Расчет норм времени на шлифовальную операцию

Рассчитаем норму штучного времени на шлифовальную операцию.

[2, стр. 5];

где: Т_шт – штучное время;

Т_о – основное (технологическое) время;

[3, таб. 4, стр. 36];

L_д – длина шлифования L_д = 77 мм;

П – величина припуска П = 0,015 мм;

n_д – число оборотов детали n_д = 65 об/мин;

s_о – подача s_о = 8 мм/об;

В_к – толщина круга В_к = 20 мм;

[3, таб. 4, стр. 34];

D_д – диаметр отверстия D_д= 110 мм;

v_д – скорость вращения детали v_д=20 м/мин;

К₁, К₂ – поправочные коэффициенты К₁=1,33; К₂=1 [3, карта 25, стр. 81];

(мм/ход);

(мин);

[стр. 11];

t_уст – вспомогательное время, включает в себя время на установку и снятие детали в специальном приспособлении t_уст = 0,57 мин [3, карта 15 стр. 65];

t_пер – вспомогательное время связанное с переходом включает в себя подвод инструмента к детали, включение и выключение подачи, отвод инструмента в исходное положение : t_пер2 = 1,99 мин [3, карта 16 стр. 67] ; t_пер3 = 1,74 мин [3, карта 16 стр. 67];

(мин);

t_изм – вспомогательное время на контрольное измерение включает в себя время на измерение пробкой 0,23 мин [3, прилож. 5 стр. 164]; время на измерение шаблоном 0,09 мин [3, прилож. 5 стр. 172],

t_изм = 0,23+0,09=0,32мин;

(мин);

Т_обсл – время обслуживания рабочего места, составляет 4% от оперативного времени [стр. 13];

Т_отд – время перерывов на отдых и личные составляет 4% от оперативного времени [стр. 13];

(мин);

(мин);

Расчет периода стойкости шлифовального круга и правка инструмента.

Главные показатели работы шлифовального круга — необходимые точность и качество поверхности шлифования при высокой производительности, определяемой съемом металла. Между тем эти параметры не остаются постоянными в процессе шлифования, так как происходит изменение режущих свойств круга. Зерна шлифовального круга, участвующие в работе, испытывают периодическое силовое, тепловое и химическое воздействие в момент контакта с обрабатываемой деталью. В результате этих явлений режущие кромки зерен истираются или скалываются, происходит вырывание целых зерен из связки круга, «налипание» частичек металла на вершинах кромок и заполнение пор круга металлической стружкой, или его «засаливание».

Затупление и засаливание приводят к частичной или полной потере кругом шлифующих свойств. При шлифовании таким кругом возрастает давление на обрабатываемую поверхность, снижается производительность и резко повышается температура в контактной зоне, результатом чего являются перегревы и ожоги поверхности шлифования. Круг становится непригодным для дальнейшей работы — он затупился.

Для восстановления шлифующих свойств круга необходимо провести правку, которая заключается в принудительном удалении затупленных зерен с рабочей поверхности круга, в результате чего происходит ее обновление. Таким образом, шлифовальный инструмент требует своего рода периодических заточек.

Период работы круга между двумя правками характеризует его стойкость. Стойкость круга, т. е. способность его противостоять возникающим в процессе шлифования указанным явлениям, которые приводят к его износу и засаливанию, зависят от характеристик круга, химического состава обрабатываемой стали или другого материала, режима шлифования, жесткости станка и других факторов.

Точно определить период стойкости круга трудно вследствие сложности и особенностей процессов шлифования. Одна из особенностей — способность шлифовального круга при определенных условиях работы самозатачиваться. Смысл этого явления заключается в том, что по мере затупления зерен круга возрастают силы резания и температура шлифования и, когда эти силы превышают прочность зерен или силу их сцепления со связкой, происходит разрушение режущей поверхности круга и как бы обновление затупившихся зерен, так как в резание вступают новые режущие грани вновь появившихся зерен.

Самозатачиваемость — важное и своеобразное свойство шлифовального инструмента, отличающее его от другого режущего инструмента. Это свойство присуще любому абразивному инструменту. Однако степень самозатачиваемости шлифовального круга определяется физико-механическими свойствами шлифуемого материала, характеристикой круга, режимом шлифования.

Влияние режимов резания на стойкость круга определяется по формуле

где С_Т – коэффициент, зависящий от качества обрабатываемого материала,

К_С – коэффициент равный отношению фактической скорости съема материала, к теоретической, связанной с режимом обработки,

n – показатель степени n=3,7.

Правка шлифовального круга

При износе круга зерна абразива под действием обрабатываемого материала разрушаются (обламываются, истираются, заглаживаются) и вырываются из связки. Неравномерная выработка поверхности круга приводит к нарушению его геометрии.

Интенсивность и характер износа абразивных кругов зависят от характеристик самого круга и материала обрабатываемых изделий. Если износ круга происходит только за счет выкрашивания зерен, в работу вступают новые зерна, и происходит так называемое самозатачивание инструмента. Это нормальное явление. Хорошим самозатачиванием обладают мягкие круги. У кругов с высокой твердостью преобладают процессы затупления (сглаживания режущих кромок зерен) и засаливания.

Засаливание круга - это процесс, при котором снимаемая со шлифуемой детали стружка вместе с истертыми абразивными зернами и связкой попадает в поры шлифовального круга и заполняет их, в результате чего режущая способность круга резко снижается.

Затупление, засаливание и истирание абразива вызывает снижение режущей способности круга, следствием чего является увеличение вероятности прижегов, снижение качества обработки и производительности.

Чтобы восстановить форму шлифовального круга и его режущие свойства применяют операцию правки, представляющую собой съем абразивного материала и связки с поверхности круга, осуществляемый специальными правящими инструментами.

Правка шлифовального круга может потребоваться и для нового круга, при его биении. Биение можно проверить касаясь вращающегося круга кончиком маркера (мела, карандаша) упертого в подручник. Если медленно подавать маркер к поверхности вращающегося круга, он будет оставлять следы на поверхности с избыточным материалом, который необходимо убрать при правке.

Правка методом шлифования представляет собой процесс срезания и дробления абразивных зерен вращающимся правящем инструментом, который получает принудительное вращение от самостоятельного привода или от привода шлифовальной бабки станка. В качестве правящего инструмента применяют алмазные ролики на твердосплавной связке (ГОСТ 16014—70) и круги из карбида кремния высокой твердости (ГОСТ 6565—67). При рассматриваемом методе вследствие разности скоростей вращения шлифовального круга и правящего инструмента происходит скалывание частичек абразивных зерен, а иногда выкрашивание целых зерен. Для этого вида правки все большее применение находят алмазные ролики, получающие принудительное вращение, совпадающее, по направлению с вращением шлифовального круга или направленное против него. Согласно ГОСТ 6565-67 для правки кругов методом шлифования применяют круги из карбида кремния на керамической связке формы ПП.

Алмазные ролики для правки абразивных кругов согласно ГОСТ 16014—70 изготовляют из природных алмазов с равномерным их расположением на рабочей поверхности ролика. Ролик состоит из корпуса 1, изготовленного из стали марки 35 или 45, и алмазоносного слоя 2, прочно соединенного с корпусом. Алмазоносный слой содержит алмазы, сцементированные специальной твердосплавной связкой методом порошковой металлургии.

Все шире начинают применять алмазные ролики, позволяющие осуществлять правку кругов по нескольким рабочим поверхностям: прямолинейным, криволинейным и их сочетаниям. Такая правка позволяет значительно повысить производительность шлифования за счет концентрированной одновременной обработки нескольких поверхностей детали, а также в результате сокращения времени, затрачиваемого на правку круга, которая ведется либо роликом сложного фасонного профиля, либо набором роликов с использованием метода врезания или метода продольной подачи. Алмазные правящие ролики сложного профиля применяют, в частности, на автомобильных заводах для автоматической правки абразивных кругов. Следует стремиться использовать приспособления для правки с самостоятельным приводом, устанавливаемым вне рабочей зоны станка - за задней бабкой, на шлифовальной бабке или позади нее. Это позволяет править круг во время установки и снятия детали, что сводит до минимума затраты времени направку. Для облегчения изготовления ролики делают из двух частей; на требуемый осевой размер детали их устанавливают с помощью распорной втулки. Наличие разреза ролика по плоскости, наклонной к его оси, исключает появление при правке на шлифовальном круге канавок и других дефектов.

Правку методом шлифования осуществляют на кругло- и бесцентровошли-фовальных станках, а также на специальных станках (например, для шлифования шеек коленчатых валов и кулачков распределительных валов). Применение алмазных роликов и специальных правящих приспособлений позволяет сократить время на правку, а в некоторых случаях совершенно ее исключить и, таким образом, повысить производительность труда при обработке на 20-30%.

При правке кругов алмазными роликами методом шлифования возникают меньшие силы, чем правка кругами из карбида кремния. Алмазные ролики способствуют получению высокой точности выправленной поверхности шлифовальных кругов и их рациональному расходу при шлифовании.

Минимальная величина слоя абразива, снимаемого при правке:

мкм

h₁ – биение круга равное 30 мкм.

h₂ – высота волнистости на круге равная 30 мкм.

h₃ – разновысотность затупленных вершин зерен на рабочей поверхности круга равная 10 мкм.

h₄ – закругление крайних участков рабочей поверхности круга мкм

Проектирование контрольного калибра

Данное приспособление является калибром, предназначенным для измерения соосности между двумя отверстиями диаметром 110H9 и 50Н8. Он состоит из двух пустотелых расположенных друг за другом пробок диаметром 110H9 и 50Н8 и запрессованной в калибр рукоятки диаметром 24h14.

Приспособления устанавливается внутрь отверстия детали диаметром 144H14, с базированием по отверстию диаметром 110H9. Размеры считаются в допуске, если калибр, одновременно установлен в отверстия диаметром 110H9 и 50Н8.

Позиционный допуск Т_Pk=0,02мм

F=0,009

H=0,006

W=0,004

Z =0,008

Y=0,006

Предельные размеры первой пробки калибра

Позиционный допуск Т_Pk=0,02мм

F=0,009

H=0,008

W=0,004

Z =0,009

Y=0,006

Предельные размеры второй пробки калибра

Охрана труда и техника безопасности

Работа на шлифовальных станках может сопровождаться наличием ряда вредных и опасных производственных факторов, к числу которых относятся: электрический ток; абразивная пыль и аэрозоли смазочно-охлаждающей жидкости; отлетающие кусочки абразивного материала и обрабатываемых деталей; высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструмента; повышенный уровень вибрации; движущиеся машины и механизмы, передвигающиеся изделия, заготовки, материалы; недостаточная освещенность рабочей зоны, наличие прямой и отраженной блескости, повышенная пульсация светового потока.

Шлифовщики при производстве работ согласно имеющейся квалификации обязаны выполнять требования техники безопасности

К самостоятельной работе на шлифовальных станках допускается обученный персонал, прошедший медицинский осмотр, инструктаж по охране труда на рабочем месте, ознакомленный с правилами пожарной безопасности и усвоивший безопасные приемы работы.

Шлифовщику разрешается работать только на станках, к которым он допущен, и выполнять работу, которая поручена ему руководителем цеха (участка).

Рабочий, обслуживающий шлифовальные станки, должен иметь: костюм хлопчатобумажный или полукомбинезон, очки защитные, ботинки юфтевые.

Если пол скользкий (облит маслом, эмульсией), рабочий обязан потребовать, чтобы его посыпали опилками, или сделать это сам.

Шлифовщику запрещается использовать неисправные абразивные инструменты; работать при отсутствии на полу под ногами деревянной решетки по длине станка, исключающей попадание обуви между рейками и обеспечивающей свободное прохождение стружки; работать на станке с оборванным заземляющим проводом, при отсутствии или неисправности блокировочных устройств; стоять и проходить под поднятым грузом; проходить в местах, не предназначенных для прохода людей; заходить без разрешения за ограждения технологического оборудования; снимать ограждения опасных зон работающего оборудования; мыть руки в эмульсии, масле, керосине и вытирать их обтирочными концами, загрязненными стружкой. О каждом несчастном случае шлифовщик обязан немедленно поставить в известность мастера и обратиться в медицинский пункт.

Перед началом работы шлифовщик обязан принять станок от сменщика: проверить, хорошо ли убраны станок и рабочее место. Не следует приступать к работе до устранения выявленных недостатков. Он должен надеть спецодежду, застегнуть рукава и куртку, надеть головной убор; проверить наличие и исправность защитного экрана и защитных очков, предохранительных устройств защиты от абразивной пыли и охлаждающих жидкостей; отрегулировать местное освещение так, чтобы рабочая зона была достаточно освещена и свет не слепил глаза; проверить наличие смазки станка. При смазке следует пользоваться только специальными приспособлениями; проверить на холостом ходу станка:

а) исправность органов управления;

б) исправность системы смазки и охлаждения;

в) исправность фиксации рычагов включения и переключения (убедиться в том, что возможность самопроизвольного переключения с холостого хода на рабочий исключена).

Проверить паспорт об испытании на прочность кругов диаметром 150 мм и более.

Шлифовщику запрещается работать в тапочках, сандалиях, босоножках и т.п.; применять неисправные инструменты и приспособления; устанавливать на станок неисправные круги; прикасаться к токоведущим частям электрооборудования, открывать дверцы электрошкафов. В случае необходимости следует обращаться к электромонтеру.

Во время работы шлифовщик обязан перед установкой на станок обрабатываемой детали и приспособления очистить их от стружки и масла; тщательно очистить соприкасающиеся базовые и крепежные поверхности, чтобы обеспечить правильную установку и прочность крепления; установку и снятие тяжелых деталей и приспособлений производить только с помощью грузоподъемных средств; поданные на обработку и обработанные детали укладывать устойчиво на подкладках; перед установкой на станок шлифовальный круг подвергнуть внешнему осмотру с целью определения заметных трещин и выбоин; проверить надежность крепления абразивного или алмазного круга; проверить исправную работу станка на холостом ходу в течение 3—5 мин, находясь в стороне от опасной зоны возможного разрыва абразивного круга, убедиться в отсутствии сверхпредельного радиального и осевого биения круга; при установке и закреплении детали на плоскошлифовальном станке:

а) крепить детали только специальными упорными и прижимными планками, размещая их на равных расстояниях;

б) все упорные планки ставить ниже обрабатываемой поверхности;

в) крепежные болты располагать как можно ближе к месту прижима детали, а крепящие планки — под прямым углом к детали; резьба крепежных деталей должна быть исправной;

г) для крепления деталей не применять случайных неприспособленных планок и прокладок;

д) проверить правильность установки детали на станке.

При работе с магнитной плитой или патронами включить вначале умформер, а затем станок.

При работе на станках с магнитными столами, плитами и патронами:

а) не допускать повышения температуры магнитных узлов, так как это может вызвать сгорание изоляции, выброс деталей или взрыв внутри плиты;

б) не устанавливать на станок погнутые детали;

в) для снятия деталей, удерживаемых остаточным магнетизмом электромагнита, переключить ток в обратном направлении и одновременно снимать детали или пользоваться демагнитизатором.

При установке и закреплении обрабатываемой детали в центрах:

а) не применять центра с изношенными конусами;

б) после установки детали в центрах проверить крепление задней бабки и пиноли.

При обработке в центрах шлифовку деталей производить с исправными центровыми отверстиями с безопасными хомутиками и паводковыми патронами;проверить исправность вентиляционного устройства и правильность установки пьшеприемника.

При работе подавать шлифовальный круг на деталь или деталь на круг плавно, без рывков и резкого нажима.

При переходе к работе с охлаждением следует подождать, пока круг охладиться (если кругом, предназначенным для мокрого шлифования, работали всухую), и только после этого начинать работу с охлаждающей жидкостью.

При обработке длинномерных деталей установить люнет.

Выверку обрабатываемых деталей производить при помощи рейсмуса или индикатора; замеры обрабатываемых деталей производить только при полной остановке станка; при наблюдении за ходом работы не приближать лицо к вращающемуся шпинделю и детали; для удаления абразивной пыли пользоваться специальной щеткой и совком, при этом обязательно надевать защитные очки.

Следить за тем, чтобы шлифовальный круг изнашивался равномерно по всей ширине рабочей поверхности.

Литература

1. Анурьев В.И «Справочник конструктора-машиностроителя» - М: Машиностроение, 1972г, том 1

2. Аршинов В.А, Алексеев Г.А «Резание металлов и режущий инструмент» - М: Машиностроение, 1976г.

3. Белоусов А.П. «Проектирование станочных приспособлений» - М: Высшая школа, 1980г.

4. Власов «Техника безопасности при обработке металлов резанием».

5. Гельфгат «Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения».

6. Гробацевич А.Ф «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» - Минск: Высшая школа, 1975г.

7. ГОСТ 26358-84 «Отливки из чугуна».

8. Данилевский В.В «Лабораторные работы и практические задания по технологии машиностроения» - М: Высшая школа, 1988г.

9. Дерябин А.Л «Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и ГПС» М: Машиностроение, 1989г.

10. Добрынев И.С «Курсовое проектирование по предмету технология машиностроения» М: Машиностроение, 1985г.

11. Жданова З.П, Михайлова В.Л. «Сборник типовых инструкций по охране труда» - М: Машиностроение, 1987г.

12. Каштальян З.П, Клевзович В.И «Обработка на станках с ЧПУ» - Минск: Высшая школа, 1989г.

13. Клепиков В.В, Бодров А.Н «Технология машиностроения» - М: Форум: Инфра, 2004г.

14. Косилова А.Г «Справочник технолога-машиностроителя», т.1,2 - М: Машиностроение, 1986г.

15. Кузнецов Ю.И, Маслов А.Р, Банков А.Н «Оснастка для станков с ЧПУ. Справочник» - М: Машиностроение, 1990г.

16. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Методические указания.

17. Кутай А.К, Романов А.Б, Рубинов А.Д «Справочник контрольного мастера» - Л: Лениздат, 1980г.