Совершенствование технологической операции с помощью методов технического творчества

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

"Совершенствование технологической операции с помощью методов технического творчества"

Описание операции и её критический анализ. Описание операции

Операция 060 ТП шлицефрезерная, нарезание шлицов на поверхности 1, червячной фрезой. Предварительно поверх была обработана: черновое точение, закалка, чистовое точение.

технический творчество шлифовальный операция

Рис.

Заготовка детали - штамповка из конструкционной стали 45, с твердостью после термообработки 40…45HRC. Заготовка была обработана: фрезерование торцов и центрование, черновую и чистовую токарная обработка с двух сторон, термообработку. Перед данной операцией она имеет точность 8 квалитета и шероховатость Ra=3.2мкм. Обрабатываемая поверхность является исполнительной поверхностью.

Режущий инструмент - червячная фреза однозаходная из быстрорежущей стали Р6М5 в соответствии с ГОСТ 8027 - 86 , с твердостью рабочей части 63…66 HRC, при этом твердость рабочей части фрезы, изготовлена из быстрорежущей стали с содержанием ванадия 3% и более и кобальта 5% и более, твердостью 64…67HRC.Профиль зубьев шлифованный. Шпоночный паз изготовлен по ГОСТ 9472-90. Стойкость между переточками 500 деталей.

Заготовка крепится в центрах.

Оборудование - шлицефрезерный станок 5350Б. Наибольший диаметр фрезерования 150мм, расстояние между осями фрезы и изделия 40 - 140мм, расстояние между центрами 1500мм, наибольшая длинна фрезерования 1425мм, число нарезаемых зубьев 4 - 38, наибольший модуль фрезерования 6мм, наибольший диаметр фрезы 140мм, пределы оборотов фрезы в минуту 80 - 250 об/мин, мощность главного электродвигателя 5.2 квт.

Скорость резания:

Осевая подача 2мм/об;

Скорость резания 40м/мин;

Глубина фрезерования 2.75мм;

Основное технологическое время 1.3 мин;

Выявление недостатков операции

С целью выявления недостатков операции проводим индивидуальный обратный мозговой штурм (ОМШ). На первой стадии ОМШ выявлены следующие недостатки операции:

1. Прекращение подачи фрезерного суппорта

2. Срезание зубьев заметное, заметное после небольшого фрезерования.

3. Движение фрезерного суппорта рывками.

4. Неправильный угол наклона зубьев косозубого колеса.

5. Дрожание фрезы, дробленная поверхность, следы вибрации на нарезаемых зубьях.

6. Заметная огранка профиля нарезаемого зуба, заметная неравномерность в срезании стружки за один оборот фрезы.

7. Большее значение параметра шероховатости поверхности зубьев фрезеруемого колеса(шлица).

8. Низкая производительность.

9. При уменьшении твердости резко понижается нагрузочная способность вала.

10. Длительное время установки заготовки, что ведёт к увеличению штучного времени на операцию.

11. Большие нагрузки на зубья инструмента.

12. Отсутствие в станке ЧПУ.

13. Низкая прочность РИ.

14. Неоптимальная конструкция РИ.

15. Высокая температура резания.

16. Сравнительно небольшая стойкость инструмента.

Основное технологическое время (мин-1)

где b - длинна шлицев, мм; b = 38мм;

l1 - время фрезы, l1 = 8,29мм;

l2 - перебег фрезы, l2 = 4мм;

z - число шлицев; z = 6;

n - частота вращения фрезы, принимаем n = 170;

S0 - осевая подача фрезы, S0 = 1,5мм/об;

K - число заходов червячной фрезы К = 1;

Врезание определяется по формуле:

Где h - глубина фрезерования, h = 2мм;

da0 - внешний диаметр червячной фрезы, da0 = 70мм;

Не идеальность формы червячной фрезы

Как правило червячные фрезы изготавливают цилиндрической формы которая не позволяет фрезе работать более производительней. Также быстро режущая сталь ( фреза изготовлена из стали Р6М5 ) не рассчитана на длительную стойкость инструмента в следствии чего фрезу необходимо перезатачивать после обработки не более 500 деталей. После определенного количества переточек червячная фреза теряет свои изначальные технические характеристики, то есть класс точности. Поэтому после потери своих изначальных свойств использовать фрезу не возможно, возникает необходимость в приобретении новой фрезы, а это дополнительные материальные затраты. Еще одной немаловажной причиной приводящей к быстрому износу режущих кромок фрезы может не оптимальная заточка передних и задних углов червячной фрезы.

Формулировка цели усовершенствования

Целью усовершенствования шлицефрезерной операции является повышение производительности и снижение себестоимости обработки путём совмещения технологических переходов, оптимизации схемы фрезерования, усовершенствование формы фрезы, подобрать материал с большей стойкостью.

ФП: а) рабочая поверхность ШК должна находится в контакте с заготовкой кратковременно и в течение продолжительного времени;

б) рабочая поверхность ШК должна и не должна находится в контакте с заготовкой; рабочая поверхность должна и не должна быть.

Для разрешения противоречия применим прием РПВ4 «Прерывистость»: заменим непрерывный контакт ШК с заготовкой прерывистым.

Теоретические основы прерывистого шлифования можно свести к следующему [17]: температура при шлифование устанавливается не мгновенно. Она быстро возрастает от какой-то нулевой начальной температуры до какого-то установившегося значения Ту (рис. 4.1, кривая 1).

Выявление недостатков операции

Целью выявления недостатков операции проводим индивидуальный обратный мозговой штурм (ОМШ) [1,4]. На первой стадии ОМШ выявлены следующие недостатки операции:

1)При уменьшении твердости резко понижается нагрузочная способность вала.

2)Низкая стойкость круга вследствие засаливания, что требует его частой правки.

3)Большие силы резания, вследствие чего происходит отжим заготовки от шлифовального круга, потеря точности, увеличение времени обработки из-за необходимости выхаживания.

4)Высокая температура шлифования, что ведёт к возникновению прижогов на обрабатываемой поверхности при попытке ужесточить режим шлифования.

5)Низкая размерная стойкость круга вследствие его интенсивного изнашивания, что ведёт к потере точности и требует частой подналадки.

6)Недостаточная концентрация переходов, что ведёт к потере как основного, так и вспомогательного времени.

7)Вибрации при работе, что ведёт к волнистости и дроблению обработанной поверхности.

8)Неоптимальная характеристика круга, что не позволяет работать на оптимальных режимах.

9)Большие расходы на правку рабочей поверхности круга вследствие его низкой стойкости и высокой стоимости правки.

10)Необходимость прерывания процесса шлифования для контроля обработки.

11)Наличие ручного труда при обработке торца.

12)Низкая прочность шлифовального круга, что не позволяет повысить скорость шлифования из-за опасности его разрыва.

13)Длительное время установки заготовки в поводковом устройстве, что ведёт к увеличению штучного времени на операцию.

14)Неудовлетворительные условия для размещения стружки, что ведёт к росту сил резания и засаливанию круга.

15)Низкая эффективность охлаждения вследствие того, что СОЖ не попадает в зону обработки.

16)Установившийся температурный режим, что является одной из причин высокой температуры в контакте круга с заготовкой.

В механизмах и машинах валы служат для передачи движения вращения. Обычно валы устанавливаются в корпусные детали на подшипниках качения и несут на себе детали передаточных устройств (шестерни, шкивы, муфты и т.п.).

Исполнительными поверхностями валов являются шпоночные пазы и шлицевые поверхности, сопрягающиеся с деталями передаточных механизмов, либо винтовые, зубчатые поверхности на самом валу. Через эти поверхности валы и передают крутящий момент.

Основной конструкторской базой детали типа «вал» является геометрическая ось подшипниковых шеек вала и торцовая поверхность одной из них, которой вал держится в корпусе в осевом направлении.

Вспомогательными базами, определяющими положение присоединяемых к валу деталей, являются поверхности ступеней и их торцы, на которые садятся детали передаточных механизмов.

Основной технологической базой деталей типа «валы» является ось центровых отверстий в крайних торцах вала, которые обрабатываются при базировании заготовки вала по будущим подшипниковым шейкам. Принцип постоянства базирования соблюдается обработкой валов почти на всех операциях в центрах. Лишь в некоторых случаях (фрезерование шпоночных пазов) вал базируется по самой поверхности подшипниковых ше ек.

Типовой маршрут изготовления деталей типа «вал» состоит из следующих технологических операций (серийное производство):

1. фрезерование торцов и зацентровка вала на двухсторонних фрезерно-центровальных полуавтоматах с базированием по черным шейкам и торцу вала (или одной из ступеней).

2. черновая токарная обработка на токарных гидрокопировальных или многорезцовых полуавтоматах с базированием по центровым отверстиям обычно в две операции - с одной и с другой стороны.

3. термическая обработка - улучшение, нормализация.

4. чистовая токарная обработка на токарных полуавтоматах или станках с ЧПУ с базированием на центровые отверстия в две операции - с одной и с другой стороны.

5. предварительное шлифование точных шеек вала на кругло шлифовальных станках (возможно с ЧПУ), база - центровые отверстия.

6. фрезерование шпоночных пазов на вертикально фрезерных или специальных станках с базированием по шейкам вала, на которых нарезаются шпоночные пазы.

7. фрезерование шлицев на шлицефрезерном станке с базированием на центровые отверстия (реже шейку вала и центровые отверстия - для длинных валов).

8. фрезерование зубьев на зубофрезерном станке с базированием по схеме операции 7.

9. шевингование зубьев на шевинговальных станках, бзирование как на предыдущих операциях.

10. нарезание крепежных резьб на резьбофрезерных станках гребенчатой фрезой, установка по центровым отверстиям.

11. термическая обработка - цементация (малоуглеродистых сталей), закалка (обьемная или токами высокой частоты) и отпуск.

12. окончательное точных (подшипниковых) шеек вала на круглошлифовальном станке (возможно с ЧПУ).

13. шлифование шлицев на шлицешлифовальных станках.

14. шлифование зубьев на зубошлифовальных станках.

15. калибровка резьб и зачастка заусенцев.

16. доводка особо точных поверхностей (6 квалитет).

17. промывка, пассивация, сушка.

18. приемочный контроль ОПС.

Наличие или отсутствие каких-либо конструктивных элементов (например крепежных резьбовых отверстий в торце вала) приведет включению (или исключению) в маршрут дополнительных операций.

Размещено на Allbest.ru