6 Предварительная механическая обработка и выбор оборудования

6.1 Предварительная механическая обработка

Перед проведением наплавки, для подготовки изношенной поверхности к восстановлению детали, необходимо провести черновую обработку наружной поверхности детали. Расчет ведем по справочникам [1] и [2].

При проведении черновой обработки необходимо учитывать следующие параметры:

1) квалитет – 12;

2) шероховатость мкм;

3)глубина дефектного слоя мкм;

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей рассчитывается по формуле:

(1)

мкм.

Обработку наклонной поверхности надрессорной балки будем проводить торцевой насадочной фрезой со вставными ножками, оснащенной пластинами из твердого сплава (по ГОСТ 9473–80).

D=125мм;B=42мм;d=40мм.

Рисунок 11 – торцевая фреза с пластинами из твердого сплава

Конфигурация обрабатываемой поверхности и вид оборудования определяют тип применяемой фрезы.

Ее размеры определяются размеры обрабатываемой поверхности и глубиной срезаемого слоя.

D=125 мм;B=110 мм;t=2 мм.

Рисунок 12 – Торцевое фрезерование

При торцевом фрезеровании, для достижения производительных режимов резания, диаметр фрезы Dдолжен быть больше ширины резанияB, т.е.D=(1,25÷1,5)B, а при обработке стальных заготовок обязательным является их несимметричное расположение их относительно фрезы, для заготовок из конструкционных углеродистых и легированных сталей - сдвиг их в направлении врезания зуба (рисунок 13) чем обеспечивается начало резания при малой толщине срезаемого слоя.

D=125 мм;B=110 мм;S_м=1926 ммv=378.3 м/мин.

Рисунок 13 – Врезание зуба фрезы

Толщину срезаемого слоя принимаем равной 2 мм.

При фрезеровании различают подачу на один зуб , подачу на один обороти подачу минутную, мм/мин которые находятся в следующем соотношении:

(2)

где – частота вращения фрезы, об/мин;

z– число зубьев фрезы.

Частота вращения фрезы определяется по формуле, об/мин:

(3)

Исходной величиной подачи при черновом фрезеровании является величина ее на один зуб .

Согласно техническим требованиям по ГОСТ-24360-80 определяем параметры фрезы:

1) наружный диаметр фрезы мм;

2) толщина фрезы мм;

3) внутренний диаметр мм;

4) число зубьев фрезы .

Торцевая фреза изготовлена из стали Т15К6.

Выбираем мощность станка свыше 10 кВт и определяем, что мм.

Скорость резания

Скорость фрезерования – окружная скорость фрезы, м/мин:

, (4)

где – диаметр фрезы;

– ширина поверхности фрезерования;

– период стойкости;

– число зубьев фрезы;

– коэффициент;

,,,,,– показатели степени;

Общий поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий фактические условия резания определяется:

(5)

где – коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала;

– коэффициент, учитывающий качество состояния заготовки;

– коэффициент, учитывающий материал инструмента.

, (6)

где МПа – предел прочности;

– показатель степени.

м/мин,

об/мин,

_мм/мин.

_{Сила резания}

_{Главная составляющая силы резания при фрезерование – окружная сила, Н}

(7)

где – диаметр фрезы;

– ширина поверхности фрезерования;

– период стойкости;

– число зубьев фрезы;

– коэффициент;

,,,,,– показатели степени.

Показатель степени nпри определении окружной силы резанияпри фрезеровании равен 0,3.

Поправочный коэффициент на качество обрабатываемого металла определяется по формуле:

(8)

где МПа – предел прочности;

– показатель степени.

Н.

Крутящий момент рассчитывается по формуле:

(9)

где D– диаметр фрезы.

Н·м.

Рассчитаем мощность резания (эффективную) кВт:

(10)

кВт.

_{Определив частоту вращения фрезы, производим подбор станка.}

_{По расчету выбираем станок специальный фрезерно – расточной станок УФ5527М/65А90Ф4.}

6.2 Специальный фрезерно – расточной станок УФ5527М/65А90Ф4.

Специальный фрезерно – расточной станок УФ5527М/65А90Ф4 с ЧПУ (рис.14) предназначен для комплексной механической обработки балки надрессорной и рамы боковой при восстановительном ремонте тележек грузовых железнодорожных вагонов. Механическая обработка производится после восстановления изношенных поверхностей методом электронаплавки. Станок обеспечивает одновременную механическую обработку поверхностей подпятника и последовательную обработку плоскостей скользунов и наклонных поверхностей надрессорной балки (поворот балки механизирован). Конструкция приспособления выполнена так, что в нем можно с небольшой переналадкой устанавливать и поочередно обрабатывать балку надрессорную и раму боковую. При поставке пары станков каждый из них может комплектоваться приспособлением, налаженным на обработку балки надрессорной или рамы боковой. По заказу станки оснащаются специальным режущим и вспомогательным инструментом. Набор фрез из 4 наименований и оправок обеспечивает полную механическую обработку надрессорной балки и боковой рамы при восстановительном ремонте.

Рисунок 14 – Специальный фрезерно – расточной станок УФ5527М/65А90Ф4.

Особенности конструкции

Базовым станком является вертикально – фрезерный станок с крестовым столом модели 6580Ф4/65А90Ф4 с числовым программным управлением фирмы «Siemens», который комплектуется приспособлением для установки и закрепления заготовок. Станок обеспечивает комплексную обработку детали за одну установку в приспособлении при сохранении характеристики базового станка. Крепление инструмента в шпинделе механизировано. Закрепление заготовок в приспособлении, их поворот выполняются быстродействующими механизмами с ручным приводом. При снятом приспособлении со стола станок может обрабатывать по программе любую установленную деталь на столе станка. Применение на станке системы ЧПУ повышает точность механической обработки и повышает производительность труда по сравнению со станком модели УФ5527М/65А90Ф4 без ЧПУ на 30%. Комплексная обработка восстановленных методом электронаплавки поверхностей рамных деталей тележек грузовых вагонов. Балка надрессорная:

– фрезерование наклонных поверхностей.

Технические характеристики специального фрезерно-расточного станка УФ5527М/65А90Ф4 представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Технические характеристики специального фрезерно-расточного станка УФ5527М/65А90Ф4

Размеры рабочей поверхности стола (ширина×длина), мм	800×1600
Наибольшее перемещение стола: продольное поперечное вертикальное	2085 750 610
Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм Наибольшее Наименьшее	900 160
Угол поворота фрезерной бабки, град.	+30 град
Пределы подач, мм/мин Стола X Салазок Y Бабки Z	2….3000 2….3000 2….3000
Быстрый ход, мм/мин Стола X Салазок Y Бабки Z	4000 4000 2000
Частота вращения шпинделя, об/мин	1500
Число подач стола	18
Количество ступеней скоростей шпинделя	18
Мощность электродвигателя главного движения, кВт	15
Габаритные размеры: Длина Ширина Высота	3920 3995 4055
Масса (без выносного оборудования), кг	14100