Режущий инструмент, установленный в державке, закрепляется в четырех- или шестипозиционной резцовой головке.
Предусмотрено оснащение станка контурным устройством числового программного управления по трем координатам модели У221 (Н221М, Н222М, ЭМ-907).
Основные данные:
Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм:
над станиной 630
над суппортом 300
Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм 1400
Наибольший диаметр прутка, проходящего в
отверстие шпинделя, мм 80
Тип привода подачи Электрогидравлический
шаговый двигатель (ШД5-Д1)
Мощность привода подачи, кВт 6,52
Число оборотов шпинделя в минуту 6,3 – 1250
Число скоростей электродвигателя привода
главного движения (по программе) 9
Мощность электродвигателя главного движения, кВт 17
Габарит станка 6000×3450×2150
Вес станка с электродвигателем, кг 7000
3.7Выбор режущего инструмента
Режущий инструмент необходимо выбирать в зависимости от методов обработки и обрабатываемого материала. Операция 0010 и операция 0020 – токарная.
На данной операции мы проводим черновую токарную обработку заготовки. Обработка ведется на токарном патронно-центровом станке с числовым программным управлением (модель 16К30Ф3).
При точении внутреннего диаметра и торца применяем токарный проходной резец с механическим креплением четырехгранных твердосплавных пластин клин-прихватом.
Размеры:
h = 20 мм; b = 16 мм; L = 125 мм; h0= 20 мм; f = 20 мм; P = 25 мм.
При растачивании внутреннего диаметра применяется токарный расточной резец с механическим креплением трехгранных твердосплавных пластин клином.
Размеры:
h = 35 мм; h0= 25 мм; L = 200 мм; b = 32 мм; P= 32 мм.
При точении наружного диаметра и торца применяется токарный проходной резец с механическим креплением трехгранных твердосплавных пластин клин-прихватом.
Размеры:
h = 20 мм; b = 16 мм; h0= 20 мм; f = 20 мм; L = 125 мм; P = 25 мм.
Операция 0030 и операция 0045.
На данной операции осуществляется фрезерование пазов под ложементы, шпоночных пазов и пазов для выхода стружки (облегчения конструкции), сверление отверстий. Обработка ведется на агрегатном автомате (модель МС 800 Н).
Для фрезерования пазов под ложементы выбираем концевую фрезу с коническим хвостовиком Æ20 мм (по ГОСТ 17025–71).
Размеры:
d = 20 мм; L = 104 мм; l = 38 мм; z = 6.
При сверлении отверстий для поднятия фрезы применяется сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком Æ30 мм (по ГОСТ 2092–77).
Размеры:
L = 395 мм; l = 275 мм.
При сверлении отверстий для крепления зубьев фрезы используется сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком Æ8 мм (по ГОСТ 10902–77).
Размеры:
L = 117 мм; l = 75 мм.
При фрезеровании пазов для выхода стружки и облегчения конструкции фрезы используется концевая фреза с цилиндрическим хвостовиком Æ10 мм (по ГОСТ 17025–71).
Размеры:
d = 10 мм; L = 72 мм; l = 22 мм; z= 4.
При сверлении ступенчатых отверстий для сбора фреза с другими фрезами используется комбинированный инструмент сверло-зенкер Æ14 – Æ20.
При фрезеровании шпоночных пазов применяется шпоночная фреза, оснащенная твердосплавными пластинами (по ГОСТ 6396–78).
Размеры:
d = 10 мм; L = 62 мм; l = 12 мм.
Операция 0075, операция 0080 и операция 0095.
На данной операции осуществляется шлифование внутреннего диаметра и торцов. Шлифование происходит на плоскошлифовальном станке с круглым столом и вертикальном шпинделе.
При шлифовании используется шлифовальный круг ПП400*25*127 24А25СМ17К5 (по ГОСТ 2424–83).
3.8Термическая обработка
В процессе эксплуатации данная фреза подвергается воздействию статических, динамических, в том числе, знакопеременных нагрузок. В связи с этим эксплуатационная надежность инструмента находится в прямой зависимости от их прочности, износостойкости, термо- и коррозионной стойкости. Выберем наиболее подходящий метод улучшения поверхностного слоя.
Цементация. Наибольшее распространение получили газовая цементация и цементация в твердом карбюризаторе. Процесс проходит при нагреве в соответствующей среде – карбюризаторе. Окончательные свойства изделия их конструкционных сталей приобретают после закалки непосредственно с температуры цементации или после подстуживания до 800 – 850°С и повторного нагрева выше температур Ас3 сердцевины. После закалки следует отпуск при 160 – 180°С.
Цементация применяется для низкоуглеродистых сталей, реже для высокоуглеродистых и высокохромистых коррозионных сталей.
Назначение цементации и последующей термической обработки – придание поверхностному слою высокой твердости (HRC 58–62) и износостойкости, повышение пределов контактной выносливости при изгибе и кручении. Как правило, цементацию применяют для повышения работоспособности деталей, испытывающих в процессе эксплуатации статические, динамические, переменные нагрузки и подверженные изнашиванию.
Нитроцементация. Основное назначение нитроцементации – повышение твердости, контактной выносливости, износостойкости и предела выносливости. При оптимальных условиях насыщения структура нитроцементованного слоя состоит из мартенсита, небольшого количества равномерно распределенных карбонитридов и 25–30% остаточного аустенита, обеспечивающего хорошую прирабатываемость.
Содержание углерода на поверхности 0,7–0,9% и азота до 0,3–0,4%. При более высоком содержании азота в структуре слоя образуется темная составляющая, представляющая собой поры, образовавшиеся в результате выделения молекулярного азота. Эффективная толщина нитроцементованного слоя не должна превышать 1 мм, так как при большей толщине в структуре также возникает темная составляющая, резко снижающая предел выносливости стали на 30–40%, а контактную выносливость в 5–6 раз. Для нитроцементации применяют то же оборудование, что и для газовой цементации. По сравнению с газовой цементацией нитроцементация, проводящаяся при более низкой температуре, обеспечивает меньшее коробление изделий и повышает сопротивление износу и предел выносливости.
Цианирование. Цианирование проводят, как правило, при 800–950°С в расплаве, содержащем цианистые соли. Цианирование используют для повышения твердости поверхности, износостойкости, предела выносливости и контактной выносливости. Структура диффузионного слоя после цианирования аналогична получаемой после нитроцементации. С повышением температуры содержание азота в слое уменьшается, а содержание углерода возрастает, поэтому по своим свойствам слой приближается к цементованному.
Достоинства цианирования: небольшая продолжительность процесса; малые деформации и коробление (важно для деталей сложной формы).
Недостатки цианирования: трудно поддерживать постоянный состав ванны; большие потери теплоты (излучение с поверхности ванны); токсичность и высокая стоимость применяемых солей.
Работа с ядовитыми солями, их транспортировка, хранение, загрузка ванны, нейтрализация солей и т.д. Требуют особых мер предосторожности, что стало основной причиной ограниченного применения этого процесса в промышленности.
Азотирование. При азотировании происходит диффузионное насыщение поверхностного слоя стали азотом (или азотом и углеродом) при нагреве в соответствующей среде.
Азотирование – процесс многоцелевого назначения, используется для упрочнения конструкционных, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей, сплавов тугоплавких металлов, спеченных металлокерамических материалов, разнообразных гальванических и диффузионных покрытий.
В результате азотирования сталей возрастают: 1) твердость поверхности; 2) стойкость к возникновению задиров; 3) предел выносливости; 4) кавитационная стойкость; 5) сопротивляемость коррозии в атмосфере, пресной воде и в водяном паре.
Низкотемпературное <600°С газовое азотирование проводится в частично диссоциированном аммиаке, в смеси аммиака и азота, аммиака и предварительно диссоциированного аммиака. Для активизации процесса в аммиачно-водородную смесь вводят кислород или воздух. Широко применяются атмосферы на основе частично диссоциированного аммиака и углеродсодержащих компонентов: природного и городского газа, эндогаза, эндо-экзогаза, смеси азота (80%), метана (или пропана) и СО2, продуктов пиролиза синтина, керосина и т.д.
Для азотирования применяются и расплавы цианид-цианатных солей (жидкое азотирование).
В последние годы широко применяют ионное азотирование в тлеющем заряде. В этом случае азотирование проводят в разреженной атмосфере аммиака или хорошо очищенного азота. Обрабатываемые детали подключают к катоду. Анодом является контейнер установки. При обработке деталей сложной конфигурации применяют профилированные аноды. Между деталью (катодом) и анодом возбуждается тлеющий разряд, и положительные ионы газа, бомбардируя поверхность катода, нагревают ее. Процесс ионного азотирования проходит в две стадии: 1 – очистка поверхности катодным распылением; 2 – насыщение.
Ионное азотирование (по сравнению с печным) имеет следующие преимущества:
1. ускоряются диффузионные процессы (в 1,5–5 раза);
2. можно получить диффузионный слой регулированного состава и строения;
3. деформация изделия незначительна, высокий класс чистоты поверхности;
4. азотировать коррозионно-стойкие, жаропрочные и мартенситно-стареющие стали можно без дополнительной обработки;
5. сокращается общее время процесса (благодаря уменьшению времени нагрева и охлаждения садки);
6. большая экономичность, выше коэффициент использования электроэнергии, меньше расход насыщающих газов;
7. нетоксично и отвечает требованиям по защите окружающей среды.
Хорошие результаты получены при азотировании в вакууме, позволяющем регулировать фазовый состав и толщину диффузионного слоя и интенсифицировать процесс.