Технологический процесс изготовления шпинделя токарного станка (стр. 10 из 22)
где, Туст – время на установку и снятие заготовки;
Тз.о – время на закрепление и открепление заготовки;
Тупр – время на приемы управления;
Тизм – время на измерение детали;
Тоб – время на обслуживание (учитывается на шлифовальных
операциях):
Тоб=Ттех +Торг , мин (6.20.)
где, Ттех – время на техническое обслуживание;
Торг – время на организационное обслуживание рабочего места;
Тот – время на отдых, выбирается в процентах от оперативного
времени Топ :
Топ=То +Тв, мин (6.21)
Расчет технических норм времени по операциям сводим в табл. 6.4.
Таблица 6.4.
| № операции | Название | То | Тв | Топ | Тоб | Тот | Тшт | Тп.з | n | Тш-к | |||
| Туст +Тзо | Тупр | Тизм | Ттех | Торг | |||||||||
| 010 | Фрезерно-центровальная | 0,74 | 1,0 | 0,32 | 0,3 | 2,36 | - | - | 0,12 | 2,48 | 18 | 250 | 2,55 |
| 020 | Токарная | 13,9 | 1,0 | 0,35 | 0,5 | 15,75 | - | - | 1,58 | 17,33 | 20 | 17,41 | |
| 030 | Сверлильная | 5,4 | 1,4 | 0,9 | 0,5 | 8,2 | - | - | 0,3 | 8,5 | 14 | 8,56 | |
| 040 | Токарная | 4,94 | 2,8 | 0,4 | 0,7 | 8,84 | - | - | 0,88 | 9,72 | 23 | 9,81 | |
| 050 | Фрезерная | 3,7 | 1,1 | 0,35 | 0,5 | 5,35 | - | - | 0,64 | 6,05 | 25 | 6,15 | |
| 070 | Токарная | 1,09 | 1,3 | 0,3 | 0,4 | 3,09 | - | - | 0,31 | 3,4 | 16 | 3,46 | |
| 080 | Многоцелевая | 4,94 | 1,1 | 0,8 | 0,4 | 7,24 | - | - | 1,1 | 8,34 | 20 | 8,42 | |
| 100 | Шлифовальная | 0,8 | 0,37 | 0,09 | 0,93 | 2,19 | 1,3 | 0,04 | 0,11 | 3,64 | 14 | 3,7 | |
| 110 | Шлифовальная | 3,48 | 0,42 | 0,2 | 0,55 | 4,65 | 2 | 0,08 | 0,2 | 6,94 | 8 | 6,97 | |
| 120 | Торцекругло-шлифовальная | 0,38 | 0,4 | 0,17 | 0,3 | 1,25 | 3,1 | 0,02 | 0,06 | 4,43 | 17 | 4,5 | |
| 130 | Внутришли-фовальная | 0,66 | 0,45 | 0,15 | 0,5 | 1,76 | 1,2 | 0,03 | 0,09 | 3,08 | 17 | 3,15 | |
| 150 | Шлифовальная | 1,07 | 0,37 | 0,09 | 1,1 | 2,63 | 1,3 | 0,04 | 0,13 | 4,1 | 14 | 4,16 | |
| 160 | Шлифовальная | 2,22 | 0,41 | 0,2 | 0,5 | 3,34 | 2 | 0,06 | 0,17 | 5,57 | 14 | 5,63 | |
| 170 | Суперфинишная | 2,0 | 0,42 | 0,12 | 0,5 | 3,04 | - | - | 0,3 | 3,34 | 10 | 3,44 | |
| 180 | Торцекругло-шлифовальная | 0,22 | 0,4 | 0,17 | 0,35 | 1,14 | 3,5 | 0,02 | 0,06 | 4,72 | 17 | 4,79 | |
| 190 | Внутришли-фовальная | 0,7 | 0,45 | 0,15 | 0,6 | 1,9 | 1,2 | 0,03 | 0,1 | 2,15 | 17 | 2,19 | |
Сводная таблица технических норм времени по операциям
6.3 Оформление технологической документации
Заключительным этапом разработки технологического процесса является оформление документации, заполнение маршрутных и операционных карт, карт эскизов по [19].
Маршрутная карта является основным и обязательным документом для любого технологического процесса и заполняется по ГОСТ 3.1118 - 82, на бланке формы 1.
Операционная карта заполняется по ГОСТ 3. 1418 - 82, форма 3. В ней указывается содержание переходов, режимы резания, применяемые приспособления и инструмент.
Карта эскизов заполняется на каждую отдельную операцию и прикладывается к соответствующей операционной карте.
7. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ НА БАЗЕ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
7.1 Анализ ситуации
Типовые операции шлифования детали “Шпиндель” содержат ряд недостатков, т.к. не учитывает некоторых особенностей обработки данной конкретной детали, а также последние достижения науки и практики машиностроения. С целью повышения эффективности шлифовальных операций ТП обработки “Шпинделя” проведем обзор различных способов достижения этого с решением следующих задач:
- усовершенствование метода обработки;
- усовершенствование режущего инструмента.
На базе решения этих задач спроектируем усовершенствованную шлифовальную операцию.
7.2 Совершенствование метода обработки
Одним из недостатков шлифовальной операции является низкая стойкость круга против засаливания, большой расход абразива на правку и высокая стоимость правящего инструмента, что в целом является причиной увеличения себестоимости операции шлифования.
Износ абразивных кругов приводит к снижению качества шлифованной поверхности и точности обработки, в виду чего необходима периодическая правка. При обычном абразивном шлифовании затраты времени и расход абразива, связанные с правкой круга, доходят до 60 - 70 % всех затрат на операцию обработки, а в некоторых случаях до 90 - 95 %.
Таким образом повышение стойкости абразивного круга – эффективный фактор повышения производительности труда и снижения себестоимости операции шлифования.
Для устранения этого недостатка воспользуемся каким – либо физическим эффектом или явлением, которое предотвратило бы процесс засаливания круга.
Нам представляется интересным явление наложения переменного магнитного поля на процесс шлифования.
Проведенные испытания [27] показали, что при наложении переменного магнитного поля имеет место повышение стойкости абразивных кругов в 2-3 раза, что объясняется разупрочнением шлифуемого материала в переменном магнитном поле. Разупрочнение сталей при динамическом воздействии на них переменным магнитным полем обусловлено подвижностью дислокаций. При указанном способе шлифования имеет место комбинированное механическое, магнитное, электропластическое, тепловое и вибрационное воздействие на обрабатываемый материал.
Сущность электроластического воздействия [28] состоит в повышении подвижности дислокаций под действием электронов проводимости и обусловлено индуцируемыми в заготовке вихревыми токами, плотность которых [29]
, (7.1)где, а=5300
- глубина скин - слоя;r - удельная проницаемость;
m - магнитная проницаемость;
f - частота;
b - ширина образца;
H - напряженность магнитного поля.
При работе в переменных магнитных полях насыщения (H = 360 кА/м) плотность тока на поверхности образца достигнет оптимальной, с точки зрения теории электропластического эффекта [30], величины 104 – 105 кА/м, что может служить объяснением повышения эффективности шлифования в переменном магнитном поле с повышением его напряженности.
Согласно теории дислокаций физики твердость тела механизмом деформации служит то или иное перемещение разного рода дислокаций, обладающих электрическим зарядом и взаимодействующих между собой, а также с включениями и примесными атомами, которые тоже могут иметь определенный заряд. Форменные стадии эволюции дислокационного ансамбля в процессе пластической деформации и разрушение непосредственно связаны с зарождением новых дислокаций, их движением, взаимодействием на препятствиях – стопорах. В области низких скоростей движения дислокаций напряжение пластического течения определяется взаимодействием их с препятствиями (включения, примесные атомы и др.), а в области более высоких скоростей – взаимодействием движущихся дислокаций с кристаллической решеткой.
Исследования показали, что наложение перемещенного магнитного поля при шлифовании приводит к снижению шероховатости на 30-90%. Указанное снижение шероховатости поверхности при шлифовании в переменном магнитном поле может быть объяснено разупрочнением шлифуемого материала, в результате чего пластическая деформация и стружкообразование могут происходить при меньших действующих нагрузках, а также сложным движением резания зерен абразивного круга в следствии сложения продольного движения подачи с колебательным движением.
Еще одним из недостатков процесса шлифования является высокая температура в зоне шлифования. Тепловые явления при шлифовании ухудшают физико-химическое состояние поверхностного слоя, что понижает работоспособность деталей. Охлаждение детали в целом не понижает существенно температуру в зоне контакта с абразивным кругом, поэтому структурные превращения все же происходят.
Концентрация тела в зоне обработки зависит от интенсивности теплообразования и от интенсивности теплоотвода.
Для уменьшения интенсивности теплообразования необходимо уменьшить скорость резания и силы резания, а это не приемлемо, так как связано с потерей производительности и увеличение шероховатости обработанной поверхности.
Интенсивность теплоотвода определяется способностью СОЖ отводить тепло из зоны резания. Теплоотводящая способность СОЖ будет зависеть от теплопроводности и теплоемкости СОЖ, скорости и давления подач СОЖ в зону контакта, расхода и температуры СОЖ.
Итак, для решения этой проблемы предлагаем использовать смазочно-охлаждающее технологическое средство (СОТС). В качестве СОТС - водяной пар [31]. В этом процессе повышенная температура не есть «абсолютное зло» и может являться от части положительным фактором, способствуя более быстрой диффузии и более быстрому установлению адсорбционного равновесия в граничном смазочном слое.