Технологический процесс изготовления детали "Шток"
творческая работа учащихся на тему

1. ВВЕДЕНИЕ

Токарь – универсал - одна из распространенных профессий в металлообрабатывающей промышленности. Предприятия и объединения металлообратывающей промышленности входят в различные отрасли хозяйства- от металлоремонтной, лесной, деревообратывающей ,медицинской до отраслей машиностроения.

Современные   рабочие должны уметь переналаживать оборудование, на котором производится обработка изделий, выбирать рациональные режимы резания, контролировать качество обработки с помощью контрольно-измерительных инструментов, диагностировать оборудование и устранять возникшие неполадки.

Для решения этих задач нужны: повышение качества изготовления изделий, снижение себестоимости продукции, повышение производительности труда, а также теоретические и практические навыки работы.

Оборудование с программным управлением обеспечивает автоматический процесс обработки, многостаночное обслуживание, повышение качество продукции.

Токарь должен обладать глубокими знаниями, чтобы решать задачи: составление программ обработки деталей, введение их в блок управления станка, выбор инструмента, позволяющего повысить скорость резания

(оснащённый твёрдым сплавом инструмент, эльбором , алмазом).

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1  Назначение

        Шток – деталь, несущая вращающиеся части машины. Формы штока может быть одинаковой. Разница между ними состоит в том, что шток при выполнении своего назначения передает крутящиеся моменты, а ось на кручение не работает.  Передавая  крутящие  моменты, шток всегда вращается. Шток может вращаться вместе сидящими на ней деталями, но может быть и неподвижным, поддерживая вращающиеся на ней детали. При работе шток подвергается действительно изгибающим и крутящимся моментам, может подвергаться действию таких же силовых факторов, за исключением крутящихся моментов.

2.2 Материал детали

Сталь 45 - углеродистая, конструкционная, качественная сталь, с содержанием углерода- 0,45%,. Физические и механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-71 твердость по Бринелю НВ 217,временное сопротивление 78кгс\мм .

2.3. Технологический процесс изготовления детали

1. Установ А.

1 переход

Закрепить  заготовку  d= 43 и подрезать торец.

2 переход

Точить поверхность  с d 43 на d 42 мм,  L = 74 мм

3 переход

Точить с d 42 до d 32, L= 51

4 переход

Точить с d 32 до d 24,5, L=42

5 переход

Точить канавку d 24,5 до d 22, L=2

6 переход

Точить фаску на d 24,5 размер 3x450

7 переход

Точить фаску на d 32 размер 3x450

8 переход

Отрезать деталь L=74

2. Установ Б

1 переход

Подрезать торец

 2 переход

Точить с d 42 до d 24,5, L=20

3 переход

Точить канавку на d 24,5 до d 22, L=2

4 переход

Точить фаску на d 24,5,  размер 1x450

2.4. Расчет режимов резания

Установ А, Переход 2

1.

2. S = 0,3 мм/об

3. V = 32 м/мин

4. n=

5. nф = 250 об/мин

6. Vp- скорость главного движения резания в м / мин;

/м

K = 1746

f = t*S = 0,5*0,3 = 0,15

8. Nэ = Вт

9. Nэф =

10. Мрез.=

11.

L=

Установ А, Переход 3

1.

2. S = 0,3 мм/об

3. V = 32 м/мин

4. n=

5. nф = 250 об/мин

6. Vp- скорость главного движения резания в м / мин;

/м

K = 1746

f = t*S = 5*0,3 = 1,5

8. Nэ = Вт

9. Nэф =

10. Мрез.=

11.

L=

Установ А, Переход 4

1.

2. S = 0,3 мм/об

3. V = 32 м/мин

4. n=

5. nф = 250 об/мин

6. Vp- скорость главного движения резания в м / мин;

/м

K = 1746

f = t*S = 7,5*0,3 = 2,25

8. Nэ = Вт

9. Nэф =

10. Мрез.=

11.

L=

2.5 Прогрессивные инструменты и приспособления

Режущий инструмент является тем средством, без которого невозможно реализовать заложенные в станках технологические возможности и достичь высоких технологических пользователей обработки деталей. Именно поэтому в настоящее время большое внимание уделяется совершенствованию режущего инструмента. Созданы новее высокоэффективные инструментальные материалы (быстрорежущие стали повышенной износо- и теплостойкости, безвольфрамовые твердые сплавы, оксидно-карбидная и оксидно-нитридная минералокерамика, сверхтвердые материалы на основе кубического нитрида бора и др.), расширена номенклатура и выпуск многогранных неперетачиваемых пластин, в том числе с износостойким покрытием, разработаны более совершенные конструкции инструментов с механическим креплением неперетачиваемых пластин и т.д. Также применяют 3-х, 4-х кулачковые патроны; центры: жёсткий, обратный, срезанный, со сферической рабочей частью, с рифленой поверхностью, с рабочей поверхностью, оснащённой твёрдым сплавом. Копировальная линейка, люнет.

В распоряжении станочника сегодня большой выбор режущего инструмента, обладающего различными технологическими возможностями и режущими свойствами. Наряду с инструментом общего назначения стандартизованы и выпускаются инструменты для обработки деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов и из легких сплавов.

Резцы относятся к наиболее распространенной группе режущих инструментов. Они применяются для обточки, расточки, подрезки, отрезки, нарезания резьбы, строгания, долбления, а также как составные элементы расточных оправок и различных комбинированных инструментов.

Отрезные и канавочные резцы с механическим крепление твердосплавных пластин

Механическое крепление твердосплавных пластин позволяет исключить один из главных недостатков отрезных резцов с напайными пластинами - низкую надежность в работе, обусловленную возникновением микротрещин при пайке и заточке, утонением стальной рабочей части при заточке вспомогательных углов, что приводит к снижению жесткости резца. Даже при незначительном повреждении пластины в процессе отрезки резец, как правило, выходит из строя и непригоден для дальнейшего использования.

Нашли применение резцы с механическим креплением перетачиваемых твердосплавных пластин.

Резцы с механическим крепление многогранных неперетачиваемых пластин

Производство и использование резцов с механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин (МНП) с каждым годом увеличивается, поэтому вопрос рационального использования этих инструментов имеет весьма важное значение.

Основными направлениями совершенствования инструментов с МНП являются расширение номенклатуры МНП, имеющих различную форму стружколомающих канавок на передней поверхности, и повышению жесткости и надежности крепления МНП в держателях. С 1982 г. введены в действие новые стандарты на МНП (ГОСТ 19042 - 80- ГОСТ - 80 и др.), охватывающие 34 типа пластин, в том числе пластины со сложными многоступенчатыми формами передней поверхности, с задними углами 11 и 20 гр. и др.

С 1975 года действует новый стандарт на резцы с механическим креплением МНП без отверстия с использованием накладных стружколомов. Большая номенклатура резцов с МНП выпускается по чертежам ВНИИ инструмент и заводов - изготовителей.

Для производства резцов в основном применяются трехгранные правильной формы, трехгранные с ломаной гранью, четырехгранные и ромбические пластины. Особенностью использования резцов с МНП на станках с ЧПУ являются изменяющиеся условия резания. Один и тот же резец может работать в пределах одной детали или группы деталей с различной глубиной, подачей и скоростью резания. Пластины описанной выше конструкции в таких условиях не могут обеспечить стабильное стружколомание. Поэтому стандартом на трехгранные пластины правильной формы и квадратные пластины предусмотрено, несколько вариантов форм передней поверхности. В настоящее время в нашей стране и за рубежом ведутся поиски новых форм передней поверхности пластин, еще более универсальных с точки зрения ломания стружки при обработке различных материалов.

Ленинградским филиалом специального проектно-технологического бюро «Оргпримтвердосплав» разработаны новые формы передних поверхностей МНП, имеющих сферические (каплевидные) выступы.

Сферические выступы обеспечивают, во-первых, дробление тонких стружек при чистовой обработке и, во-вторых, завивание более толстых стружек, проходящих над выступами.

Достоинством таких пластин является также наличие зазора между стружкой вблизи ее корня и передней поверхностью в процессе обработки. В этот зазор попадает воздух или СОЖ, дополнительно охлаждая пластину в зоне резания.

Следует особо остановиться еще на одном преимуществе пластин со сферическими выступами. Известно, что после некоторой «приработки» пластины улучшается процесс завивания стружки, а резание происходит более плавно. Это значит, что в зоне контакта стружки с передней поверхностью образовалась лунка. Стойкость пластин в 1,35 раза выше стандартных.

Резцы с механическим креплением минералокерамических пластин

Применение металлокерамики для токарной обработки металлов с каждым годом расширяется. Накопленный в этой области опыт показывает, что замена твердосплавных резцов на резцы, оснащенные минералокерамикой, повышает в 1,3 - 2,5 и более раз производительность труда на многих операциях при одновременном увеличении стойкости в 1,5-3 раза.

Особенно эффективно использование таких резцов при обработке отбеленных, высокопрочных и высоколегированных чугунов и закаленной стали, где стойкость и производительность резцов весьма низки.

В связи с такими свойствами минералокерамики, как высокая хрупкость и низкая сопротивляемость ударным нагрузкам, к конструкции резцов к условиям их эксплуатации предъявляются особые требования.

Державки для минералокерамических пластин должны изготавливаться из высококачественной легированной стали и термообрабатываться. Опорная поверхность гнезд под пластины должна обеспечивать беззазорное прилегание пластин, а боковые базовые поверхности - исключать возможность малейшего смещения пластины в процессе обработки. Базовые поверхности рекомендуется изготавливать шлифованными даже в случае применения сменных твердосплавных или стальных подкладок. Для закрепления режущих пластин применяются такие же механизмы, как и для закрепления твердосплавных пластин.

Централизованно выпускаются проходные и расточные резцы с механическим креплением трех- и четырехгранных МНП из минералокерамики В0К60, ВЗ, ВО 13 и ВШ75, а также из кортинита.

В связи с высокими скоростями резания при эксплуатации резцов, оснащенных режущей керамикой, весьма важное значение приобретает надежное стружколомание и отвод стружки. Достигается это применение накладных стружколомов, которые должны быть регулируемыми. Регулируется как расстояние от режущей кромки до стружколома, так и угол расположения стружколома по отношению к режущей кромке.

Резцы, оснащенные композитом

Выпускаемые инструментальными заводами страны, резцы, оснащенные композитом, можно разделить на три разновидности: 1) резцы и вставки с неразъемными соединением режущих поликристаллов; 2) сборные резцы с механическим креплением вставок с неразъемным соединением поликристаллов; 3) резцы с механическим креплением круглых и многогранных пластин из композита.

Резцы и вставки с неразъемным соединением поликристаллов. В этих резцах поликристаллы из композита крепятся одним из трех методов: горячей завальцовкой, вакуумной пайкой или методом порошковой металлургии. Выпускаются расточные резцы с цилиндрическим хвостовиком для координатно-расточных станков, державочные резцы и вставки к токарным сборным резцам.

Особенностью обработки резцами из композита является отсутствие каких-либо структурных изменений в поверхностном слое. Более того, после точения в поверхностном слое глубиной до 70 мкм создаются сжимающие напряжения, что повышает эксплуатационные свойства деталей из закаленных сталей.

Применение СОЖ при точении и растачивании не является обязательным, но оно положительно влияет на качество обработанной поверхности и повышает размерную точность. В качестве СОЖ можно использовать как водные растворы эмульсола, как и масляные жидкости.

Наибольший эффект резцы из композита обеспечивают при обработке деталей на токарных станках повышенной, высокой и особо высокой точности, обладающих высокой жесткостью и имеющих максимальную частоту вращения шпинделя 2000 - 3000 об/мин и более.

На токарных станках нормального класса точности можно также выполнять обработку резцами из композита, при условии, что жесткость технологической системы составляет не менее 2000кг/мм.

Заточку резцов рекомендуется производить алмазными кругами на органической связке АСО 80/63 - 125/100 Б1 100% с охлаждением, а доводку - кругами АСМ 28/20 - 14/10 Б1 100% и (передней поверхности) и АСМ 3/2 Б1 100% (задних поверхностей) без охлаждения.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА

На участке станочных работ рабочее место должно быть оснащено всем необходимым в соответствии с требованиями производительного процесса и условиями выполнения работы с соблюдением правил производственной санитарии и техники безопасности.

Расположение оборудования на рабочем месте, инвентаря, производственной мебели, тары, стеллажей для заготовок и готовой продукции планируется с таким расчетом, чтобы не создавалось стесненных условий для работы, лишних затрат времени на хождение и поиски.

При рациональной организации рабочих мест целесообразно придерживаться следующих общих положений:

1. Освещение рабочего места должно быть достаточно и правильным. Требуемая освещенность определяется характером выполняемой работы и действующими санитарными нормами. При местном освещении свет не должен слепить глаза, тень не должна падать на обрабатываемую деталь;

2. На рабочем месте должна находиться инструкционно – эксплуатационная карта для выборов режимов резания по типу, разработанному ЦПКТБ «Системпроект», Минлегпищемаша;

3. Инструменты и приспособления располагаются на рабочем месте в определенном, удобном для использования порядке;

4. участок обработки тяжелых деталей оснащен подъемно-транспортными устройствами.

Рабочее место токаря оснащается тумбочкой инструментальной для двухсменной работы, в каждом отделении которой хранится постоянный набор инструментов и средств по уходу за оборудованием, а также приемным столиком. На верхней полке приемного столика устанавливается тара для заготовок и готовых деталей, а на нижней полке могут храниться принадлежности и приспособления. Чертежи обрабатываемой детали размещаются на планшете, закрепленной с задней стороны тумбочки.

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

4.1. Перед началом работы:

4.1.1. Перед каждым включением станка убедиться, что пуск станка никому не угрожает опасностью;

4.1.2. Привести в порядок рабочую одежду, застегнуть или подвязать обшлага рукавов, надеть головной убор, женщины должны убрать волосы под косынку, повязанную без свисающих концов;

4.1.3. Принять станок от сменщика: проверить, хорошо ли убран станок и рабочее место, ознакомиться с имевшим предыдущей смене неполадками в работе станка и с принятыми мерами по их устранению;

4.1.4. О неисправности станка немедленно заявить мастеру, до устранения неисправности к работе не приступать;

4.1.5. Приготовить крючок для удаления стружки, ключи и необходимые инструменты. Не применять крючок с ручкой в виде петли;

4.1.6. Проверить наличие и исправность:

а) ограждений зубчатых колес, приводных ремней, валиков приводов и пр., а также токоведущих частей электрической аппаратуры (пускателей, рубильников, трансформаторов, кнопок)

б) заземляющих устройств

в) предохранительных устройств для защиты от стружки, охлаждающих жидкостей

г ) устройств для крепления инструмента (отсутствие трещин, надломов, прочность крепления пластинок твердого сплава или керамических пластинок, стружколомающих порогов и пр.)

д) режущего, измерительного, крепежного инструмента и приспособлений и разложить их в удобном для пользования порядке

4.1.7. работать только исправным инструментом и приспособлениями и применять их строго по назначению;

4.1.8. Если при обработке металла образуется отлегающая стружка, то при отсутствии специальных защитных устройств на станке надеть защитные очки или предохранительный щиток из прозрачного материала

4.1.9. При обработке вязких металлов, дающих сливную стружку, применять резцы со специальными стружколомающими устройствами;

4.1.10. При обработке хрупких металлов (чугуна, бронзы и т.д.) дающих отдельную стружку, так же при дроблении овальной стружки в прочесе обработке применять следующие устройства: специальные стружкоотводчики, прозрачные экраны или индивидуальные щитки (для защиты лица);

4.1.11. Проверить на холостом ходу станка;

а) исправность органов управления (механизмов главного движения, подачи, пуска, останова движения и др.);

б) исправность системы смазки и охлаждения (убедиться в том, что смазка и охлаждающая жидкость подаются нормально и без перебойно)

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

г) нет ли заеданий или излишней слабины движущихся частях станка, особенно в шпинделе, продольных и поперечных салазках суппорта.

Трений зубчатых колес, приводных ремней, валиков привод

4.1.12. Для предупреждения кожных заболеваний рук или применении на станках охлаждающих масел и жидкостей по указанию врача перед началом работ смазывать руки специальными пастами и мазями;

4.1.13. Проверять и обеспечивать достаточную смазку станка; при смазке пользоваться только соответствующими приспособлениями.

 4.1.14. Разместить шланги, подводящие охлаждающую жидкость так, чтобы была исключена возможность соприкосновения их с режущим инструментом и движущими частями станка. Охлаждающую жидкость подавать только насосом.

4.1.15. Запрещается охлаждать режущий инструмент мокрыми тряпками и щетками.

4.2. Во время работы:

4.2.1. Выполнять указания по обслуживанию и уходу за станками, изложенное в «руководстве к станку», а так же требования предупредительных таблиц, имеющихся на станке.

4.2.2. Устанавливать и снимать режущий инструмент только после полного останова станка.

4.2.3. Не работать без кожуха, прикрывающего сменные шестерни.

4.2.4. остерегать срыва ключа, правильно накладывать ключ на гайку и не поджимать им гайку рывком.

4.2.5. Во время работы станка не брать и не поднимать через работающий станок, какие – либо предметы, не подтягивать болты, гайки и другие соединительные детали станка.

4.2.6. Остерегаться наматывания стружки на обрабатываемый предмет или резец и не направлять вьющуюся стружку на себя. Пользоваться стружколомателем.

4.2.7. Не удалять стружку от станка непосредственно руками и инструментом, пользоваться для этого специальными крючками и щетками – сметками.

4.2.8. Следить за своевременностью удаления стружки с рабочего места и станка.

4.2.9. Остерегаться заусенцев на обрабатываемых деталях.

4.2.10. При возникновении вибрации остановить станок. Принять меры к устранению вибрации, проверить крепление резца и деталей.

4.2.11. Обязательно остановить станок и включить электродвигатель при:

а) уходе от станка даже на короткое время (если не поручено обслуживание двух или нескольких станков);

б) временном прекращении работы

в) перерыве подачи электроэнергии

г) уборке, смазке чистке станка

д) обнаружение неисправности в оборудовании

е) подтягивание болтов, гаек и других соединительных деталей станка

ж) установке, измерении и съеме деталей

з) проверке и зачистке режущей кромки резца

и) снятии и надевании ремней на шкивы станка

4.2.12. Передвижение ремня по ступенчатым шкивам на ходу допускается только с применением переводок.

4.2.13. При обработке деталей применять режимы резания, указанные в операционной карте для обработки данной детали.

4.3. По окончании работы:

4.3.1. Выключить станок и электродвигатель;

4.3.2. Привести в порядок рабочее место: убрать со станка стружку, инструмент, приспособление, очистить станок от грязи, вытереть и смазать трущиеся части станка, аккуратно сложить готовые детали и заготовки;

4.3.3. Убрать инструмент в отведенные для этой цели места;

4.3.4. При сдаче смены сообщить сменщику или мастеру о замеченных дефектах станка, вентиляции и др. и о принятых мерах по их устранению;

4.3.5. о всякой замеченной опасности немедленно сообщить мастеру;

4.3.6. Вымыть лицо и руки теплой водой с мылом и принять душ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Багдасарова Т. А. Токарь: Оборудование и технологическая оснастка: учебное пособие. - М, 2007.-176 с.
2. Багдасарова Т.А. Токарь: Технология обработки: учебное пособие. -М, 2007.- 77 c.
3. Багдасарова Т.А. Основы резания металлов: учебное пособие. - М,

2007.-79 c.

4. Зайцев Б.Г. справочник молодого токаря: - М, 2005.-335 c.
5. Черпаков Б.И. Металлорежущие станки : учебник для НПО. - М, 2007.

    -320 c.

6. Щербаков В.П. Письменные экзаменационные работы по профессии «Токарь» : учебное пособие. - М, 2007.- 370 c.

Технологический процесс  изготовления детали «Шток»