Выбор методов, обеспечивающих качество выполнения отдельной операции

Важную роль в обеспечении качества работы детали вал – шестерня в редукторе играет качество поверхности. Качество поверхностного слоя – это совокупность всех служебных свойств поверхностного слоя материала как результат воздействия на него одного или нескольких последовательно применяемых технологических процессов. К параметрам, характеризующим качество поверхности, относятся шероховатость поверхности. Поверхности, полученные обработкой на металлорежущих станках, изборождены рядом чередующихся выступов и впадин разной высоты и формы и сравнительно малых размеров по высоте и шагу. Эти выступы и впадины получили название шероховатости поверхности. Шероховатость поверхности играет большую роль, в значительной степени влияя на трение и износ соприкасающихся поверхностей. Так как на вал устанавливаются два конических роликовых подшипника, то шероховатость поверхности под подшипники должны соответствовать заданным характеристики.

Качество поверхностного слоя детали формируется на шлифовальной операции. Важную роль в обеспечении заданных характеристик поверхности играет правильный подбор оборудования, марки абразивного круга, режимов работы шлифовального станка.

Режущий инструмент, рабочая часть которого содержит классифицированные частицы абразивного материала, называют абразивным. Измельченный, обогащенный и классифицированный абразивный материал, твердость которого превышает твердость обрабатываемого материала и который способен в измельченном состоянии осуществлять обработку резанием, называют шлифовальным. В зависимости от вида используемого шлифовального материала различают алмазные, эльборовые, электрокорундовые, карбидкремниевые и другие абразивные материалы.

Для проведения данной операции применим круглошлифовальный станок модели 3М162МФ2.

Приведем технические характеристики выбранного оборудования.

Наибольшие размеры устанавливаемого изделия, мм, не менее:

· Диаметр 280

· Длина 1000

Конус в шпинделе переданной бабки и в пиноли задней бабки по ГОСТ 25557-82 Морзе 5

Наибольшие размеры шлифования, мм, не менее:

· Диаметр 280

· Длина 1000

Высота центров над столом, мм                            160 ±2

Расстояния между центрами, мм не менее 1000

Наибольшая масса устанавливаемого изделия, кг:

· При зажатой пиноли 800-10

· При незажатой пиноли 200-3

Наибольшие перемещения, мм:

· Стола, не менее 980

· Шлифовальной бабки по винту 290 ±2

· Пиноли задней бабки 35 ±2

Цена деления лимба поперечной подачи, мм/диаметр 0,001

Окружная скорость шлифовального круга, м/с, не более 50

Частота вращения изделия, об/мин 40...400

Величина быстрого подвода шлифовальной бабки,

мм, не менее 50

Скорость перемещения стола от гидропривода, м/мин при обработке изделия, на подачах:

· Черновых 0,05...5

· Чистовых 0,05...2

Величина перемещения стола за 10 оборотов маховика, мм:

· Медленное 31 ±1

· Быстрое 204,7 ±2

Наибольший угол поворота верхнего стола, градусы, не менее:

· По часовой стрелке 3

· Против часовой стрелке 8

Габаритные размеры полуавтомата, мм:

1. с отдельным расположенным оборудованием:

· длина 4450 ±20

· ширина 3420 ±20

· высота 2050 ±10

2. без отдельно расположенного оборудования:

· длина 4280 ±20

· ширина 2500 ±20

· высота 2000 ±10

Масса станка, кг, не более:

· с отдельно расположенным оборудованием 8350

· без отдельно расположенного оборудования и принадлежностей 780

Характеристика системы ЧПУ:

Количество управляемых осей координат 1

Количество одновременно управляемых осей координат 1

Дискретность задания перемещения шлифовальной

бабки, мм/диаметр 0,001

Пределы припусков, мм:

· чернового 0,01...0,99

· чистового 0,01...0,99

· доводочного 0,001...0,099

Скорость врезных поперечных подач, мм/мин:

· максимальная, не менее 9,99

· минимальная, не более 0,01

Наибольшее программируемое перемещение шлифовальной бабки, мм/диаметр 9,999

Величина поперечной периодической подачи, мм/ход

· максимальная, не менее 0,099

· минимальная, не более 0,001

Обработка на кругошлифованльном станке ведется методом многопроходного шлифования, когда за каждый оборот обрабатываемой детали снимается определенный припуск. Глубина срезаемого слоя не остаются постоянными, они изменяются на протяжении всей операции и определяют структуру рабочего цикла шлифования.

Схема рабочего цикла шлифования вала-шестерня состоит из четырех этапов: врезания, чернового съема, чистового съема и выхаживания. Первый этап характеризуется ускоренной поперечной подачей шлифовального круга, вызывающей непрерывное увеличение глубины срезаемого слоя в результате нарастания упругого натяга в технологической системе. При достижении заданного максимального значения глубины срезаемого слоя поперечную подачу круга замедляют. Глубина срезаемого слоя стабилизируется, и начинается этап чернового съема, во время которого удаляется до 60-70% общего припуска. Перед началом чистового съема поперечная подача круга снова снижается, и чистовой съем металла протекает при непрерывно уменьшающейся глубине срезаемого слоя, способствующей повышению точности шлифуемой поверхности. При выхаживании поперечная подача круга прекращается, глубина срезаемого слоя быстро уменьшается, достигая минимального значения. На этом этапе окончательно формируется качество шлифуемой поверхности.

Метод врезного шлифования является более производительным, чем метод продольного шлифования. Для его осуществления применяют более широкие круги и станки повышенной мощности и жесткости. Износ круга непосредственно влияет на точность шлифуемой поверхности, поэтому при врезном шлифовании выбирают круг повышенной твердости, который быстрее затупляется и требует более частой принудительной правки, так как износ круга непосредственно влияет на точность шлифуемой поверхности. Его целесообразно применять в серийном и массовом производстве.

 Дисбаланс, появляющийся в связи с неоднородностью абразивных кругов, по мере уменьшения их диаметров устраняется балансировкой на ходу непосредственно на шлифовальном станке. Наиболее универсальным является способ статической балансировки в динамическом режиме с помощью стробоскопического прибора. Измерительный датчик, установленный на наиболее чувствительном узле шлифовальной бабки, воспринимает вибрации, вызванные неуравновешенностью круга, преобразует их в электрические сигналы и передает в электронный блок, в котором они фильтруются, усиливаются и передаются на стробоскопическую лампу. Лампе периодически синхронно с вибрациями включается и освещает наиболее легкий участок вращающегося круга. Стробоскопический эффект создает видимость неподвижности круга и позволяет по цифровому табло определить расположение его наиболее легкого участка, а индикатор указывает значение дисбаланса. Поворотом сухарей устраняется дисбаланс.

 Для восстановления режущей способности, формы и микропрофиля рабочей поверхности круга применяют правку. На стойкость правящего инструмента влияет скорость правки. Для данного случая применим метод обтачивания. Инструментом при правке обтачиванием служит алмазный карандаш. Простота конструкции, жесткость, использование недорогих алмазов, возможность осуществления правки до полного износа алмазных зерен, малая чувствительность к изменениям условий правки предельно упрощает эксплуатацию алмазных карандашей. Поэтому карандаш целесообразно применять на всех операциях шлифования.

 Активный контроль на операции шлифования проводят с помощью накидной индикаторной скобы. Ее монтируют на специальном кронштейне, позволяющем набрасывать скобу на шлифуемую поверхность и затем отводить ее в нерабочую зону. Для защиты от попадания абразива и охлаждающей жидкости, а также чтобы облегчить прочтение размера, индикатор располагают выше зоны контакта круга с деталью. Перемещение чувствительных элементов скобы передаются к индикатору через рычажную систему. Скобу настраивают на эталонный размер по эталону.

Для того чтобы избежать перегрева и появления дефектов обрабатываемой детали, используют смазочно-охлаждающую жидкость.

При разработке технологической процесса механической обработке заготовки необходимо правильно выбрать приспособление, которые должны способствовать повышению производительности труда, точности обработки, улучшению условий труда, ликвидации предварительной разметки заготовки и выверки их при установке на станке.

Выбор станочного приспособления должен быть основан на анализе затрат на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном числе заготовок.

Выбор режущего инструмента, его вида, конструкции и размеров в значительной мере предопределяется методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и качества обрабатываемой поверхности заготовки.

При выборе режущего инструмента необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но, когда целесообразно, следует применять специальный, комбинированный, фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.

Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности и снижению себестоимости обработки.

На межоперационном и окончательном контроле обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но вместе с тем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительный инструмент или контрольно-измерительное приспособление.

Метод контроля должен способствовать повышению производительности труда контролера и станочника, создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения ее себестоимости. В мелкосерийном производстве обычно применяется универсальный измерительный инструмент (штангенциркуль, штангенглубиномер, микрометр, угломер, индикатор и т. д.), также применяют предельные калибры (скобы, пробки, шаблоны и т. п.) для сокращения времени измерения.

Операционный эскиз шлифовальной обработки детали находится в графической части.