовых поверхностей |
|Черновой, установочной базой служит Dз. Основными конструкционными базами служат|
|торец и ось. Основными измерительными базами являются торцы детали. Чистовой |
|установочной базой является внутренний Dотв. |
| | | | | |Письменная Аттестационная работа |Лист |
| | | | | | | |
|Изм.| |№документа|подпись|дата| | |
Технологическая карта изготовления детали.
|Опер|Уста|Пере|Эскиз детали |Инструмент |Режимы резания |
|ация|нов |ход | | | |
| | |
|Общее время на фрезерную обработку: |0.54 |
| | |
|Общее время на обработку детали: |9.98 |
| |
|Основные формулы. |
|Токарная обработка. |
| |
|Глубина резания. Считаем глубину резания для определения слоя металла, |
|снимаемого за один проход резца по заготовке(мм). |
| |
|Получившиеся величина разбивается на три прохода: черновой t>2мм, получистовой |
|t<1,5мм, чистовой t<1мм. |
| |
|Подача. Считаем подачу для определения расстояния, которое пройдёт резец по |
|заготовке за один оборот заготовки (мм/об). Выбирается по таблице относительно |
|глубины резания. |
| |
|Скорость резания. Определяет скорость резания для определения расстояния которое|
|проходит вершина резца за единицу времени (м/мин), где D диаметр заготовки. |
|Vтеор.=Vтабл. *К1*К2*К3*К4*К5*К6 Vдейств. = |
| |
|Количество оборотов. Определить количество оборотов для получения величины с |
|которой вращается шпиндель с заготовкой за одну минуту. |
| |
|Площадь поперечного сечения резца f=t*S(мм2), где t-глубина резания, S-подача|
| |
|. |
|Pz-Сила резания. Направлена вертикально, действует сверху вниз на переднею |
|поверхность резца, стремясь изогнуть обрабатываемую заготовку вверх, отогнуть |
|резец вниз. Коэффициент резания есть удельное давление резания, измеренное при |
|следующих условиях резания: t=5, S=1, гамма=15, фи=4, r=1. Главная режущая |
|кромка резца прямолинейна и горизонтальна. Работа без охлаждения. |
|Pz=K*f(H) |
| |
|Мощность. Определение мощности затраченное на обработку для сравнения с |
|мощностью двигателя станка. Причём расчётная мощность должна быть меньше |
|мощности электродвигателя станка. |
| |
|Np= Pz* Vд /60*1020 Np
