5. Проектирование технологических операций (Для шлифования)

Проектирование технологических операций (ТО) выполняется в определенной последовательности и включает следующие этапы: разработка или уточнение структуры операции и проектирование схем наладок; выбор модели станка и средств технологического оснащения (СТО); расчет режимов резания; нормирование операций; выбор средств механизации и автоматизации.

Выбор структуры операции производится на основе общих структурных схем и операций базового ТП, а также принципов концентрации и дифференциации операций.

Концентрация характеризуется объединением нескольких простых технологических переходов в одну сложную операцию, выполняемую на одном станке. Концентрация операций осуществляется двумя способами:

- одновременной обработкой нескольких поверхностей набором инструментов, например обработка на многорезцовом токарном или на многошпиндельном сверлильном станках;

- последовательной обработкой нескольких поверхностей на одном станке, например на револьверном.

Концентрация операций сокращает трудоемкость обработки, уменьшает число станков и производственную площадь, но одновременно увеличивает потребность в высококвалифицированных наладчиках и требует применения более сложных станков. Применение многоинструментных станков экономично при большом выпуске деталей.

Метод дифференциации операций характеризуется расчленением технологического процесса обработки резанием на простые операции, выполняемые на большом числе станков, что характерно для условий крупносерийного и массового производства. Кроме того, этот метод обеспечивает высокую гибкость производства. При этом не следует считать дифференциацией разделение процесса на несколько операций, вызванное требованием высокой точности или малой шероховатостью поверхности. Также существует ряд переходов, которые нецелесообразно объединять с другими, так как это может привести к понижению точности и увеличению шероховатости поверхности.

На машиностроительных заводах, как правило, сочетают оба принципа. Например, при обработке коленчатых валов тепловозных дизелей наряду с применением специальных станков для обработки коренных или шатунных шеек, применяют станки, выполняющие одну операцию — предварительное или окончательное шлифование коренных или шатунных шеек.

При разработке структуры ТО следует также предусматривать возможность совмещения (перекрытия) основного и вспомогательного времени, что позволяет повысить производительность.

При выборе модели оборудования уточняют следующие характеристики станка: размеры рабочей зоны; возможность достижения требуемой точности и шероховатости поверхности; соответствие мощности, жесткости и кинематических данных выбранным параметрам режима обработки; производительность и трудоемкость обработки; уровень автоматизации и безопасности труда [1, Т2, с.5-65; 17].

Выбор технологической оснастки (приспособление, режущий и измерительный инструмент) производится на этапе уточнения содержания технологических переходов. На выбор оснастки, прежде всего, влияет тип и организационная форма производства, вид изделия и характер намеченного ТП.

При выборе приспособлений в первую очередь учитывается тип производства. В мелкосерийном производстве в основном используются универсальные приспособления, а в серийном - универсальные переналаживаемые. Крупносерийное и массовое производство характеризуется применением специальных приспособлений, позволяющих резко сократить время на установку и закрепление заготовки и на снятие ее после окончания обработки [3,Т2,с.66-1 10].

Выбор режущего инструмента производят с учетом метода обработки, материала обрабатываемой детали, размера и конфигурации детали, требуемого качества обрабатываемых поверхностей и программы выпуска.

При выборе режущего инструмента следует ориентироваться на применение стандартного. Однако. На отдельных операциях применяют специальный и специализированный инструмент. Режущая часть инструментов изготавливается их материалов, обеспечивающих высокие скорости резания [1,Т2,с.1 1 1-260]. В качестве режущего инструмента (при кругло-шлифовальной операции) используется абразивный круг прямого профиля на керамической связке с зернистостью 50. Марка круга ПП( ГОСТ 2424-83).

Выбор измерительных инструментов производят с учетом соответствия точностных характеристик инструмента (погрешности измерения), точности выполняемого размера, вида измеряемой поверхности, а также масштаба выпуска деталей. В условиях мелкосерийного производства в основном применяют универсальный измерительный инструмент. В условиях крупносерийного и массового производства более целесообразно применять специальный инструмент(калибры, шаблоны), а так же различные контрольно-измерительные приспособления и средства автоматического контроля [3, Т2, с.462-477].

Необходимо учитывать, что при разработке операции устанавливается рациональная последовательность и содержание всех переходов. Включая вспомогательные.

Элементы режима резания рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить требуемое качество обработки при наибольшей производительности труда и наименьшей себестоимости ТО. Эти условия удается выполнить при назначении соответствующего типа и размера инструмента, материала и геометрии его режущей части, материала и состояния заготовки, типа и модели станка. Элементы режима резания назначаются в следующем порядке:

Скорость вращательного или поступательного движения заготовки - V,; м/мин;

Глубина шлифования t, мм, - слой металла, снимаемый периферией или торцом круга в результате поперечной подачи на каждый ход или двойной ход при круглом или плоском шлифовании и в результате радиальной подачи S_p при врезном шлифовании;

Продольная подача S - перемещение шлифовального круга в направлении его оси в миллиметрах на один оборот заготовки при круглом шлифовании или в мм на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга.

Эффективная мощность, кВт, при шлифовании периферией круга с продольной подачей

где d - диаметр шлифования, мм.

C_N = 0,36

V_{з черн.} = 20 м/мин

V_{з чист} = 30 м/мин

V_круга = 30 м/с

t = 0,065 мм

s=0,002 мм/двход

d=95 мм

r = 0,35

х = 0,4

у = 0,4

z = 0,3

N_черн. = 0,36 ∙ 20^0,35∙0.065^0,4∙0.002^0,4∙95^0,3 = 0,011 (кВт)

N_чист. = 0,36 ∙ 30^0,35∙0.065^0,4∙0.002^0,4∙95^0,3 = 0,012 (кВт)