Использование для литья способом ЛВКД сплава АК8М (АЛ32) позволит получать отливки с пределом прочности материала порядка 40 кгс/мм2, а использование нелитейных сплавов типа АК6, АК8, В95, В96 и других - расширить номенклатуру и возможности литейного производства при снижении требований к исходным шихтовым материалам.

В 2003 г. на Опытном заводе цветного литья (ОАО “ОЗЦЛ”, г. Новосибирск) под научно-техническим руководством автора была создана и освоена технология изготовления способом ЛВКД особо ответственных изделий, работающих в условиях высоких температур и давлений, - алюминиевых наконечников кислородно-конверторных фурм с КИМ 0,95.

Производственные испытания опытных деталей в условиях ОАО “ЗСМК” показали, что стойкость цельнолитых наконечников, полученных способом ЛВКД при оптимальных режимах, в несколько раз превышает стойкость используемых в производстве сварных наконечников, изготавливаемых из алюминиевым проката, КИМ которых в 2 раза меньше по сравнению с литым вариантом при более высокой стоимости.

Таким образом, на основе нового способа ЛВКД созданы технологии литья точных заготовок с КИМ 0,80-0,95 из черных и цветных металлов сплавов деталей ответственного назначения с повышенными гарантированными свойствами литого металла при использовании постоянных форм, форм по газифицируемым и выплавляемым моделям, сухих стопочных форм.

Анализ уровня используемых в заготовительном производстве машиностроения серийных технологий и новых технологий получения точных заготовок способом ЛВКД показывает, что разработку в России способа ЛВКД можно квалифицировать как крупное научно-техническое достижение, не имеющее аналогов в мире, открывающее новое направление в развитии управляемых процессов литья точных тонкостенных заготовок деталей машиностроения.

.3 Выбор вида заготовки

В современной технологии приборостроения одним из основных направлений является совершенствование заготовительных процессов с целью снижения припусков на механическую обработку, ограничения ее операциями окончательной отделки, а в ряде случаев полного исключения, т.е. обеспечения малоотходной или безотходной технологии. Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет высокие требования к рациональному выбору заготовки, к уровню ее технологичности, которая в значительной степени определяет затраты на технологическую подготовку производства, себестоимость, надежность и долговечность изделия.

При разработки нового технологического процесса одной из главных задач является задача выбора способа получения заготовки. Правильность выбора способа определяется рациональностью технологического процесса ее получения с учетом материала детали, требований к точности ее изготовления, технических условий, эксплуатационных характеристик и серийности выпуска.

При выборе способа литья следует учитывать следующие факторы:

–             годность данного способа для обеспечения необходимого конструктивного формообразования отливки и для получения отливки требуемых размеров;

–       соответствие металла и сплава, из которых возможно получение отливки данным способом литья, требованием, предъявляемым к материалу детали, условиям ее дальнейшей обработки и эксплуатации;

–       технологические возможности данного способа для обеспечения требований, предъявляемых к точности размеров и шероховатостей поверхностей отливки;

–       применимости способа в конкретных производственных условиях данного предприятия;

–       технико-экономическую целесообразность использования данного способа с учетом числа отливаемых отливок.

Особенно важно назначить рациональный технологический процесс изготовления заготовки в условиях автоматизированного производства, когда размеры детали при механической обработке обеспечиваются автоматически за счет применения многоцелевых станков с ЧПУ.

.3.1 Обработка металлов давлением

Этот метод основан на способности металлов и ряда не металлических материалов в определенных условиях получить пластические (остаточные) деформации в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Одним из существующих достоинств обработки металлов давлением возможность значительного уменьшение отходов материала по сравнению с обработкой резаньем. Другим достоинством является возможность повышения производительности труда, так как в результате однократного приложения усилий можно значительно изменить форму и размеры деформируемой заготовки. Эти и другие достоинства обработки металлов давлением приводят к тому, что удельный вес ее в металлообработке неуклонно возрастает.

Обработка металла давлением делится на:

Прокатка - один из видов обработки металлов давлением, при котором металл пластически деформируется вращающимися валками. Взаимное расположение валков и заготовок, форма и число волков могут быть различными. Выделяют три основных вида прокатки: продольную, поперечную, поперечно-винтовую.

Ковка - ее получают заготовки для последующей механической обработки. Эти заготовки называют кованными поковками, или просто поковками. Ковка является единственно возможным изготовлением тяжелых поковок типа валов гидрогенераторов, турбинных дисков и т. д. Ковку подразделяют на ручную и машинную.

Горячая штамповка. Горячая объёмная штамповка - это вид обработки металлов давлением, при которых формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляются с помощью специального инструмента- штампа.

Холодная штамповка делится на типы:

a) Холодное выдавливание. Обычно под холодной штамповкой понимают штамповку без предварительного нагрева заготовки, при комнатной температуре. Холодную штамповку можно разделить на объёмную и листовую. Выдавливание - это один из видов объёмной штамповки.

b)   Холодная высадка. Холодную высадку выполняют на специальных холодновысадочных автоматах. Штампуют от прутка до проволоки.

c) Холодная формовка. Заключается в придании заготовке формы детали путём заполнения плоскости штампа металлом заготовки.

d)   Холодная листовая штамповка. В качестве заготовки при листовой штамповке используют полученные прокаткой лист, полосу или ленту свёрнутую в рулон.

Прессование. Заключается в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы, причём форма и размеры поперечного сечения выдавливаемой части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы, а длинна её пропорциональна отношению площадей поперечного сечения исходной заготовки к выдавливаемой части и перемещению давящего инструмента.

Волочение. Заключается в протягивании заготовки через сужающиеся отверстие матрицы; площадь поперечного сечения уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстие матрицы. Волочение обеспечивает точность размеров, высокое качество поверхности, получение очень точных профилей.

.3.2 Прогрессивные методы литья

Литье точных отливок в разовые формы

При производстве отливок в разовые формы исключается или уменьшается механическая обработка отливок. К таким способам литья относят:

Литье в оболочковые формы - этот способ является разновидностью литья в одноразовые формы, обеспечивает отливки с высоким качеством поверхности.

Литье по выплавляемым моделям - этот способ изготовления отливок трудоемок и дорог. Однако его применение во многих случаях оправдано, например, при получении точных отливок без последующей механической обработки, при изготовлении деталей со сложной и трудоемкой механической обработкой.

Литье по газифицируемым моделям - его особенностью является применение неразъемных форм, из которых модель не извлекается, а газифицируется за счет теплоты расплавленного металла.

Литье в металлические формы

Литье в кокиль - способ имеет преимущество перед литьем в песчаные формы, т.к. кокиль выдерживает большое число заливок в зависимости от заливаемого в него сплава: чем ниже температура, тем больше их стойкость. Нет формовочной смеси.

Литье под давлением - этот способ применяют в массовом производстве. При данном способе достигается большая точность размеров, высокое качество отливок, не требуется механической обработки.

Центробежное литье - здесь отливки получают свободной заливкой во вращающиеся формы. Отливки формируются под действием центробежных сил.

Литье вакуумным всасыванием - преимуществом способа является устранение брака по газовым раковинам и пористости, т.к. отливка образуется при последовательной кристаллизации.

Непрерывное литье - заключается в том, что жидкий металл из печи или ковша поступает в кристаллизатор, представляющий собой охлаждаемую водой металлическую форму.

Литье выжиманием - здесь можно получить отливки с песчаным стержнем и крупногабаритные тонкостенные отливки.

Жидкая штамповка - при этом способе в металлическую форму заливают определенную порцию жидкого металла, при опускании металлический пуансон выдавливает металл, который заполняет пространство между формой и пуансоном. В результате образуется отливка.

Итак, учитывая конструкцию, технологические требования и проведя, анализ прогрессивных методов литья мы решили, что наиболее рациональным способом получения рассматриваемой детали является метод литья выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД).

Методом ЛВКД отливки с максимально приближенными формами и размерами относительно к готовой детали, высокой точности от 12 до 14 квалитета и чистоты поверхности высокой точности от Rа= 5-1,25 мкм.

Этот метод применяют для получения как мелких так и крупных отливок.

Сущность этого метода включает заливку дозы расплава в облицованную камеру выжимания, выжимание расплава в расположенную над камерой соосно с ней литейную форму под механическим давлением и затвердевание расплава в форме под газовым давлением.

Преимущества данного метода

–       отсутствие механической обработки, за исключением посадочных мест;

–       получение в отливках сквозных отверстий диаметром до 2 мм при максимальной глубине отверстия равной шести диаметрам (для глухих отверстий до трех диаметров) и толщиной стенок до 1 мм;

–       метод ЛВКД позволяет устранить недостатки литья под давлением, такие как снижение пластичности, плотности и герметичности отливок за счет воздуха находящегося в пресс-форме и газов образующихся в процессе сгорания смазки и находящихся в металле в растворенном состоянии, что приводит к созданию газо-воздушной пористости отливки, усадочных рыхлот и поверхностных раковин;

–       выход годных отливок до 90%, а КИМ 0,85 - 0,95;

–       повышение предела прочности в 1,5, предела текучести в 2, а относительного удлинения до 3 раз по сравнению с требованиями ГОСТа;

–       обрабатываемость отливок на уровне поковок и проката.

Недостатки метода

–             меньшая производительность по сравнению с литьем под давлением;

–       трудности при выполнении отливок со сложными внутренними полостями.

.3.3 Расчет отливки

Расчет отливки приведен в таблице 1. 3. 3. 1.

Таблица 1. 3. 3. 1

2. Конструкторский раздел

.1 Назначение и основные требования к корпусным деталям

Корпусные детали приборов по функциональному назначению делят на две группы: корпуса- кожухи и корпуса несущие.

1. Корпуса - кожухи предназначены для защиты механизмов приборов от случайных механических повреждений или воздействий отдельных факторов внешней среды- пыли, влаги и т.д.

2. Несущие делятся по размерам, форме и расположению поверхности с небольшой шероховатостью, служащей для монтажа опор чувствительных элементов, передаточных механизмов, различных оптических деталей и сборочных единиц, точность расположения которых должна обеспечиваться как в станке, так и в процессе работы прибора.

Корпусные заготовки изготовляют литыми или сварными. Конструкции литых заготовок (литых или сварных) корпусных деталей должны отвечать требованиям машинной формовки, то есть толщина стенок в разных сечениях не должна иметь резких переходов. Конструкции заготовок корпусных деталей из цветных сплавов должны обеспечивать возможность литья в постоянные механические формы.

Механическая обработка корпусных заготовок сводится главным образом к обработке плоскостей и отверстий, поэтому технологические требования, обуславливающие наименьшую трудоёмкость обработки, определяют следующими основными условиями:

1. Форма корпусной детали должна быть, возможно, ближе к правильной геометрической форме, например, в поперечном сечении предпочтительнее форма правильного четырёхугольника; форма корпусной детали должна так же предусматривать возможность ее полной обработки от одной базы: от плоскости и двух установочных отверстий на этой плоскости или от базовых отверстий в корпусе;

2. Обработка плоскости и торцов отверстий по возможности должна выполняться на проход, для чего плоскости и торцы не должны иметь выступов; торцам отверстий необходимо придать удобную форму для обработки торцевой фрезой;

3. Корпусная деталь не должна иметь поверхностей не перпендикулярных осям отверстий;

4. Точно растачиваемые отверстия не должны иметь внутренних выступов, препятствующих растачиванию на проход; диаметры обрабатываемых отверстий внутри корпусных деталей не должны превышать диаметров соосных им отверстий в наружных стенках деталей;

5. В корпусных деталях следует избегать разнообразия отверстий и резьб.

На диаметры основных отверстий задают допуски в пределах 5…8 квалитетов точности.

Допуски на межосевые расстояния основных отверстий и перпендикулярность осей отверстий задают в соответствии с назначением корпусных деталей, например для корпусов зубчатых и червячных передач в пределах 0,04…0,06 мм и выше. Отклонения от соосности принимают в пределах в половины допуска на диаметральных размер соосных отверстий. Основные отверстия обрабатывают с шероховатостью поверхности RА=1,6…0,4 мкм.

Не перпендикулярность торцевых поверхностей корпусных деталей осям отверстий допускают в пределах 0,1…1,0 мкм на 1 мм радиуса отверстия, эти поверхности обрабатывают с шероховатостью RА=3,2…1,6 мкм. Отклонения от прямолинейности плоских поверхностей устанавливают в пределах 50…200 мкм на 100 мм длины. Поверхности разъема выполняют с шероховатостью поверхности RА=3,2..0,8 мкм.

Для базирования заготовок корпусных деталей совмещают установочную, измерительную и сборочную базы. Для обработки базирующих поверхностей за первичную базу следуют принимать черновые основные отверстия детали, что обеспечивает наиболее равномерное распределение припусков при последующей обработке отверстий. В ряде случаев в качестве первичных баз предусматривают специальные приливы и бобышки.

При совмещенных установочной и измерительных базах не бывает погрешностей базирования и погрешности установки определяют погрешностью закрепления. При переменных базах погрешность базирования определяют построением размерной цепи.

Пространственное отклонение в литых и сварных конструкциях заготовок характеризуют смещением и уходом осей основных отверстий, возникающими при литье или сварке. Кроме того, в процессе механической обработке заготовок, особенно после черновых операций, возникают деформаций от перераспределения внутренних напряжений в связи с удалением верхних слоев материала. Таким образом, пространственные отклонения в процессе механической обработки заготовки представляют собой совокупность остаточность пространственных отклонений заготовки и деформаций, возникающих в процессе ее обработки.

Пространственные отклонения нарушают равномерность удаляемого при обработке слоя металла, влияя на геометрическую форму обработанной поверхности и на размер погрешности. По этому при расчете припусков на обработку заготовок корпусных деталей остаточные пространственные отклонения принимают с коэффициентом, равным двум.

Контроль корпусных деталей заключается в проверке следующих основных параметров:

–       размеров и геометрической формы отверстия;

–       соосности нескольких отверстий, расположенных в различных стенках корпуса;

–       параллельность и перпендикулярность осей отверстий друг относительно друга или относительно других поверхностей;

–       глубины пазов и отверстий;

–       прямолинейности поверхностей;

–       взаимного расположения поверхностей;

–       перпендикулярности торцевых поверхностей осям отверстий или другим поверхностям.

Корпусные детали приборов представляют собой базовые детали. В них и на них устанавливаются различные оптические детали и сборочные единицы, точность положения которых должна обеспечиваться как в станке, так и в процессе работы прибора. В соответствие с этим корпусные детали должны иметь требуемую точность, обладать жесткостью и виброустойчивостью, коррозийной стойкостью. При конструктивном наполнение корпусных деталей учитывают требования по материалу в зависимости от служебного назначения деталей в том или ином приборе, с учетом технологических факторов связанных с возможностью получения требуемой конфигурации заготовок, возможности обрабатывания резанием и удобство сборки, которую начинают с базовой корпусной детали. Корпусные детали имеют определенную общность служебного назначения, что означает наличие совокупности одинаковых поверхностей, сторон и что в свою очередь определяется особенностью технических решений, обеспечивающих достижение требуемых параметров точности при изготовлении деталей каждой группы.

Конструкция и размеры корпусов определяются условиями размещения в них необходимых деталей и узлов. Поэтому они имеют стенки, ребра, перегородки или арматуру, обеспечивающие повышение их жесткости. Имеются корпуса с гладкими цилиндрическими поверхностями, протяженность которых превышает их диаметральные размеры. При этом к внутренним цилиндрическим поверхностям предъявляют повышенные требования по точности диаметральных размеров и точности геометрической формы с высокими требованиями по шероховатости. В оптическом приборостроение применяются и корпуса сложной конструкции, т. е. сложной пространственной геометрической формы, с многочисленными отверстиями, пазами, выступами и т. д. У большинства корпусных деталей имеются различные мелкие, средние резьбовые отверстия, предназначенные для крепежа, а также для соединения с другими сборочными единицами. Корпуса в основном изготавливаются из алюминиевых сплавов АЛ2, АЛ4, и т. д., а также из черных металлов - стали и чугуна. Получение из них точных отливок под давлением позволяет значительно уменьшить трудоемкость обработки деталей резанием.

К корпусным деталям предъявляют комплекс технических требований, определяемых функциональным назначением прибора, внешней средой, в которой будет находиться прибор. Соблюдение технических требований означает формирование требуемых физико-механических свойств материала детали, получение необходимой прочности, точности, создание условий для удобства выполнения механосборочных и эксплуатационных работ. Технические требования, относящиеся к параметрам геометрической точности детали выполняют в результате обработки резанием на различных этапах технологического процесса изготовления корпусных деталей. При этом необходимо выполнение требований точности взаимного расположения, перпендикулярности поверхностей в пределах 0,02 мм, непараллельности не более 0,05 мм, неплоскостности не более 0,05 мм, торцевого биения поверхностей относительно оси не более 0,02 мм и т.д. На каждой из поверхностей находится 5-20 сквозных отверстий. Типы отверстий и их повторяемость показаны на рис.

Для снижения трудоемкости, получения необходимой точности целесообразно вести обработку корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ или станках типа ОЦ по заранее составленной программе с автоматическими операторами для смены инструмента, что наиболее приемлемо для групповых методов технологии обработки корпусных деталей, как наиболее прогрессивных и перспективных направлений в современном приборостроении.

К конструктивному исполнению деталей этого типа следует предъявлять следующие технические требования:

Нерабочие поверхности не зависимо от способа получения заготовки должны везде, где это возможно, изготавливаться без применения обработки резанием;

Должны иметь надежные базы, обеспечивающие правильную ориентацию и требуемую жесткость при обработке;

Необходимо четко разграничивать обрабатываемые и не обрабатываемые поверхности;

Следует избегать отверстий глубиной более 8 - 10 диаметров;

Размеры и расположение отверстий должны допускать многошпиндельную обработку детали, поэтому расстояние между осями отверстий выполнять не менее 30мм;

Следует избегать разнообразных диаметров отверстий и резьбы.

.2 Отработка конструкции детали на технологичность

.2.1 Анализ чертежа детали и возможного технологического процесса обработки детали

Предварительному анализу чертеж детали подвергается на стадии выявления номенклатуры деталей, которые целесообразно обрабатывать на станках с ЧПУ. При этом выявляют и оценивают факторы, обеспечивающие экономическую эффективность обработки.

Пр лем которых должен быть чертеж, а также повысить технологичность обработки детали путем введения конструктивных изменений.

Для выявления недостающих размеров при составлении расчетно -технологической карты (РТК) можно использовать метод геометрических построений контура детали. Размеры и другая информация, которой недостает в чертеже, могут быть также получены по данным плазов, сборочных теоретических чертежей. В необходимых случаях оформляют запрос в ОГК по установленной форме. Требования к технологичности детали после анализа чертежа направляют в ОГК

Анализ рабочих чертежей деталей является основой для разработки задания на проектирование ТП. Главное значение имеют конфигурация детали, ее габаритные размеры, материал (алюминиевая отливка или сварная стальная конструкция и т. п.), масса заготовок и их конфигурация, обрабатываемость материала, требуемое качество обработанных деталей (допуски на размеры и форму, шероховатость поверхности и др.), годовая программа выпуска деталей, число партий в год и число деталей в партии, допустимая стоимость обработки. При анализе элементарных поверхностей детали необходимо принимать во внимание их взаимное расположение.

Данные анализа являются также основой для выбора заготовки, что во многом определяет эффективность обработки, расход материала и общие затраты.

При анализе чертежа детали выявляют (по всей совокупности ее данных) тип детали в соответствии с принятой классификацией корпус.

Напомним, что типом называется совокупность деталей, сходных по конструктивным признакам, имеющих в данных производственных условиях общий технологический процесс. Тип детали во многом определяет дальнейшие работы по проектированию ТП ее обработки.

Вопросы анализа чертежа детали и классификации должны решаться на базе единой системы информационного обеспечения (ЕСИО), состоящей из единой системы классификации и кодирования (ЕСКК) и унифицированной системы документации (УСД). В ЕСКК обязательно использование классификатора ЕСКД, технологического классификатора, классификатора технологических операций и системы обозначения технологических документов. Обязательной составляющей УСД является единая система программной документации (ЕСПД). Для автоматизированного решения технологических задач, связанных с отработкой на технологичность, анализом объектов производства и технологического оснащения, организацией группового производства и проектированием ТП с подготовкой УП, при анализе чертежа детали выявляется возможность ее описания в соответствующем коде. В конфигурации детали могут быть выделены пространственные образы, информация о них в закодированном виде может быть занесена в кодированную ведомость и составлять (вместе со связями между образами) формальное описание структуры детали. Представленная в форме, пригодной для ввода в ЭВМ, информация о детали может быть использована для решения указанных выше технологических задач.

Тип детали позволяет в общем виде определить возможный ТП ее изготовления на базе имеющегося технологического опыта, полученного путем анализа ТП аналогичной детали.

Анализ возможного ТП преследует цель определить конкретный объем операций по обработке данной детали, которые целесообразно выполнять на станках с ЧПУ, а также максимально использовать технологические приемы и существующую оснастку и инструмент. Рассматривается не только данная деталь, но и вся группа деталей, сходных по конструктивным и технологическим признакам, чтобы можно было применять типовые и групповые ТП и методы обработки, групповую оснастку.

Если деталь ранее не обрабатывалась, для ознакомления подбирают аналогичную деталь, находящуюся в производстве.

Для сравнительного анализа большое значение имеют маршрут обработки детали; состояние заготовки до и после каждой из операций; полная последовательность операций (сводная карта технологического процесса); перечень приспособлений и инструмента по всем операциям; режим обработки по участкам; приемы установки и базирования детали на всех операциях; специальные технологические приемы обработки, применяемые станочниками; контрольные операции и средства контроля; вспомогательные операции и степень их механизации; нормы времени обработки детали на каждой операции; объем расходов на транспортирование деталей и заготовок; подгоночные операции при сборке детали.

Рассматривая технологический процесс обработки данной или аналогичной детали на универсальных станках, необходимо критически оценить возможность устранения разметочных операций, оптимизации режимов резания, совмещения операций и уменьшения числа переустановок детали, уменьшения объема слесарных доводочных операций после фрезерования, снижения среднего разряда работ по фрезерным и слесарным операциям, сокращения объема контрольных операций и упрощения контрольно-измерительной оснастки механизации вспомогательных операций (зажима и отжима заготовки, смены инструмента), уменьшения объема доводочных операций при сборке.

В результате анализа возможного ТП схема обработки данной детали может быть представлена тремя частями: выполнение на универсальных станках операций, предшествующих обработке на станках с ЧПУ (подготовка баз и пр.); обработка деталей на станках с ЧПУ; доработка деталей на универсальных станках и слесарным путем, до получения всех требуемых размеров чертежа.

.2.2 Отработка конструкции детали на технологичность

Технологичность конструкции детали - есть совокупность свойств конструкции, позволяющих изготовить деталь в условиях данного производства с наименьшими затратами, при обеспечении заданного качества /5/.

Повышение производительности оборудования и качества изделия при максимальном снижении затрат времени и средств на разработку, технологическую подготовку производства (ТПП) и обработку заготовок на станках с ЧПУ в значительной мере определяется технологичностью конструкции деталей.

Требования к технологичности деталей особенно повышается в условиях автоматизированного производства. Моделирование процесса обработки с использованием ЭВМ позволяет определить не только степень технологичности детали, но и возможность применения типовых и групповых технологических процессов.

На этапе технологической подготовки производства все детали должны быть подвергнуты тщательному анализу в целях повышения степени конструктивной и технологической преемственности элементов детали.

Решая эту задачу, можно определить полный перечень типоразмеров и выявить степень их применяемости, построить параметрические ряды, унифицировать детали. Это наиболее полно обеспечит преемственность технологических процессов и их элементов, средств технологического оснащения. Одновременно выявляется насколько технологически рационально ее конструкция.

Эта задача заключается в нахождении возможности изготовления и эксплуатации данного изделия при использовании имеющихся в распоряжении предприятия материальных и трудовых ресурсов.

В целом задачи обеспечения технологичности конструкции решаются на всех этапах работ по постановке продукции на производство. Блок- схема таких задач показана на рисунке

Структура блок-схемы такова, что идет чередование входных документов, работ и выходных документов. Схема начинается с систематизации аналогов и прогнозирования показателей технологичности. Эти данные являются исходными для определения базовых показателей, фиксируемых в ТЗ на изделие. Затем следуют работы по стадиям проектирования, которые, в основном, завершаются при подготовке конструкторской документации (КД) на опытный образец.

В дальнейшем, принять документацию становится все труднее. На стадии ТПП приходится оформлять заявки на изменение КД, в процессе изготовления установочной серии- собирать замечания цехов, давать разрешение на отступление от КД и ТД (технической документации), прорабатывать замечания и вносить предложения по изменениям на комиссию, разрабатывать мероприятия по результатам начала установившегося производства, планировать их выполнение.

Завершают схему постоянно проводимые работы по оценке технологического уровня и качества изделия, а также его прибыльности.

Общие требования к технологичности деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ или намеченных к обработке:

–       Унификация внутренних и наружных радиусов;

–       Унификация элементов форм деталей и их размеров;

–       Создание конфигурации деталей, обеспечивающий свободный доступ инструмента для обработки поверхностей;

–       Обеспечение возможности надежного и удобного базирования деталей при обработке.

Все эти требования прежде всего направлены на сокращение типоразмеров применяемого режущего инструмента, использование более производительного (экономически выгодного) инструмента, замену специального инструмента стандартным, уменьшение числа переустановок детали, снижение количества и стоимости требуемой оснастки, повышение точности базирования, а также точности и производительности обработки, уменьшение степени коробления детали при обработке и объема последующей слесарной (станочной) ручной доработки, сокращение затрат на расчет и подготовку программ.

Выявленные при анализе чертежа детали условия повышения технологичности, разрабатывают и оформляют в виде запроса в отдел главного конструктора.

Указанные требования, как правило, могут быть выполнены путем изменения геометрической формы или отдельных элементов детали, изменение некоторых размеров, смещение отдельных элементов. Примеры нетехнологичных и технологичных конструктивных решений деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, приведены в таблице .

При анализе шероховатости поверхностного слоя, обработанной детали, следует иметь в виду, что после обработки концевыми фрезами на горизонтальных поверхностях остаются заметные на глаз следы фрезерования. В большинстве случаев высота уступов и микронеровностей не превышает 0,01-0,05мм. Определенно, что лучше иметь такие микронеровности, чем риски от слесарной доработки поверхности абразивными кругами: микронеровности после фрезерной обработки, как концентраторы напряжений, менее опасны, чем риски.

Поэтому по возможности при проектировании ТП слесарную доработку поверхностей, обработанных на станках с ЧПУ, вводить не следует. Это сохранит поверхностный слой обработанной поверхности, который упрочнен наклепом при фрезеровании и имеет сравнительно хороший микрорельеф.

К чертежам деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ не предъявляют никаких требований, противоречащих стандартам ЕСКД на выполнение машиностроительных чертежей. Однако, необходима некоторая дополнительная информация о детали, в связи с чем, следует выполнять ряд правил, облегчающих процесс программирования:

1.       Все размеры проставляют на детали в прямоугольной системе координат от единых конструктивных баз детали;

2.       Желательно также проставлять размеры от оси детали к центрам всех окружностей, если это не требует от конструктора дополнительных трудоемких вычислений;

.        Проставлять размеры следует так, чтобы данные о контуре были по возможности по одной проекции, а размерные цепи имели двухсторонний допуск (+, -), что облегчает разработку программ;

.        В случае, если контуры изделия заданы аналитически или таблицей координат точек, в чертеже не должно быть ссылок на плаз. Вместо указаний «контур снять с плаза» следует писать «контур рассчитывать по данным теоретического чертежа, первую деталь сверить с плазом»;

.        Чертежи выполняют в масштабе, соблюдая его по всему полю чертежа;

.        На поле чертежа рекомендуется помещать надпись “Изготавливать на станке с ЧПУ” или “Контур фрезеровать на станке с ЧПУ”.

В ходе анализа чертежа и конструкции детали на технологичность, нами были обнаружены следующие нетехнологичные параметры:

–       глубокие отверстия: на разрезе В-В 2 отв. Ø2,2Н14 × 16+0,3

–       “глухие” отверстия: на разрезе В-В 2 отв. Ø2,2Н14 глубиной 16мм; 3 отв. М14-6Н глубиной 8 мм; на виде справа 2 отв. М3-6Н глубиной 7 мм; на виде спереди 8 отв. М2,5-6Н глубиной 6 мм; отв. Ø15Н14 глубиной 1,3 мм; отв. 12Н14 глубиной 5,5 мм; 2отв. Ø8Н14 глубиной 5,5 мм; отв. М18-6Н глубиной 8 мм; отв. М22-6Н глубиной 7 мм; на разрезе Б-Б отв. Ø51Н14 глубиной 15 мм, отв М55-6Н глубиной 11 мм; отв. Ø53-6Н глубиной 19 мм.

–       “глухие” отверстия с плоским дном: на виде спереди 2 отв. Ø8Н14; отв. Ø15Н14; отв. Ø12Н14; на виде Б-Б отв. Ø51Н14; отв. Ø48,5Н7.

–       внутренняя полость: в отв. Ø50Н9 диаметром 51Н14.

–       отверстия разных диаметров: на виде спереди М3-6Н; М2-6Н; М2-Н6; 6Н14; М18-6Н; М22-6Н; Ø15Н14; Ø12Н14; 2 отв. 8Н14; 5 отв. 4,5Н12; на виде В-В 3 отв. М14-6Н; на виде Б-Б Ø50Н14; Ø51Н9; М30-6Н; 48-6Н; Ø47Н14; М52-6Н; Ø53Н7; М55-6Н.

–       ступенчатое глухое отверстие: на виде Б-Б Ø50Н9 и Ø15Н14.

–       взаимно проникающие отверстий: на виде Б-Б отв. Ø50Н14 и М14-6Н; М14-6Н и М3-6Н; М55-6Н и М2,5Н6; М52-6Н и М2,5; М22-6Н и М2,5-6Н.

–       пересечение отверстий и поверхности вращения: на виде Б-Б Ø60Н14 с М2,5-6Н; М55Н14 с М2,5-6Н; Ø56Н14 с 2,5-6Н.

–       резьбовые отверстия малых диаметров: М3-6Н; 2,5-6Н; 2-6Н.

Нами были внесены следующие изменения:

–       была добавлена записи: h 14, H 14, ±t2/2;

–       была добавлена записи: Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей по ГОСТ 25069 - 81;

–       на виде Б-Б заменили размера 48,5Н7 на 48Н7;

–       на виде А-А заменили 6,2H14 на 6Н14;

–       на виде Б-Б заменили М29×0,75-6Н на М30×0,75-6Н;

–       резьбовые отверстия М2-6Н и М2,5-6Н заменили на отверстия М3-6Н;

–       убрали отверстие М1,6-6Н.

2.3 Выбор прогрессивного режущего инструмента

.3.1 Особенности режущего инструмента

Технологическая последовательность обработки поверхностей корпусных деталей определяется их видом, точностью, характеристиками станков и инструментами.

В станках с ЧПУ и ОЦ технологический цикл обработки детали без переустановки и вмешательства оператора достигает 2-3 часов и более. Таким образом, важнейшим фактором, влияющим на его выбор, является стойкость инструмента. При повышенных и нормативных режимах резания инструмента выбирают так, чтобы обеспечить без наладки или замены обработку одной детали или партии деталей. Это повышает надежность работы станка и улучшает условия многостаночного обслуживания /6/ 151 c.

Режущий инструмент является составной частью комплексной автоматизированной системы станка с ЧПУ, обеспечивающей его эффективную эксплуатацию. От выбора и подготовки инструмента зависят производительность станка и точность обработки. Для обеспечения автоматического цикла работы требуются высокая надежность инструмента.

Тщательному выбору и подготовке инструмента для станков с ЧПУ должно уделяться особое внимание. Это связано с высокой стоимостью этого оборудования и необходимостью достижения максимальной производительности и более высокой точности обработки. Для обеспечения автоматического цикла работы этих станков требуется более высокая степень надежности работы инструмента.

При большой номенклатуре инструмента и ограниченной емкости магазина выбирают такой инструмент, который может обеспечить обработку различного вида поверхностей.

Режущий инструмент для станков с ЧПУ должен удовлетворять следующим требованиям:

. Обладать стабильными режущими свойствами

2. Удовлетворительно формировать и отводить стружку

3. Обеспечивать заданную точность обработки

. Обладать универсальностью, чтобы его можно было применять для обработки типовых поверхностей различных деталей на различных моделях станков

. Быть быстро сменным при переналадке на другую обрабатываемую деталь или замене затупившегося инструмента

. Обеспечивать возможность предварительной наладке на размер вне станка (совместно с применяемым вспомогательным инструментом).

Применение сборного инструмента со сменными многогранными пластинами (СМП) позволяет повысить эксплуатационные качества инструмента, обеспечивает значительную экономию дефицитных режущих материалов. Вместе с тем создаются благоприятные условия для широкого применения более износо- и теплостойких режущих материалов.

Для составления различных типов инструмента используется определенное число сменных элементов, которые после сборки представляют собой взаимосвязанный механизм, обладающий достаточными результирующими жесткостью и точностью. Такой метод позволяет создавать комбинированный инструмент с наименьшими затратами.

Режущий инструмент в условиях гибкого производства должен переналаживаться применительно к изменению номенклатуры обрабатываемых деталей путем перекомпоновки унифицированных взаимозаменяемых узлов.

Задача обеспечения надежности режущих инструментов решается созданием новых инструментальных материалов с повышенными износо- и теплостойкостью, прочностью и твердостью.

.3.2 Инструменты для точения деталей

При обработке деталей на станках токарной группы используют резцы, сверла, метчики, реже фрезы некоторых типов и др. Наибольшее распространение получили резцы. Конструкции резцов со сменными многогранными твердосплавными пластинами отличаются типом, формой, видом узла крепления пластины и державки, формой используемых пластин. Ассортимент сменных многогранных пластин (СМП), используемых в резцах и других инструментах, весьма разнообразен: правильные многогранники, ромбы, круги, прямоугольники и параллелограммы, а также пластины специальных форм для обработки канавок и галтелей для обрезки и др. При правильной организации инструментального производства технико-экономический эффект от применения инструмента с СМП очень велик.

Применяют три исполнения резцов (рис. 2. 3. 2. 1):

полномерные;

резцы-вставки;

укороченные с регулировочными винтами.

Рис. 2. 3. 2. 1. Токарные резцы: а - полномерный (проходной); б - резец-вставка с регулировочным винтом; в - укороченные резцы-вставки.

Полномерные токарные резцы всех исполнений достаточно широко используют в производстве на станках со съемными инструментальными блоками (в них инструмент настраивается вне станка) или с суппортом.

Резцы-вставки, как и полномерные, конструктивно могут быть выполнены с пластиной любой формы. Наличие винта в торце вставки позволяет достаточно просто отрегулировать вылет резца.

Укороченные резцы-вставки закрепляют на оправках в самых разнообразных сочетаниях.

В ряде случаев можно использовать резцы с режущей частью из минералокерамики. Керамические пластины изготовляют прессованием и спеканием из составных элементов. Наиболее широко применяются марки окисно-карбидной группы В3, ВОК-60, ВОК-63. Основная область применения этих марок - чистовое и получистовое точение закаленных сталей и серых чугунов. Возможна обработка легированных и быстрорежущих сталей. Скорость резания 200-250м/мин для сталей и 150-250м/мин для чугунов.

Неперетачиваемые пластины из минералокерамики обычно работают с отрицательными передними углами(-6˚) и углами наклона режущей кромки (-4˚). Геометрическая форма должна обеспечивать наибольшую прочность пластины, поэтому рекомендуются резцы с квадратными и ромбическими пластинами.

Несмотря на многообразие конструктивных решений закрепления СМП в державках резцов в производстве используются только четыре базовых способа крепления, обозначение которых по международной классификации ИСО 5608 - 80 и ГОСТ 26476 - 85 приведено в таблице 2. 3. 2. 1 /7/ 71 c. Схемы и способы крепления пластин приведены на рис. 2. 3. 2. 2 - 2. 3. 2. 5.

Таблица 2. 3. 2. 1

Схемы и способы крепления СМП

На рис. 2. 3. 2. 2 показаны схемы крепления СМП без центрального отверстия (исполнение С). При такой схеме закрепления СМП базируют в закрытом гнезде державки по двум боковым поверхностям и сверху прижимают к опорной поверхности прихватом.

На рис. 2. 3. 2. 3, а показана схема крепления СМП с помощью качающегося штифта. Сила зажима при таком креплении передается от винта через двухплечный Г-образный рычаг, верхний конец которого выполняет роль базирующего штифта и поджимает пластину к боковым поверхностям паза державки резца. На рис. 2. 3. 2. 3, б приведена схема крепления СМП, “косой тягой”, разработанная на ЗИЛе. Данное конструктивное решение исключает недостатки предыдущего, технологично и обеспечивает надежное прижатие пластины к базирующим поверхностям паза.

C

а) б)

Рис. 2. 3. 2. 2. Схемы крепления СМП накладной планкой: 1 - корпус резца; 2 - режущая пластина; 3 - опорная пластина; 4 - прихват; 6 - винт

Р

а) б)

Рис. 2. 3. 2. 3. Схемы крепления СМП подвижным штифтом:

- корпус резца; 2 - режущая пластина; 3 - опорная пластина; 4 - качающийся рычаг; 5 - винт; 6 - косая тяга

Наиболее простым креплением СМП с отверстием является поджатие пластины к неподвижному штифту клином (исполнение М) (рис. 2. 3. 2. 4). Достоинствами клинового крепления является его простота и технологичность, но такое крепление уступает по точности позиционирования пластины в пазе державки резца (возможно образование зазора под режущей пластиной из-за ее перекоса).

а) б)

Рис. 2. 3. 2. 4. Схемы крепления СМП подвижным штифтом:

1 - корпус резца; 2 - режущая пластина; 3 - опорная пластина; 4 - клин; 5 - винт; 6 - штифт

Резцы с креплением режущих пластин по способу S (рис. 2. 3. 2. 5) имеют два исполнения: с пластиной и без нее; режущая пластина имеет центральное фасонное (торроидалное) отверстие (по ТУ 19-4206-95 - 83).

Рис. 2. 3. 2. 5. Схема крепления СМП винтом через отверстие:

- корпус резца; 2 - режущая пластина; 3 - опорная пластина; 4 - винт

Резцы

Резец расточной для сквозных отверстий, с четырехгранной пластиной из твердого сплава (ТУ 2 - 035 - 1040 - 86)

Резец расточной для глухих отверстий, с четырехгранной пластиной из твердого сплава (ТУ 2 - 035 - 1040 - 86)

Резец проходной, с ромбической пластиной из твердого сплава

(ТУ 2-035-892-82)

Резец для обработки внутренних зарезьбовых канавок (по ОСТ 2И10-8-84)

Резец токарный резьбовой с механическим креплением твердосплавных пластин для нарезания внутренней резьбы (по ОСТ 2И10-9-84),

Рис. 2. 3. 2. 6. Резцы.

.3.3Фрезы

При обработке деталей важное место занимают операции чернового и чистового фрезерования плоскостей, отверстий и сложной геометрических поверхностей.

В зависимости от вида обрабатываемой поверхности применяют торцевые, концевые, дисковые и специальные фрезы.

Наиболее распространенным инструментом для фрезерных станков с ЧПУ являются концевые фрезы с цилиндрическим и коническим хвостовиком, оснащенные винтовыми пластинами из твердого сплава групп ВК и ТК (ГОСТ 20537-75). Концевые фрезы диаметром до 12мм делают из одной заготовки, у фрез диаметром свыше 12мм рабочую часть из быстрорежущей стали приваривают к корпусу из углеродистой стали. Размеры рабочей части фрез определяют стандарты и технические условия.

Концевые фрезы, используемые на станках с ЧПУ, бывают стандартными и специальными, приспособленными для работ в особых, трудных условиях. Например, для концевых фрез можно отметить следующие особые случаи, требующие специальных конструктивных решений (рис 2. 3. 3. 1): 1 - облегчение выхода стружки при обработке глубоких глухих колодцев за счет уменьшения числа зубьев и увеличения угла наклона спирали;

Рис. 2. 3. 3. 1. Концевая фреза

2 - изменение направления осевой составляющей силы резания таким образом, чтобы за счет этой составляющей деталь прижималась к столу станка (достигается это применением праворежущих фрез с левой спиралью и леворежущих с правой спиралью); 3 - уменьшение вибраций при резании, что обеспечивается несимметричным расположением зубьев фрезы; 4 - особое затачивание торца двухзубовых фрез, позволяющее осуществлять вертикальное врезание; 5 - повышение жесткости режущей части инструмента в результате того, что канавки имеют переменную глубину (конический сердечник); 6 - увеличение вылета инструмента с сохранением его жесткости за счет усиления тела фрезы; 7 и 8 - необходимость применения конических концевых и фасонных фрез для образования сложных криволинейных поверхностей.

Рис 2. 3. 3. 2. Специальные конструктивные решения по изготовлению фрез

Рис. 2. 3. 3. 3. Концевая фреза с цилиндрическим хвостовиком (по ГОСТ 17025 - 74)

Рис. 2. 3. 3. 4. Концевая фреза с коническим хвостовиком (по ГОСТ 17026 - 71)

Рис. 2. 3. 3. 5. Концевая фреза с коническим хвостовиком, оснащенная прямыми пластинами из твердого сплава (по ТУ 2 - 035 - 591 - 77)

Торцевые фрезы получили широкое применение для обработки открытых поверхностей. Используют торцевые насадные фрезы со вставными ножами из быстрорежущей стали (ГОСТ 1092-80) и из твердого сплава (ГОСТ 9473-80). Они предназначены для фрезерования открытых поверхностей и невысоких уступов деталей из стали и чугуна.

Широкое применение находят торцевые фрезы с неперетачиваемыми пластинами из твердого сплава. Они предназначены для скоростного фрезерования открытых поверхностей деталей из стали, чугуна и трудно обрабатываемых сталей с припуском 2-4мм. Конструкция фрез обеспечивает повышенную прочность и высокую стойкость режущих кромок.

Рис. 2. 3. 3. 6. Фреза торцевая насадная (ТУ 2 - 035 - 757 - 80)

Дисковые трехсторонние цельные фрезы с разнонаправленными зубьями (ГОСТ 9474-73) применяют для обработки внутренних выборок, канавок и фрезерование глубоких пазов.

Рис. 2. 3. 3. 7. Фреза быстрорежущая дисковая трехстороння общего назначения (ГОСТ 37755 - 78)

Шпоночные фрезы из быстрорежущей стали (ГОСТ 914-0-78), оснащенные пластинами из твердого сплава (ГОСТ 6396-7-80), применяют для фрезерования шпоночных пазов, мерных выборок и канавок.

Рис. 2. 3. 3. 8. Фреза шпоночная цельная твердосплавная (ТУ 2 - 035 - 782 - 80)

.3.4 Сверла

Наиболее применяемым видом инструмента для обработки отверстий являются спиральные сверла.

Сверла спиральные с цилиндрическим (рис. 2. 3. 4. 1) и коническим (рис. 2. 3. 4. 2) хвостовиком диаметром 2,5 - 20мм (ОСТ 2И20-1 - 80) предназначены для обработки конструкционных материалов. Сверла обеспечивают точность обработки отверстий по 11 - 13-му квалитету. По сравнению со стандартными сверлами здесь уменьшены допуски на симметричность сердцевины сверла, осевое биение режущих кромок, радиальное биение по ленточкам.

Рис. 2. 3. 4. 1. Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком

Рис. 2. 3. 4. 2. Сверла спиральные с коническим хвостовиком

Рис. 2. 3. 4. 3. Спиральные конические сверла

На станках в зависимости от вида и характеристик отверстия используются все многообразие стандартных и нестандартных сверл.

Важнейшим фактором при обработке деталей является определение стойкости сверл с целью современной замены инструмента при достижении критического уровня износа. Повышение стойкости сверл во много зависит от правильной их заточки. Для сверл диаметром 1,5-2мм рекомендуется плоская заточка по двум или четырем плоскостям. Для сверл большого диаметра предпочтение следует отдавать заточке по конической поверхности.

Выбор угла при вершине определяется обрабатываемым материалом, отводом стружки и геометрией детали.

При сверлении глубоких отверстий приходится преодолевать трудность, связанную с выводом стружки и недостаточной жесткостью и стойкостью сверла. Многократные выводы сверла, неравномерный шаг сверления усложняют программу и увеличивают вероятность ошибок. Изменение твердости деталей в пределах одной партии требует проверки цикла глубокого сверления и создает опасность поломки сверла, что ведет к занижению режимов обработки. Поэтому для сверления глубоких отверстий необходимо использовать сверла с увеличенным углом наклона винтовой канавки и утолщенной серединой.

Рис. 2. 3. 4. 4. Сверло с отверстиями для охлаждения

Рис. 2. 3. 4. 5. Сверло одностороннего резания с внутренним подводом СОЖ

Рис. 2. 3. 4. 6. Сверла одностороннего резания с внутренней подачей СОЖ и отводом стружки

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком диаметром 5 - 20 мм (ОСТ 2И20-5 - 80) (рис. 2. 3. 4. 7) предназначены для предварительного центрования отверстий. Конструктивные отличия этих сверл от стандартных точного исполнения (ГОСТ 4010 - 70) состоят в том, что здесь уменьшена длина их рабочей части, снижены допуски на симметричность сардцевины и осевое биение сверл.

Рис. 2. 3. 4. 7. Сверло центровочное

Хвостовики сверл не имеют обратной конусности. Угол при вершине 2j =90°. Указанные изменения в конструкции позволяют увеличить точность центрования по сравнению со стандартными сверлами.

Для обработке ступенчатых отверстий применяется ступенчатые сверла (рис. 2. 3. 4. 8).

Рис. 2. 3. 4. 8. Ступенчатое сверло

.3.5 Метчики

Для нарезания резьбы с крупным или мелким шагом используют метчики. При небольшом пространстве для стружки между метчиками и дном отверстия используют метчики с прямыми канавками (ГОСТ 32656-81) или с длинной заборной частью, равной шести шагам. По канавкам таких метчиков стружка легко перемещается в передней части инструмента, так что вероятность заклинивания и поломки незначительны. Их используют для нарезания резьбы в сквозном или глухом отверстии.

При нарезании глубокой резьбы в глухих отверстиях следует применять метчики с винтовыми канавками или с короткой заборной частью, равной двум-трем шагам. При работе метчика с винтовой канавкой улучшаются условия для подъема стружки.

Точность нарезаемых резьб определяется степенью точности метчика, конструкцией патрона для нарезания резьбы резцом при одновременном перемещении рабочих органов по трем координатам. Для этой операции проектируются резцы, обеспечивающие нарезание резьбы с крупным и мелким шагом для больших диаметров.

Рис. 2. 3. 5. 1. Метчик с усиленным хвостовиком для метрической резьбы (крупные шаги) (по ГОСТ 3266 - 81)

Рис. 2. 3. 5. 2. Короткие метчики с шейкой для метрической резьбы (крупные шаги) (по ГОСТ 3266 - 81)

.3.6 Развертки

Широкое применение для окончательной обработки отверстий по квалитету H9 и H7 находят развертки различных типов (рис. 2. 3. 6. 1).

Для обработки отверстий диаметром до 10мм применяют развертки с припаянной рабочей частью из твердого сплава или быстрорежущей стали (ГОСТ 1672-80).

Для обработки отверстий диаметрами от 10 до 32мм используют цилиндрический машинные развертки. Оснащенные пластинками твердого сплава (ГОСТ 1175-80), и реже - цельные из быстрорежущей стали.

Рис. 2. 3. 6. 1. Развертки машинные цельные быстрорежущие с коническим хвостовиком (ГОСТ 1672-80, тип 2)

.3.7 Зенковки

Зенковки конические (ГОСТ 14953 - 80) (рис. 2. 3. 7. 1) предназначены для обработки центровых отверстий, снятия фасок в точных отверстиях и обработки поверхностей под крепежные детали. Рекомендуются конические зенковки с коническим хвостовиком, с углом при вершине 60, 90 и 120°.

Рис. 2. 3. 7. 1. Зенковка коническая

Зенковки цилиндрические (ОСТ 2И22-2 - 80) (рис. 2. 3. 7. 2), в том числе с износостойким покрытием, с цилиндрическими и коническими хвостовиками; предназначены для обработки опорных поверхностей под крепежные детали.

Рис. 2. 3. 7. 2. Зенковка цилиндрическая

Разрабатывая деталь изготавливается из алюминиевого сплава АК8-М.

Алюминиевые сплавы обрабатываются резанием в целом хорошо. При обработке алюминия и некоторых его сплавов основной проблемой является отвод стружки из зоны резания, т.к. образуемая основная стружка (сравнительно прочная и с трудом разрушающая) приводит к пакетированию в канавках инструментов сверл, метчиков и др.

В качестве режущего в основном используют универсальный стандартный и специальный режущий инструмент. Однако технические требования к инструменту по параметрам точности, качеству заточки, стойкости и особенно стабильности в работе на много выше, т.к. инструмент эксплуатируется в автоматическом режиме на достаточно высоких режимах резания.

Важным фактором выбора инструмента является точность обработки. Необходимо учитывать, что на станках с ЧПУ и ОЦ, используются только установочные приспособления, на которых отсутствуют направляющие втулки и накладные кондуктора, а автоматическая установка инструмента в шпиндель станка может привести к дополнительной погрешности.

Таким образом, основными критериями выбора инструмента являются его жесткость, стойкость, универсальность и точность.

В инструментальный магазин ОЦ Integrex е 410Н предусматривается установка дополнительных инструментов-дублеров, которые могут заменить изношенный или поломанный инструмент. Магазин ОЦ вмещает 30 инструмента. Мы предлагаем использовать при обработке 20 инструментов. В остальные места в магазине мы устанавливаем инструменты-дублеры.

2.4 Технологическая оснастка для станков с ЧПУ

Вследствие характерных особенностей станков с ЧПУ к станочным приспособлениям предъявляются специфические конструктивные требования. Одна из основных особенностей станков с ЧПУ - их высокая точность. Точные приспособления оказывают влияние на повышение точности обработки, поскольку погрешность, возникающая при базировании заготовки в приспособлении, является одной из основных составляющих суммарной погрешности обработки. Следовательно, приспособления к станкам с ЧПУ должны обеспечивать большую точность установки заготовок, чем приспособления к универсальным станкам. Для этого необходимо исключить погрешность базирования путем совмещения баз, погрешность закрепления заготовок должна быть сведена к минимуму, точки приложения зажимных сил нужно выбирать таким образом, чтобы по возможности полностью исключить деформацию заготовок. Точность изготовления приспособлений к станкам с ЧПУ должна быть значительно выше, чем приспособлений к универсальным станкам. Погрешность установки приспособлений на станках должна быть минимальной.

Станки с ЧПУ имеют повышенную жесткость. Следовательно, станочные приспособления для них не должны снижать жесткость системы СПИЗ при использовании полной мощности станков, а значит, жесткость приспособлений к станкам с программным управлением должна быть выше жесткости приспособлений к универсальным станкам. По этому приспособления нужно изготавливать из легированных сталей (с термической обработкой рабочих поверхностей) или модифицированных чугунов.

Поскольку при обработке на станках с ЧПУ программируемые перемещения станка и инструмента задаются от начала отсчета координат, в ряде случаев приспособления должны обеспечивать полную ориентацию заготовок относительно установочных элементов приспособления, т. е. должны лишить ее всех степеней свободы. При этом необходимо также полное базирование приспособлений на станке для обеспечения их точной ориентации относительно нулевой точки станка. Следовательно, одной из основных особенностей приспособлений к станкам с ЧПУ является необходимость ориентации приспособлений не только в поперечном направлении относительно продольного паза стола станка, но и в продольном направлении.

Для быстрой полной ориентации приспособлений на столах станков в последних помимо продольных пазов делают поперечный паз или отверстие (или и то и другое). Приспособление базируется по пазам станка посредством трех призматических или цилиндрических шпонок, по отверстию и пазу - штырем и шпонкой или двумя штырями. Ориентация инструментов для обработки отверстий на станках с программным управлением осуществляется автоматически по заданной программе, поэтому в приспособлениях отсутствуют элементы для ориентации и направления инструмента - кондукторные втулки. Следовательно на станках с ЧПУ вместо сложных кондукторов применяют простые установочно-зажимные приспособления.

Важная особенность станков с ЧПУ - обработка максимального числа поверхностей с одной установки заготовки. Следовательно, приспособления должны быть спроектированы таким образом, чтобы установочные элементы и зажимные устройства не препятствовали подходу режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям заготовки, обеспечивая при этом ее закрепление без «перехвата». Наиболее эффективным средством при обработке пяти плоскостей является закрепление заготовок со стороны установочной опорной поверхности.

Основные требования, предъявляемые к деталям, обрабатываемым на станках с ЧПУ, и влияющие на конструкцию приспособлений, могут быть сформулированы следующим образом.

. Заготовки должны иметь хорошо оформленные установочные базовые поверхности, обеспечивающие точность базирования и надежность установки, а также удобные места для приложения сил зажима, обеспечивающие надежность закрепления без деформации при отсутствии надежных установочных баз необходимо предусматривать технологические приливы, плавики, бобышки, отверстия и т. д., обеспечивающие надежное базирование заготовок по трем плоскостям или по плоскости и двум отверстиям. При отсутствии удобных для приложения сил зажима необходимо предусматривать технологические выступающие платики, буртики, бобышки, гладкие или резьбовые отверстия и т. д., обеспечивающие возможность надежного зажима заготовок без перезакрепления их в процессе обработки (Места приложения сил зажима должны быть расположены так, чтобы зажимные устройства не препятствовали свободному подходу инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям.) На станках с ЧПУ наиболее целесообразно обрабатывать детали прямоугольных форм со сплошными плавиками и приливами.

. Для исключения переустановки детали или применения дополнительных приспособлений желательно, чтобы детали не имели поверхностей и отверстий, расположенных под углом.)

. Для обеспечения высокой точности базирования предпочтительно конструировать детали, позволяющие базировать их по трем плоскостям., При этом применяют в основном чистые базовые поверхности, которые на первых операциях подготовляют на обычных универсальных станках.

. Если при обработке невозможно базировать заготовку по трем плоскостям, применяют менее точную схему базирования - по плоскости и двум отверстиям. При этом отверстия должны быть максимально удалены друг от друга и выполнены не ниже чем по 7-му квалитету.

Станки с программным управлением являются полуавтоматами, выгодно отличающимися от традиционных полуавтоматов тем, что обеспечивают возможность быстрого перехода от одной партии обрабатываемых деталей к другой с минимальным временем простоя станка. Переналадка станка, как правило, сводится лишь к замене программоносителя, на что затрачивается незначительное время. Однако существенные затраты подготовительно-заключительного времени связаны с транспортированием, установкой, закреплением, раскреплением и съемом приспособлений. Это повышает время простоя станка, доля которого в общем балансе времени обработки увеличивается с уменьшением партии обрабатываемых деталей. Большое значение имеет также отсутствие простоев станков, связанных с подготовкой приспособлений при переналадке станков на обработку новых партий деталей. Следовательно, конструкции приспособлений должны также обладать гибкостью, т. е. обеспечивать быструю переналадку, ориентацию и закрепление на станке, а также легкое отсоединение и присоединение их пневмо- или гидросистемы к источнику давления.

Как известно, наибольшая доля времени простоя станков приходится на транспортирование, установку, закрепление, раскрепление и съем обрабатываемых заготовок. На станках с ЧПУ при установке заготовок на столе станка и в стационарных приспособлениях заготовки меняют при остановке станка. Следовательно, сокращение вспомогательного времени на транспортирование и установку заготовок позволяет значительно повысить эффективность использования станков с программным управлением, особенно многоцелевых станков. Целесообразно при небольшом времени обработки применять быстродействующие ручные или механизированные зажимы, позволяющие значительно сократить вспомогательное время на закрепление и разжим обрабатываемых заготовок. В качестве зажимных устройств широко применяют универсальные гидравлические зажимные устройства с пневмогидравлическими усилителями давления. На расточных и многоцелевых (фрезерно-сверлильно-расточных) станках, поскольку заготовки обрабатывают с нескольких сторон, приспособления устанавливают на поворотном столе станка. Для подвода рабочей среды механизированных приводов к пневмо- или гидроцилиндрам зажимных устройств приспособлений необходимо предусмотреть в осях поворотных столов отверстия для присоединения трубопроводов.

Характерной особенностью применения станков с ЧПУ является увеличение затрат времени на технологическую подготовку производства. Даже при использовании работающих в автоматическом цикле многоцелевых станков, обеспечивающих автоматическую смену инструмента и заготовок, требуется значительное время на технологическую подготовку производства. Следовательно, обработка деталей на станках с ЧПУ увеличивает трудоемкость подготовки производства, и любое мероприятие, повышающее производительность труда на этапе технологической подготовки производства, значительно повышает эффективность применения станков с ЧПУ. В этом плане выгодно применять компоновки из заранее изготовленных унифицированных агрегатов, узлов и деталей или быстро переналаживать заранее изготовленные установочно-зажимные приспособления.

Возможность обработки на станках с ЧПУ, особенно на многоцелевых станках, большого числа поверхностей с одной установки резко сокращает число станочных приспособлений, необходимых для установки и закрепления заготовки при ее переустановке. Отсутствие направляющих элементов приспособлений, предназначенных для ориентации и направления инструмента, повышает точность обработки, а заменяющая их программа с течением времени не изнашивается.

Упрощение конструкций и удешевление приспособлений наряду с резким сокращением их числа обеспечивает существенную экономию затрат на подготовку производства. Помимо этого сокращаются затраты на ремонт приспособлений и их хранение.

Стандартизация унифицированных агрегатов, узлов, деталей и конструкции универсальных и специализированных приспособлений создает предпосылки для их централизованного изготовления, что в значительной мере снижает их себестоимость, повышает точность и долговечность, в результате чего повышается экономическая эффективность применения станков с ЧПУ за счет сокращения капитальных вложений на помещение и оборудование инструментальных цехов и высвобождения квалифицированных рабочих инструментальщиков.

На станках с ЧПУ наиболее целесообразно применять системы обратимых переналаживаемых приспособлений, т. е. заранее изготовленных приспособлений многократного использования, не требующих затрат времени и средств на их проектирование и изготовление.

Поскольку на станках с ЧПУ обрабатывается максимально возможное число поверхностей с одной установки заготовки и, следовательно, время обработки велико, наиболее эффективно производить смену заготовок в приспособлениях вне рабочей зоны станка, совмещая время на смену заготовки со временем работы станка. Для этой цели целесообразно применять маятниковый способ обработки, двухпозиционные поворотные накладные столы, а также универсально-наладочные угольники с двумя или четырьмя установочными поверхностями, располагаемыми на поворотных столах. Таким образом, время смены заготовок в разгрузочной позиции совмещается со временем обработки заготовки, установленной в рабочей позиции.

Конструкции приспособлении должны обеспечить быструю переналадку, ориентацию и закрепление на станке, а также легкое отсоединение и присоединение их к пневмо и гидросистемы к источнику давления.

При обработке заготовок корпусных деталей на многоцелевых станках особенно эффективно применение двух приспособлений, устанавливаемых на переходных плитах-поддонах (спутниках), обеспечивающих смену заготовок вне станка.

2.4.1 Классификация приспособлений для станков с ЧПУ

Системы приспособлений, применяемые на станках с ЧПУ, могут быть классифицированы прежде всего по степени специализации (рис. 2. 4. 1. 1).

Система универсально-безналадочных приспособлений (УБП). Конструкция УБП представляет собой законченный механизм долговременного действия с постоянными регулируемыми (несъемными) элементами для установки различных заготовок, предназначенный для многократного использования. УБП целесообразно применять на станках с ЧПУ в единичном и мелкосерийном производстве.

Рис. 2. 4. 1. 1. Классификация систем приспособлений для станков с ЧПУ

К системе универсально-безналадочных приспособлений (УБП) (рис. 2. 4. 1. 2) относятся различные патроны, в частности поводковые. Эти патроны передают крутящий момент на заготовку от шпинделя станка с помощью или хомутика, или кулачков, или торцовых ножей, врезающихся в металл левого торца заготовки при поджиме ее задним центром к переднему.

Рис. 2. 4. 1. 2. Поводковый патрон с плавающими ножами: 1 - пружина; 2 - корпус; 3 - гидропласт; 4 - нож упора; 5 - центр

Система универсально-наладочных приспособлений (УНП). Состоит УНП из универсального базового агрегата и сменных наладок. Базовый агрегат представляет собой законченный механизм долговременного действия, предназначенный для многократного использования. Под сменной наладкой понимается элементарная сборочная единица, обеспечивающая установку конкретной заготовки на базовом приспособлении.

При смене объекта производства базовая часть, а также универсальные элементы и узлы сменных наладок, которыми комплектуются УНП, используются многократно. Проектированию и изготовлению подлежат лишь специальные наладки, являющиеся наиболее простой и недорогой частью приспособлений. УНП целесообразно применять на станках с ЧПУ в мелкосерийном производстве, особенно при использовании групповых методов обработки.

Система специализированных наладочных приспособлений (СНП) (рис. 2. 4. 1. 3).

Рис. 2. 4. 1. 3. Специализированное наладочное приспособление: а - виды деталей; б - схема приспособления

Эта система обеспечивает базирование и закрепление типовых по конфигурации заготовок различных размеров. СНП состоит из базового агрегата и сменных наладок. Многократно используемый базовый агрегат предназначен для установки сменных наладок. Многоместные приспособления обеспечивают возможность смены заготовок вне рабочей зоны станка. Эффективной областью применения СНП на станках с ЧПУ является серийное производство.

Приспособление, показанное на рис. 2. 4. 1. 3, предназначено для установки заготовок деталей типа рычагов (рис. 2. 4. 1. 3, а), кулачков и др., которые базируются по плоскости и двум отверстиям при обработке по контуру.

Приспособление (рис. 2. 4. 1. 3, б) состоит из базовой плиты и сменных оправки 2, штыря 4 и опор 3, 5. Приспособление базируется на столе станка концом сменной оправки 2 и штырем 7. Заготовка базируется по плоскостям опор 3 и 5, и поверхностям оправки 2 и штыря 4 и закрепляется двумя гайками. Сменные штыри 4 вместе с опорой 5 можно при наладке приспособления устанавливать по пазу направляющих 6 приспособления в зависимости от расстояния между базовыми отверстиями заготовки.

Если использовать приспособление для установки заготовок типа кулачков по отверстию и шпоночному пазу, то применяется сменная оправка 2 со шпонкой.

Система универсально-сборных приспособлений (УСП). Компоновки УСП собираются из стандартных элементов, изготовленных с высокой степенью точности. Элементы и узлы фиксируются системой шпонка - паз. Высокая точность элементов УСП обеспечивает сборку приспособлений без последующей механической доработки. После использования компоновок их разбирают на составные части, многократно используемые в различных сочетаниях в новых компоновках. Элементы УСП постоянно находятся в обращении в течение 18 - 20 лет. Такая система не требует конструирования и изготовления приспособлений. Цикл оснащения станка приспособлением системы УСП состоит из сборки компоновки и ее установки, на что затрачивается в среднем 3 - 4 ч.

Исходным для сборки приспособления (рис. 2. 4. 1. 4), являются различные базовые элементы, с которыми (при компоновке и сборке приспособления) собираются установочные элементы, элементы дополнительного базирования, прихваты и т. д.

Рис. 2. 4. 1. 4. Система универсально-сборных приспособлений

Система универсально-сборных механизированных приспособлений для станков с ЧПУ (УСПМ-ЧПУ) является развитием УСП. Компоновки УСПМ-ЧПУ предназначены для установки заготовок на станках с ЧПУ фрезерной и сверлильной групп в условиях единичного и мелкосерийного производства. Основой комплектов УСПМ-ЧПУ являются гидравлические блоки, представляющие собой базовые плиты УСП с сеткой пазов и встроенными гидроцилиндрами, а также плиты без встроенных цилиндров. В последнем случае для механизации зажимов применяют различные гидроцилиндры (гидроприхваты).

Компоновка четырех гидроприхватов на опорной базовой плите 4 с упорными базовыми элементами 1 отличается простотой (рис. 2. 4. 1. 5, а), причем гидроприхваты обеспечивают достаточно большие усилия при креплении заготовки и являются быстродействующими. Основой гидроприхвата (с прижимной планкой 2) является гидроцилиндр 3, показанный на рис. 2. 4. 1. 5, б. Он состоит из трех основных частей: корпуса 9, поршня 5 с возвратной пружиной 7 и фиксирующей гайки 8. При подаче масла под давлением через штуцер 6 поршень поднимается вместе с одним из концов планки, поворачивая ее относительно средней опоры (винт с гайкой). Происходит закрепление заготовки. После этого, вращая вручную гайку 8 с накатанной наружной поверхностью, поднимают ее до упора в торец поршня. Теперь при снятом давлении масла в гидроцилиндре заготовка остается надежно закрепленной.

Рис. 2. 4. 1. 5. Приспособление из элементов УСПМ-ЧПУ: а - общая компоновка; б - гидроцилиндр прихвата.

Сборно-разборные наладочные приспособления (СРП). Эти приспособления специально предназначены для оснащения фрезерных станков с ЧПУ (их можно также использовать на сверлильных и многоцелевых станках). Элементы СРП-ЧПУ фиксируются системой палец - отверстие, в отличие от УСП, где фиксация осуществляется системой шпонка - паз. Система палец - отверстие гарантирует более высокие точность, жесткость и стабильность параметров приспособления. Фиксирующие отверстия выполнены во втулках из прочного и износостойкого металла, втулки запрессованы в корпуса плит и угольников. Для крепления базовые элементы комплекта снабжены Т-образными пазами.

В комплект СРП-ЧПУ входят базовые сборочные единицы (рис. 2. 4. 1. 6) - 2-5 %; прижимные элементы (рис. 2. 4. 1. 7) - 18-20 %; опорные элементы (опоры регулируемые, подводимые, самоустанавливающиеся, планки, подкладки) - 8-10%; установочные элементы пальцы, штыри, шаблоны) - 15-20 %; крепежные детали - 45-50%; пружины, переходные планки для дополнения приспособлений элементами из комплектов УСП - 2-5 % от общего числа единиц.

Для механизации закрепления в комплект входят прямоугольные и круглые плиты со встроенными гидравлическими цилиндрами, а также отдельные гидравлические прижимы.

Сборно-разборные приспособления компонует наладчик на специализированном участке. Он использует карту наладки приспособления, в которой приведен перечень базовых и прижимных элементов приспособления, указаны базовые поверхности и места их расположения, вид привода, габаритные размеры по высоте.

Гидравлические цилиндры, встроенные в базовые сборочные единицы, работают под давлением 10,0-15,0 МПа от электрогидравлических усилителей давления. При использовании электрогидравлического насоса цилиндры подключают или к гидросистеме станка, или к отдельной насосной станции, содержащей насосную установку, резервуар для масла, фильтры, контрольно-регулирующую аппаратуру. Одна такая установка может обслуживать несколько станков.

Рис. 2. 4. 1. 6. Базовые сборочные единицы комплекта СРП-ЧПУ:

а - прямоугольная плита; б - стойка; в - круглая плита; г - делительная стойка

Рис. 2. 4. 1. 7. Прихваты, входящие в комплект СРП-ЧПУ: а - качающийся; б - гидравлический передвижной с регулируемой опорой; в - Г-образный; г - угловой откидной; д - откидной;

Иногда для привода зажимного устройства используют наборы тарельчатых пружин (ГОСТ 3057-79*), а с помощью гидравлики снимают усилие и раскрепляют заготовку.

Такой зажимный элемент (рис. 2. 4. 1. 8) имеет внутри корпуса пружины 3, упирающиеся в рабочий стержень. При подаче масла через штуцер 4 поршень 2 сжимает пружины и обеспечивает раскрепление. Пружинный зажим обеспечивает постоянную силу закрепления и безопасность в случае падения давления масла в гидросистеме.

Рис. 2. 4. 1. 8. Пружинно-гидравлический цилиндр толкающего действия

Рис. 2. 4. 1. 9. Приспособление-спутник; а - плита приспособления-спутника станка ИР 500МФ4; б - плита с закрепленным на ней приспособление; а - приспособление в собранном виде с установленной деталью.

Соединять различные гидроцилиндры с источником питания очень удобно с помощью быстроразъемной муфты.

При использовании СРП для многоцелевых станков часто базовую плиту выполняют как основание приспособления-спутника. Это жесткая плита (рис. 2. 4. 1. 9, а) с точно обработанными поверхностями, имеющая направляющие для прямолинейных перемещений. На такой плите 4 (рис. 2. 4. 1. 9, б) размещают базовые элементы, предназначенные для установки заготовки. Каждый элемент закрепляют в нужном положении с помощью сухаря, вставленного в Т-образный паз, и болта с внутренним шестигранником, пропущенным через отверстие опоры. В качестве крепежных элементов используют шпильки 2, ввернутые в резьбовые отверстия плиты или в сухари, вставленные в Т-образные, пазы, и регулируемые по высоте упоры 3, закрепленные в плите таким же образом. Заготовки закрепляют прихватами и гайками, навернутыми на верхние концы крепежных шпилек (рис. 2. 4. 1. 9, е). Для получения нужной силы зажима можно использовать электромеханический или гидромеханический ключ, расположенный на рабочем месте, где заготовки устанавливают в приспособление-спутник перед подачей его на станок.

Предусмотрена также возможность использования для закрепления заготовок сменных силовых приводов, устанавливаемых взамен зажимных гаек.

Обычно в системе станка приспособление-спутник с закрепленной заготовкой подается на основной стол станка и удаляется с него в разгрузочную позицию автоматически.

Поясним это на примере (рис. 2. 4. 1. 10). Станок имеет один точный поворотный стол в, установленный на жесткой станине 7.

Прямолинейных перемещений у стола нет, их выполняет стойка со шпиндельной бабкой. На поворотном столе и расположенной слева от него загрузочно-разгрузочной позиции А находятся плиты-спутники 3 и 5. Спутники имеют горизонтальную базовую плоскость и планки 2 и 4, позволяющие точно ориентировать заготовку в пространстве. Сетка резьбовых отверстий служит для расстановки других базовых и крепежных элементов.

Рис. 2. 4. 1. 10. Устройство замены приспособления-спутника на станке: а - общий вид; б - схема действия

Справа от стола станка находится вторая загрузочно-разгрузочная позиция Б. Для того чтобы уяснить цикл работы станка, представим, что на спутнике 5 закреплена заготовка и станок выполняет ее обработку сначала с одной, а затем после поворота стола вместе со спутником с других сторон. За это время на спутник, находящийся в позиции А, устанавливают вторую заготовку. Когда обработка первой заготовки закончится, спутник 5 автоматически передвинется в позицию Б для разгрузки, а на его место поступит спутник 3 со второй заготовкой. В дальнейшем «маятниковое» движение спутников будет повторяться. Для перемещения их с позиций А в Б имеются поддерживающие 6 и направляющие 1 ролики.

Транспортирующим органом служит гидроцилиндр 14, шток 15 которого связан со штангой 11. На штанге имеются захваты 10 и 13, которые могут входить в зацепление с замками 9 и 12 спутников. Для этого штанга поворачивается относительно горизонтальной оси (с помощью механизма, не показанного на рисунке). Отводить захваты от спутников необходимо для того, чтобы можно было поворачивать спутник, находящийся в рабочей позиции.

При использовании приспособлений-спутников возникают определенные трудности, связанные с необходимостью точно фиксировать спутник на столе станка. Эта задача решается двумя путями.

Первый путь базирование спутника на столе станка по плоским направляющим и двум базовым фиксаторам с последующим закреплением. В этом случае может появиться погрешность установки вследствие наличия зазоров и изнашивания фиксаторов и их направляющих, а также базовых отверстий спутников.

Второй путь, более сложный,- контроль положения спутника после его закрепления на столе станка с последующим вводом коррекции, учитывающей погрешность положения спутника, в УП.

Закрепляют спутники на столе станка двумя основными способами. Первый - с помощью силового привода (как правило, гидравлического), при этом необходимо подводить масло высокого давления к подвижному и поворотному столам. Второй способ несколько проще. Спутник закрепляют с помощью Г-образных прихватов, автоматически вводимых в пазы плиты спутника и поджимающих его к направляющим с помощью мощных тарельчатых пружин. Пружины обеспечивают постоянство силы закрепления спутника в процессе обработки заготовки. Тогда при смене заготовок встает задача не закрепления, а раскрепления путем принудительного сжатия тарельчатых пружин.

Система универсально-сборной и переналаживаемой оснастки (УСПО). В отличии от системы УСП вместо шпоночного соединения элементов приняты беззазорные способы базирования элементов.

Основой комплекса являются детали и сборочные единицы различных конструкций, имеющих конкретное функциональное назначение, из которых методом агрегатирования можно компоновать без пригонки приспособления для выполнения любых операций.

При штифтовом способе два элемента, имеющих глухие цилиндрические отверстия, фиксируются на два сборочных штифта (рис. 2. 4. 1. 11, а).

Рис. 2. 4. 1. 11. Беззазорные штифтовые и шариковый способ соединения элементов

Каждый штифт состоит из пальца 1 с двумя коническими поверхностями, двух разрезных втулок 2 и двух эластичных шайб. При сборке соединение под давлением силы, создаваемым болтом или шпилькой, опора 3 прижимается к плите 4. При этом донышки отверстий давят через шайбы на втулки, которые, перемещаясь по пальцу, увеличиваются в диаметре, выбивая зазор, и создают натяг в соединении.

При шаровом способе (рис. 2. 4. 1. 11, б) любая пара элементов, имеющая специальные конические отверстия (лунки), фиксируются на два шарика 2, каждый из которых имеет центральное отверстие и прорезь. Элемент 1 под действием зажимного элемента (болта или шпильки прижимается к плите. При этом шарики сжимаются до полного контакта соединяемых элементов.

Комплекс УСПО на серии (8, 12, 16), отличающихся друг от друга диаметрами крепежных элементов 8, 12, 16 мм, а так же габаритными и установочными размерами.

По функциональному назначению элементы комплекса УСПО подразделяются на следующие группы: базовые, корпусные, установочные, направляющие, крепежные, средства механизации замены заготовок, разные.

К группе корпусных деталей относятся элементы комплексов, предназначенные для создания корпусов приспособлений.

Установочные детали используются в компоновках приспособлений в качестве баз для установки обрабатываемых заготовок: колчанов опор, дисков, пальцев, упоров, штырей.

Направляющие детали. К ним относятся шпонки, штифты, втулки, валики, колонки и другие детали, используемые при компоновке приспособлений для взаимной ориентации относительно друг друга, а так же ориентации инструмента относительно базовых элементов приспособлений.

Зажимные детали. К ним относятся прихваты различных конструкций, прижимы, зажимы, планки, качалки, быстросъемные шайбы и другие элементы, предназначенные для закрепления обрабатываемых заготовок.

Крепежные детали: шпильки, вины, болты, гайки и другие, предназначенные для сборки резьбовых соединений.

Немеханизированные сборочные единицы включают в себя сборочные единицы, которые не разбираются на отдельные детали при разборке приспособлений.

Базовые механизированные сборочные единицы предназначены для сборки механизированных приспособлений для станков с ЧПУ.

Отличая средств механизации УСПО от средств механизации УСПМ - ЧПУ в том, что все гидравлические устройства рассчитаны на рабочее давление 20 МПа вместо 10 МПа, а вместо Т - и П - образных пазов гидроблоков нанесена сетка базирующих и крепежных отверстий.

Система неразборных специальных приспособлений (НСП). Обычно НСП используют в условиях массового и крупносерийного производства. Приспособления этой системы не являются переналаживаемыми. Детали нельзя повторно использовать в других компоновках. Конструкции приспособлений предназначены для одной определенной детале-операции. На станках с ЧПУ такие приспособления целесообразно применять лишь как исключение в том случае, если нельзя применить ни одну из переналаживаемых систем. Для станка с ЧПУ конструкция такого приспособления должна быть максимально упрощена. Проектируют НСП по определенным правилам и методикам. Разработка технических условий на проектирование приспособлений. Технические условия (ТУ) на разработку приспособления составляются при наличии РТК, в которой уже определены координатная система детали, исходная точка и положение в координатной системе базовых элементов приспособления. Для составления ТУ необходим также чертеж заготовки, по которому при разработке РТК выбирают базовые поверхности при различных установках. Кроме того, должны быть учтены требования техники безопасности по выбору расстояния от точки начала обработки (или точки выноса инструмента) до детали.

Технические условия на проектирование приспособлений оформляют на специальном бланке. Они содержат схему и поясняющий текст, в которых должны указаны: схема базирования заготовки с определением всех баз и мест закрепления прижимов, прижимающих заготовку к базам; увязка базовых поверхностей детали с осями координат тали и (если необходимо) станка, фиксирующими элементами приспособления а исходной точкой; перечень обрабатываемых поверхностей; тип приспособления, вид привода и особые требования к зажимным устройствам; габаритные размеры приспособления по высоте и высота выступающих над обкатываемой деталью элементов приспособления; шифр изделия, номер чертежа, наименование детали, шифр и номер PTK; дополнительные указания технолога, связанные с особенностями обработки детали на станке с ЧПУ. В ряде случаев к ТУ прилагают операционный эскиз. При разработке приспособления необходимо пользоваться паспортом станка, определяющим наладочные и присоединительные места станка. Эти данные приводятся также в некоторых справочниках.

3. Организационный раздел

.1 Организация складского хозяйства в механическом цехе

Задача складского хозяйства заключается в приеме, хранении, учете материалов и регулировании уровня их запаса, подготовке готовой продукции к отправке потребителю. Важную роль в организации работы складов играет подготовка материалов к выдаче в производство, организация заготовительных отделений в составе складского хозяйства /13/ 249 c.

На складах выполняются большой объем погрузочно-разгрузочных работ, перемещение материалов. Поэтому основным направлением в развитии складского хозяйства является комплексная механизация и автоматизация работ, направленная на повышение производительности труда и ликвидацию тяжелых ручных операций; улучшение использования складских помещений и сокращение издержек.

По функциональному назначению склады подразделяют на заводские и цеховые.

Особенности организации складского хозяйства механического цеха

Устройство и оснащение складов зависят от ряда факторов. Определяющие из них - грузооборот, длительность хранения, форма и габариты изделий, требования к условиям хранения, вид применяемой тары, требования комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ и внутри складских работ, а также объем и частота поставок и отправлений, вид используемого подвижного состава.

В зависимости от этих факторов материалы и готовые изделия могут храниться на специально оборудованных открытых площадках, под навесами, в отапливаемых и не отапливаемых помещениях. Например, склады тарных и штучных грузов размещают, как правило, в закрытых специально оборудованных помещениях. Площадь склада разбивают на участки, отделяя, их друг от друга проходами или проездами. Каждый участок специализируют по характеру складских операций или по виду материалов. Тарные и штучные грузы можно хранить на специальных стеллажах в штабелях, в контейнерах, на поддонах с многоярусной установкой. Могут храниться материалы на аккумулирующих устройствах средств непрерывного транспорта.

Для механизации погрузочно-разгрузочных работ и внутрискладских операций применяют различные устройства и машины: краны-штабелеры, электропогрузчики, кран-балки и мостовые краны, электрокары и различного рода средства непрерывного транспорта. Для комплексной механизации используют быстродействующие автоматические стропы и захваты. В последние годы получили развитие автоматизированные склады тарно-штучных грузов, оборудованные системами машин, обеспечивающими транспортировку, установку и поиск материалов по специальным программам с использованием роботов.

Для оценки уровня оснащенности складов погрузочно-разгрузочными средствами и механизмами применяют показатель насыщенности средствами механизации /14/.

м =Qптр/Qскл

где Qптр - суммарная грузоподъемность всех средств механизации, т; Qскл - грузооборот склада, за расчетный период, т.

Для комплексной механизации и автоматизации транспортных и складских операций большое значение имеет укрупнение грузовых единиц путем применения контейнеров и средств пакетирования (поддонов всех типов, строп, кассет, обвязок, прокладок и т. п.).

Парк контейнеров и средств пакетирования

где Qк - объем перевозок грузов (грузооборот) на расчетный период, т; nкр; nкн - потребность в контейнерах (средствах пакетирования) в связи с неравномерностью перевозок, нахождением в ремонте, % общего парка; Рк - выработка на один контейнер (средств пакетирования) за расчетный период, т; Рк =qk(Fк - а)/Тo (здесь qk - статическая нагрузка контейнера, средства пакетирования, т); Fк - число календарных дней в расчетном периоде; а - время нахождения контейнеров (средств пакетирования) в нерабочем состоянии, дни; То - среднее время оборота контейнера (средства пакетирования), сут.

Для обеспечения нормального хода производства в цехе должны иметься склады металла, заготовок, межоперационные склады и склады готовых деталей. Размеры складов определяются масштабом и характером производства.

Склады металла устраиваются при механическом цехе с большим объемом производства, если он проектируется с заготовительными отделениями или участками для разрезки и подготовки пруткового материала (зацентровка, обдирка, правка); при небольшом объёме производства целесообразнее организовать единый общезаводской склад металла.

Прутковый материал хранится на складе в стеллажах, которые должны быть расположены параллельно оси автомобильного или железнодорожного пути, что исключает необходимость разворота металла в процессе транспортирования. Хранение металла должно быть раздельным по типоразмерам и маркам.

Склады заготовок должны, как правило, (размещаться при соответствующих заготовительных цехах. Если заготовки поступают со стороны (по кооперации), то склады устраиваются при механических цехах или корпусах. Для достижения прямого и кратчайшего пути движения заготовок цеховые склады должны размещаться в начале соответствующих технологических потоков механических цехов.

Склады металла и заготовок могут располагаться как внутри производственного здания, так и снаружи его, на крытых или открытых эстакадах. В последнем случае в механических цехах предусматриваются площадки для хранения минимального запаса заготовок (2-3 дня) с целью сравнивания их температуры (особенно в зимнее время) с температурой воздуха внутри цеха. В цехах поточного производства для хранения заготовок предусматривают площадки в начале поточных линий.

Межоперационные склады устраиваются только в не поточном производстве. В поточном производстве необходимый для обеспечения нормальной работы линии межоперационный запас деталей-полуфабрикатов хранится непосредственно у станков.

Склады готовых деталей располагают в конце участков или линий механической обработки, за контрольным отделением, по пути движения деталей на сборку. В лоточном производстве склады готовых деталей представляют собой или особо выделенные складочные площадки, расположенные в концах поточных линий, или подвижные склады-конвейеры (подвесные, пластинчатые и др.).

Величину площади складов определяют исходя из необходимости хранения определенного количества запаса металла, заготовок, полуфабрикатов или деталей и учитывая допустимую грузонапряженность пола складского помещения. При расчете пользуются формулой

где S - площадь склада в м2;

А - нормальное время хранения на складе грузов в календарных днях;

Q - масса металла, заготовок или деталей, обрабатываемых в цехе в течение года, в т;

q - допустимая средняя грузонапряженность площади cклада в т/м2;

К - коэффициент использования площади склада, учитывающий проходы проезды;

М - количество рабочих дней в году.

Для более точных расчетов, когда - известны число и габаритные размеры складируемых материалов, площадь складов определяют путем планировки материалов, крупных заготовок, стеллажей и тары.

При расчете площадей межоперационных складов массу полуфабрикатов принимают на 7-8% большей чистой массы деталей.

Для снабжения станков смазочно-охлаждающими жидкостями в механическом цехе следует предусматривать эмульсионную станцию и склад масел. Отдельно стоящие станки на различных участках цеха получают питание от индивидуальных охлаждающих систем. Жидкости к таким станкам подаются через разборные краны, установленные на колоннах. Особо крупные станки с большим расходом охлаждающих жидкостей обслуживаются индивидуальной циркуляционной установкой.

В проекте механического цеха предусматривают также цеховые склады масел. Обычно их используют для обслуживания всех цехов корпуса. В механических цехах масло расходуется на заливку и последующую смену масла в емкостях станков, на доливку и ручную смазку трущихся элементов станков. В небольших цехах подача масел к станкам осуществляется в таре. В крупных цехах, предусматривают централизованное снабжение цеха маслом по трубопроводам. Отработанные масла поступают обратно на склад для фильтрации и регенерации.

Площадь склада масел составляет 10-20 м2. Эмульсионную станцию и склад масел размещают в помещениях у наружной стены с отдельным выходом наружу. В крупных механических цехах эмульсионные станции следует располагать вместе со складом масел.

Современные высокопроизводительные станки, оснащенные десятками режущих инструментов и работающие на высоких скоростях, дают до 100 кг стружки в час. Переработка стружки в зависимости от объема отходов может производиться в отделениях, создаваемых при механических цехах или корпусах, или при заводском утильцехе. В отделениях цехов устанавливается комплект оборудования для дробления, промывки, обезжиривания, сушки и брикетирования или пакетирования стружки. Кроме того, на производственных участках устанавливаются центрифуги для отжатия мокрой и промасленной стружки перед поступлением в отделение переработки. Стружкодробилки также иногда устанавливают на производственных участках цеха.

.2 Организация и структура управления в механическом цехе

На рис. 3. 2. показана наиболее распространенная схема управления цехом. Цехи и его подразделения работают в соответствии с положением о цехах и производственных участках, утвержденным директором предприятия (объединения) /13/ 515 c.

Рис. 3. 2. Схема управления механическим цехом

Начальник цеха подчинен директору предприятия. Он руководит цехом на основе единоначалия и персонально отвечает за состояние цеха, психологический климат в коллективе и за результаты всех видов его производственно-хозяйственной деятельности.

Начальник цеха направляет работу коллектива на обеспечение трудовой и плановой дисциплины, на применение передовых методов труда, на вскрытие и рациональное использование резервов, на повышение эффективности производства и качества продукции. Начальник цеха обязан всемерно поддерживать передовые начинания и творческую инициативу рабочих, принимать энергичные меры по устранению недостатков, периодически отчитываться перед собранием или производственным совещанием коллектива цеха о результатах его работы, о реализации предложений работников цеха. Начальник цеха обязан уделять большое внимание улучшению условий труда и быта работников цеха. Начальник цеха должен быть особенно требовательным к нарушителям трудовой дисциплины, принимая к ним меры воспитательного и административного воздействия.

В зависимости от степени централизации функций обслуживания цехов в подчинении начальника цеха находится следующий аппарат управления:

–       технологическое бюро, которое ведает разработкой рабочей технологии, инструктажем мастеров по ее применению, контролем за соблюдением технологической дисциплины на производственных участках; в подчинении начальника техбюро находятся группа инженеров-технологов, техник по инструменту, мастерская по ремонту несложной технологической оснастки; архив технической документации цеха; инструментальные кладовые;

–       бюро труда и заработной платы, которое ведает нормированием, тарификацией и материальным стимулированием труда, выявлением заниженных норм, организацией социалистического соревнования и научной организацией труда, контролем за рациональным использованием фонда заработной платы фонда материального поощрения;

–       бюро планово-экономическое (экономист цеха), которое ведает разработкой плана экономического и социального развития цеха, доведением показателей плана до участков и бригад, учетом и контролем выполнения плана, внедрением хозрасчета в подразделениях цеха, анализом конечных результатов работы цеха;

–       производственно-диспетчерское бюро (ПДБ), которое ведает разработкой оперативно-календарных планов цеха, участков и бригад, их материальным обеспечением на каждую смену, использованием оборудования по мощности и времени, организацией бесперебойной, ритмичной работы всех участков, выполнением ими сменно-суточных заданий и месячных планов выпуска продукции в установленной номенклатуре и качеству; в ведении ПДБ цеха находятся цеховые склады материалов, заготовок и готовой продукции, а также внутрицеховой транспорт;

–       бюро цехового контроля, которое занимается межоперационным и окончательным контролем продукции цеха, его оборудования и технологической оснастки, разработкой и реализацией профилактических мероприятий по предупреждению брака; работники бюро цехового контроля в части соблюдения трудовой дисциплины и правил внутреннего распорядка подчиняются начальнику цеха, а в части оценки качества продукции только главному контролеру предприятия (объединения);

–       механик цеха, который руководит слесарями и электриками и организует техническое обслуживание, текущий и средний ремонт оборудования цеха по графику, утвержденному главным механиком и главным энергетиком предприятия, контролирует эксплуатацию оборудования;

–       бюро инструментального хозяйства, которое составляет заявки на необходимый цеху инструмент, руководит работой инструментально-раздаточной кладовой и осуществляет надзор за эксплуатацией инструмента;

–       завхоз цеха, который руководит обслуживающими рабочими и отвечает за порядок в гардеробе, санитарное состояние помещений цеха.

–       бухгалтерия, которая производит расчеты с рабочими и служащими, а также калькулирует себестоимость продукции.

3.3 Организация производства детали типа корпус и планировка механического цеха по усовершенствованному технологическому процессу

.3.1 Исходные данные:

.1 Изготавливаются 18 машинокомплектов. Деталями представителями машинокомплекта являются детали: Корпус А, Корпус Б, Корпус В, Корпус Г, Корпус Д, Корпус Е, Корпус Ж, Корпус З, Корпус И, Корпус К, Корпус Л, Корпус М, Корпус Н, Корпус О, Корпус П, Корпус Р, Корпус С, Корпус Т. (корпусные детали).

.2 Годовой объем товарной продукции 215000 н.ч.

Деталь-представитель “Корпус Б”.

.3 Тип производства: среднесерийный.

.4 Режим работы цеха: двухсменный.

.5 В цехе 2 участка.

.6 Коэффициент выполнения норм: квн=1,2.

.7 Трудоемкость изготовления деталей:

3.3.2 Определение приведенной программы цеха

Для того, чтобы рассчитать приведенную программу цеха, необходимо определить общий коэффициент приведения /16/:

,

где Км - коэффициент привидения по массе;

Кс - коэффициент приведения по массе;

Ксл - коэффициент привидения по сложности.

Коэффициент приведения по массе определяется по формуле:

,

где mi - масса приводимого изделия;

mпр - масса изделия-представителя.

Коэффициент приведения по серийности определяется по формуле:

,

где Nпр - годовая программа выпуска изделия-представителя;

Ni - годовая программа выпуска приводимого изделия.

Коэффициент привидения по сложности определяется по формуле

,

где Нi - число оригинальных деталей в приводимом изделии;

Н - число оригинальных деталей в изделии-представителе.

Т. к. все изделия состоят из одной детали, то Ксл=1.

Приведенная программа цеха определяется по формуле: N=Ко´Ni

Рассчитанную приведенную программу по цеху округляется до 109100 шт. Т. к. в цехе 2 участка, то приведенная программа по участку будет 54550.

3.3.3 Выбор и определение количества основного (технологического) оборудования

При разработки проекта серийного производства по заданному техпроцессу, когда известны типоразмеры используемого оборудования и трудоемкость по операциям, расчет ведется по каждому типоразмеру оборудования:

,

где Сpj - расчетное число станков j-го типоразмера ,шт;

Ткj - объем товарной продукции, нормо-часов;

N - годовая программа, шт;

tшк - выбирается по операциям для детали представителя, часов;

Fдо - действительный (расчетный) годовой фонд времени работы оборудования, станко-часов;

Квн - коэффициент выполнения норм (Квн = 1,2)

Годовой действительный фонд времени работы оборудования определяется по формуле:

до=D´S´q(1-0,01b),

где D - число рабочих дней в году (D = 254 дня);

S - сменность работы оборудования (S = 2 смены);

q - продолжительность смены (q = 8 часов);

b - процент потерь времени на ремонт оборудования (для станков b = 3%, для верстаков b = 0%).

Fдо ст=254´2´8´(1-0,01´3) = 3942,08 ч.

Fдо контр.=254´2´8´(1-0,01´0) = 4064 ч.

Полученное расчетом количество станков Ср округляется до ближайшего большего целого числа и обозначается Спр.

Коэффициент загрузки оборудования определяется по формуле:

Расчет оборудования для базового ТП:

Расчет оборудования для проектируемого ТП:

.3.4 Определение количества основных рабочих

К основным рабочим относятся станочники, операторы и наладчики автоматических линий, слесарь, сборщики и т. д., т. е. рабочие занятые непосредственно изготовлением и обработкой деталей (изделий).

Численность основных рабочих определяется исходя из общей трудоемкости обработки (Тк), действительного годового фонда времени работы рабочего (Фд), коэффициента выполнения норм времени (Квн) и коэффициента многостаночного обслуживания Км=1,3-1,5.

литье корпусный деталь инструмент

Действительный годовой фонд времени рабочего зависит от календарного фонда (Фк), выходных и праздничных дней в году (Фпр), целодневных невыходов на работу (Фцн), продолжительность рабочего дня (q = 8) и рассчитывается по формуле:

Фд = (Фк-Фпр-Фцн)´q

По таблице выбираем Фцн = 10% от 254.

Rосн округляется до ближайшего большего целого и заносится в колонку “принятое количество основных рабочих”.

Расчет численности основных рабочих для базового ТП:

Расчет численности основных рабочих для проектируемого ТП

.3.5 Определение количества вспомогательных рабочих цеха и МОП

К вспомогательным относятся рабочие, обслуживающие производство: наладчики, контролеры ОТК, транспортные и подсобные рабочие, рабочие по ремонту инструмента и оборудования и т. д.

К категории МОП относятся уборщики служебных и бытовых помещений, дворники, гардеробщики, курьеры.

Количество вспомогательных рабочих (Rвсп) и МОП рассчитывается исходя из численности основных рабочих и округлением до ближайшего большего целого числа.

всп = Квсп´Rосн, где Квсп - нормативный коэффициент

всп = 0,025´120 = 1,45 и т. д.

Расчет количества вспомогательных рабочих цеха и МОП для базового ТП:

Расчет количества вспомогательных рабочих цеха и МОП для проектиркемого ТП:

.3.6 Определение численности ИТР и служащих

К категории инженерно-технических работников относятся работники, выполняющие обязанности, связанные с техническим руководством производственными процессами, или занимающие должности, для которых требуется квалификация инженера или техника: начальники цехов и их заместители, технологи, мастера и т. д.

К категории служащих относятся персонал, выполняющий работы по счету, отчетности, снабжению и т. д.

Определение количества ИТР и служащих производится по штатному расписанию в соответствии со схемой управления или укрупненно по числу основных рабочих.

Расчет количества ИТР и служащих для базового ТП:

Расчет количества ИТР и служащих для проектируемого ТП:

Сводная таблица работающих в цехе.

Базовый ТП

Сводная таблица работающих в цехе.

Проектируемый ТП.

.3.7 Расчет площади производственных участков

S = Sуд ´ Спр,

где Sуд - удельная площадь на единицу оборудования, м2;

Спр - принятое количество единиц оборудования

Sуд.стч(станки с ЧПУ, ТЕМ, КИМ, УЗУ) = 14 м2

Sуд.ст(вертикально-сверлильный) = 10 м2

Sуд.верст (КС)= 8 м2

S = Sуд.стч ´ Спр.ст + Sуд.ст ´ Спр.ст + Sуд.вр ´ Спр.вр = 14 ´ 24 +10 ´ 4 + 8 ´ 4 = 408 м2

Sсекц = 216 м2

К полученной площади, занятой непосредственно оборудованием прибавляем еще площадь 4 секции на производственные проходы, резервные места, места для складирования:

произ.расч = S + 4Sсекц = 408 + 864 = 1272 м2

Количество секций, занятых оборудованием определяется по формуле:

 =  = 5,89

Полученное значение округляется до целого: nсекц.пр = 6

Окончательная производственная площадь:

Sпр = nсекц.пр ´ Sсекц = 6 ´ 216 = 1296 м2

.4.8 Расчет площади служебно-бытовых помещений

Укрупненный расчет ведется для всего комплекса бытовых и служебных помещений предприятия по показателям развернутой площади на 1000 работающих на предприятии по списочному составу, на которых приходится Sудел м2 служебно-бытовых помещений /15/ 279 с.:

На основании этого составляется пропорция:

работающих - 2520 м2

108 работающих - Х м2, тогда

Полученные площади заносятся в таблицу:

.3.9 Расчет площади вспомогательных отделений

. Заточное отделение предусматривается для централизованной переточки режущего инструмента. Основным его оборудованием являются заточные станки. Количество заточных станков:

Сзат = Спр ´ 0,04,

где, Спр - принятое количество металлорежущих станков;

Сзат = 14 ´ 0,04 = 1

Общая площадь заточного отделения:

зат = Сзат ´ Sудел ´ 0,8,

где, Sудел - удельная площадь на единицу оборудования

Sзат = 1 ´ 10 ´ 0,8 = 8 м2.

. Отделение ремонта инструмента и оснастки предназначается для выполнения среднего и текущего ремонта инструмента и оснастки. Количество основных станков отделения определяется по нормам (в данном случаи - 3 станка). Общая площадь отделения определяется по норме 20-22 м2 (при мелких изделиях) на один основной станок отделения:

реи = Sудел.рем ´ Cрем ´ 0,8= 20 ´ 3 = 48 м2.

. Инструментально-раздаточная кладовая служит для снабжения рабочих мест инструментом, а также для их проверки.

Sуд.нор. = 0,4÷1

ирк = Sудел ´ Спр =0,8 ´ 14 = 11 м2.

. Контрольные отделения и пункты следует размещать рядом с обслуживаемыми ими участками. Укрупненно площадь контрольного отделения определяют по норме Sотк = (5-6) м2 на одного работника контроля, работающего в отделении, с применением коэффициента Котк = (1,5-1,75) на расположения оборудования, инвентаря и проходов. Количество работников ОТК берется из таблицы “Численность вспомогательных рабочих”

отк = Sудел.ОТК ´ RОТК ´ КОТК = 5 ´ 2 ´ 1,5 = 15.

. Кладовые приспособлений и абразивов служит для снабжения рабочих мест приспособлениями и абразивом.

присп = Sудел ´ Спр =0,8 ´ 14 = 11 м2.

6. Площадь отделения для приготовления и раздачи СОЖ укрупненно определяется в зависимости от количества технологического оборудования. Т. к. количество оборудования до 60, тогда SСОЖ = 35 м2.

. Площадь отделения для сбора и переработки стружки определяется в зависимости от количества технологического оборудования. Т. к. количество станков до 60, тогда Sструж = 60 м2

. Площадь помещения энергетических санитарно-технических установок Sэс= 15 м2.

. Склады:

Заготовок S = 20 м2.

Вспомогательных материалов S = 20 м2.

Готовой продукции S = 20 м2.

Межоперационный S = 20 м2.

- ЛВЖ S = 20 м2.

.3.10 Расчет общей площади цеха

Предварительная площадь цеха определяется по формуле:

Sцеха.расч = Sпр + Sвспом + ,

где, Sпр - производственная площадь

Sвспом - площадь вспомогательных помещений

Sсл-быт - площадь служебно-бытовых помещений

Sцеха.расч = 1296 + 312 +  = 1719,78 м2

Предварительное количество секций определяется по формуле:

Расчетное число секций округляем до ближайшего большего целого числа:

nсекц = 8

Окончательная площадь цеха определяется по формуле:

цеха = nсекц ´ Sсекц = 8 ´ 216 = 1728 м2.

4. Раздел безопасности жизнедеятельности

.1 Анализ вредных и опасных факторов на рабочем месте станочника

В процессе труда человек взаимодействует со средствами производства, с производственной средой и с предметами труда. При этом он, как правило, подвергается воздействию большого числа факторов, различных по своей природе, формам проявления, характеру действия и ряду других показателей, которые влияют на здоровье и работоспособность человека /17/, /18/.

Производственные факторы в зависимости от последствий, к которым может привести их действие, принято подразделять на опасные и вредные. Фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому резкому ухудшению здоровья, называется опасным производственным фактором (опасным фактором). Фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности, называется вредным производственным фактором (вредным фактором). В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный фактор может стать опасным.

По природе действия на организм рабочего опасные и вредные производственные факторы подразделяются на три группы: физические, химические, психофизические.

К опасным и вредным физическим производственным факторам относят: факторы, характеризующие оборудование, технологию - движущиеся машины и механизмы, подвижные части оборудования, передвигающиеся изделия, заготовки и материалы, разрушающиеся конструкции, острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхности заготовок, инструментов и оборудования, повышенный уровень вибрации, расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли, повышенная температура поверхностей оборудования и материалов, повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека, повышенный уровень статического электричества. Для снижения опасности данных факторов с каждым работающим за станком человеком, следует проводить в установленной очередности инструктаж по технике безопасности, а в процессе работы проверять у него знание и соблюдение им требований техники безопасности.

Факторы, характеризующие производственную среду - повышенная запыленность или загрязненность воздуха рабочей зоны, повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны, повышенный уровень шума на рабочем месте, повышенный уровень ультразвуковых колебаний, повышенный уровень инфразвуковых колебаний, повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне, повышенный уровень электромагнитных излучений, повышенная напряженность магнитного поля, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, повышенная яркость света, пониженная контрастность, повышенная пульсация светового потока, повышенный уровень инфракрасной радиации. Если правильно спроектировать и установить вентиляционные установки, то опасность повышенной запыленности и загазованности воздуха можно сократить до установленных пределов. Для защиты от контактного воздействия ультразвука, которое чаще всего бывает на руки в момент загрузки и выгрузки деталей из ультразвуковых ванн, необходимо использовать рукавицы или перчатки. Для защиты от поражения электрическим током следить за состоянием электропроводки, всех выключателей и розеток.

Химически опасные и вредные производственные факторы подразделяются по характеру воздействия на человека: токсические (вызывающие отравления организма), раздражающие (вызывающие раздражение дыхательного тракта и слизистой оболочки), канцерогенные (приводящие к изменению наследственности), влияющие на репродуктивную функцию (детородную, на воспроизводство потомства), по пути проникновения в организм человека: через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Психофизические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на физические (статические, динамические и гиподинамические) и нервно-психологические перегрузки (умственное напряжения, перенапряжения анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегрузки).

К опасным и вредным факторам, которые возможны на рабочем месте, можно отнести: факторы, характеризующие оборудование, подвижные части оборудования, заготовки и материалы, повышенное или пониженное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

К факторам, характеризующим производственную среду на рабочем месте, можно отнести: повышенный уровень шума, повышенный уровень ультразвуковых колебаний, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны.

При проектировании новых технологических процессов и оборудования необходимо добиться исключения или уменьшения выделения вредных веществ в воздух.

4.2 Защита от вибраций и шума в цехе

В помещении цеха имеется повышенный уровень вибрации и шума. В борьбе с производственным шумом необходимо применяют следующие методы:

1) Технологические и конструктивные /17/;

) Нормирования;

) Санитарно-технические;

) Лечебно-профилактические.

Защита работающих от шума может осуществляться как коллективными средствами и методами (ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация), так и индивидуальными средствами (ГОСТ 12.4.051-87 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия и методы испытаний).

Коллективные средства защиты в свою очередь подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Снижение шума в источнике достигается путём его конструктивных изменений. Это обеспечивается изменением движения деталей, улучшением смазки и класса чистоты трущихся поверхностей, заменой материалов и т.д.

Снижение шума на пути его распространения достигается проведением строительно-акустических мероприятий. Методы снижения шума на пути его распространения реализуются применением: кожухов, экранов, кабин наблюдения (при дистанционном управлении), звукоизолирующих перегородок между помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума и др.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования" защита от вибрации включает в себя технические и медико-профилактические мероприятия.

К техническим мерам защиты относятся:

1) снижение вибрации в источнике её возникновения путём более точной балансировкой вращающихся частей и изменением резонансной частоты системы;

) вибрагашение, путем установления механизмов на самостоятельные фундаменты и применение динамических вибрагасителей, увеличением массы (инерции) фундаментов или их жёсткости;

) вибраизоляция, препятствующая передаче вибрации от источника (механизма) к защищаемому объекту, и осуществляемая с помощью вибраизоляторов (дерево, резина, войлок, пружины, рессоры);

) вибрапоглощение (вибрадемпфирование) путём покрытия вибрирующих деталей виброизолирующим материалом.

Широкое распространение получили вибродемпфирующие покрытия, которые подразделяются на жёсткие и мягкие. Первые эффективны в области низких частот, вторые - в области высоких.

Наиболее эффективны покрытия из вязко-упругих материалов, к которым относятся твёрдая пластмасса, рубероид, битуминизированный войлок со слоем фольги и др. В качестве жёстких применяются металлические покрытия на основе алюминия, меди, свинца, олова и др. Мягкими вибродемпфирующими покрытиями являются мягкие пластмассы, резины, пенопласт и др.

В борьбе с вибрацией при работе с ручным инструментом важное значение имеет также удобство рабочей позы. Необходимы организации режима труда и отдыха, гимнастические упражнения (1-2 раза в смену), полезны тепловые ванны, массаж конечностей, ультрафиолетовое облучение, проведение медицинских осмотров.

Рекомендуется, чтобы общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует допустимым уровням, не превышала 2/3 длительности рабочей смены, а непрерывная продолжительность воздействия вибрации, включая микропаузы, не более двадцати минут.

.3 Расчет освещенности на рабочем месте контролера

Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях машиностроительной промышленности обеспечивает возможность нормальной производительной деятельности. Сохранить зрение человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения также зависит производительность труда и качество выпускаемой продукции /18/.

При освещении производственных помещений используют естественное, создаваемое светом неба (прямым и отраженным), искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и совмещенное, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на на рабочих местах.

Общее освещение подразделяется на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочего места). Применение одного местного освещения внутри здания не допускается.

Основная задача освещения на производстве - создание наилучших условий для видения. Эту задачу возможно решить только осветительной системой, отвечающей следующим требованиям:

. Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими тремя параметрами:

объект различия - наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельная его часть или дефект, который необходимо различить в процессе работы.

фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается

контраст объекта с фоном - характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, пятно, трещина и др.) и фона.

. Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства.

. На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени. Наличие резких теней создает неравномерное распределение поверхностей с различной яркостью в поле зрения, искажая размеры и формы объектов различения, в результате повышается утомляемость, снижается производительность труда. Тени необходимо смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами.

. В поле зрения должно отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость - повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т. е. ухудшение видимости объекта.

. Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Колебания освещенности, вызванные резким изменением напряжения в сети имеют большую амплитуду, каждый раз вызывая переадаптацию глаза, приводят к значительному утомлению. Пульсация освещенности связана также с особенностью работы газоразрядных ламп.

. Следует выбирать оптимальную направленность светового потока, что позволяет в одних случаях рассмотреть внутренние поверхности деталей, в других - различить рельефность элементов рабочей поверхности.

. Следует выбирать необходимый спектральный состав света. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов.

. В производственных помещениях при отсутствии или недостаточном естественном освещении (КЕО < 0,1 %) должны предусматриваться установки эритемного (профилактического ультрафиолетового) облучения для компенсации солнечной недостаточности. Эритемные установки длительного действия монтируют совместно со светильниками рабочего освещения, и они облучают работающих в течении всего рабочего времени.

. Все элементы осветительных установок - светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети - должны быть достаточно долговечными, электробезопасными, а также не должны быть причиной возникновения пожара или взрыва.

При сравнении источников света друг с другом и при их выборе пользуются следующими характеристиками:

) Электрическими - номинальное напряжение в вольтах, электрическая мощность в ваттах.

) Светотехническими - световой поток, излучаемый лампой Ф, в люменах, максимальная сила света, которая задается для некоторых ламп вместо светового потока Imax, в канделах.

) Эксплуатационными - световая отдача лампы ψ в лм/Вт, т. е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности ψ = Ф/Р; срок службы, в том числе полный срок службы.

) Конструктивными (форма колбы лампы, форма тела накала - прямолинейная, спиральная, биспиральная и триспиральная; наличие и состав газа, заполняющего колбу лампы; давление газа.

Расчет освещенности на рабочем месте контролера

При системе комбинированного освещения, освещенность на рабочем месте контролера Ен должна составлять 400 люкс, из которых 150 лк обеспечиваться за счет общего освещения /20/.

Для общего освещения используются люминесцентные лампы, для местного - лампы накаливания.

Расчет общего люминесцентного освещения точечным методом при расположении светильников рядами производится с помощью графиков линейных изолюксов. Они дают значение относительной освещенности и плотности потока ламп в ряду, которая рассчитывается путем определения величины L' = L / h и p'= p / h. L - длина части ряда светильников, p - расстояние от точки А, в которой определяется освещенность, до рядов светильников по горизонтали.

Ряд светильников разбит отрезком р на две части L1 и L2 (рис. 1). Для каждой части ряда светильников относительная освещенность е находиться отдельно.

При освещении точки А светильниками, расположенными в 2 ряда, освещенности суммируются и находится ∑е.

Величина освещенности в точке А определяется по формуле:

, (4. 3. 1)

где k - коэффициент запаса; h - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью; F1 - плотность светового потока на 1 м линии светильников.

1 = N ´ F / Sл, (4. 3. 2)

где N - произведение числа ламп в светильнике на число светильников в лини; F - световой поток одной лампы; Sл - длина линии в метрах.

Рис. 4. 3. 1. Схема расположения светильников

Относительная освещенность от 1-го ряда светильников:

е1: L1' = 2,92 / 5 = 0,58, p'= 0,82 / 5 = 0,16; из графика е1 = 100;

е2: L2' = 6,64 / 5 = 1,33 p'= 0,82 / 5 = 0,16; е1 = 160;

∑е1ряд = 260.

Относительна освещенность от 2-го ряда светильников:

е1: L1' = 2,92 / 5 = 0,58, p'= 0,82 / 5 = 0,16; е1 = 100;

е2: L2' = 6,64 / 5 = 1,33 p'= 0,82 / 5 = 0,16; е1 = 160;

∑е2ряд = 260.

Сумма относительной освещенности от всех рядов

∑е = ∑е1ряд + ∑е2ряд = 260 + 260 = 520.

Плотность светового потока на 1 м линии светильников выражается из формулы (4. 3. 1):

 = 150 ´ 1000 ´ 1,5 ´ 5 / 300 = 2160.

Световой поток F от одной лампы выражается из формулы (4. 3. 2):

 = F1 ´ Sл / N = 2160 ´ 4,5 / 6 =1620 лм.

Из таблицы “Световые и электрические параметры ламп накаливания и люминесцентных ламп” /18/ 129 с., полученному световому потоку соответствует лампа ЛД 30.

Из таблице “Величина освещенности от светильников местного освещения” /20/ стр. 29 выбирается светильник МЛ 2´20 с высотой подвеса 0,5 метра, мощностью 20 Вт, создающий освещенность 300 люкс на поверхности диаметром 0,4 метра.и подготовке к проектированию технологического процесса (ТП) обработки возникает необходимость в более детальном анализе чертежа, чтобы выявить недостающие размеры и конструктивно-технологические данные, носите

5. Технологический раздел

.1 Особенности разработки технологического процесса изготовления корпусных деталей оптического производства

Технологический процесс (ТП) обработки на станке с ЧПУ, в отличие от традиционного технологического процесса, требует большей детализации при решении технологических задач и учета специфики представления информации. Структурно технологический процесс также делится на операции, элементами которых являются установы, позиции, технологический и вспомогательный переходы, рабочие и вспомогательные ходы.

Детализация технологического процесса для оборудования с ЧПУ приводит к разделению ходов на шаги, каждый из шагов представляет собой перемещение на участке траектории инструмента вдоль определенного геометрического элемента, на котором не изменяется режим. Например, шагами являются отдельные перемещения инструмента вдоль прямой или окружности с постоянной скоростью, а также разгон и торможение в начале и конце движения.

Простейшими составляющими процесса обработки являются элементарные перемещения и технологические команды, отрабатываемые УЧПУ. Элементарные перемещения формируются с учетом ограничений конкретного УЧПУ. К ним относятся, например, необходимость расположения дуги окружности в пределах одного квадранта или задания отрезка прямой числом дискретным, не превышающим емкости регистра памяти УЧПУ. Технологические команды, реализуемые исполнительными механизмами станка, обеспечивают необходимые условия отработки элементарных перемещений. Последовательность элементарных перемещений и технологических команд определяет содержание УП.

Разработка ТП и УП для станков с ЧПУ является одной из задач технологической подготовки производства (ТПП) и должна выполняться в строгом соответствии со структурными связями системы ТПП, в общем случае являющейся частью системы разработки и запуска продукции в производство на предприятии.

Этапы проектирования технологического процесса для станков с ЧПУ. В общем случае проектирование ТП для станков с ЧПУ можно разделить на три стадии: разработку маршрута детали; разработку ТП; подготовку УП. Каждая стадия содержит несколько этапов проектирования. Создание УП для станков с ЧПУ в условиях автоматизированного производства является важнейшей задачей всей системы ТПП. Документация, разработанная на первой стадии, является исходной для выполнения работ на второй и третьей стадиях.

Технологические процессы и управляющие программы разрабатывают на основе разнообразной информации, носителем которой является технологическая документация.

Технологической документацией называется комплекс текстовых и графических документов, определяющих в отдельности или в совокупности технологический процесс изготовления изделия и содержащих данные, необходимые для организации производства.

Государственными стандартами установлена Единая система технологической документации (ЕСТД), в которой определены правила ее разработки, оформления и комплектации, применяемые всеми машиностроительными и приборостроительными предприятиями. Основное назначение стандартов ЕСТД - унификация обозначений и последовательности размещения однородной информации в формах документов, разрабатываемых для работ различных видов.

Технологическую документацию, используемую при разработке технологических процессов (ТП) и подготовке УП можно разделить на справочную и сопроводительную. Сопроводительную документацию составляют при выполнении того или иного этапа работ.

Структура и содержание технологического процесса обработки резанием заготовок корпусных деталей, зависит от их конструктивного использования, геометрической формы, размеров, массы, вида заготовки, сложности предъявляемых технических требований и характера производства.

Имеются общие закономерности в разработке технологического процесса резанием корпусных деталей различных конструктивных исполнении. Эти закономерности относятся к задачам выборы технологических баз, определению последовательности обработки поверхностей, в соответствии с намеченными технологическими базами, к определению необходимого количества переходов об обработке определенных поверхностей детали, к выбору оборудования и формированию операции.

При разработке технологии на корпусные детали приборов маршрут обработки должен максимально использовать возможности выбранного обрабатывающегося центра. Если обработку на ОЦ проходит деталь, которая в настоящее время изготавливается на универсальных станках, необходимо рационально использовать имеющуюся технологию.

При обработке деталей из алюминиевых сплавов или других цветных сплавов, отливки которых отличаются высокой точностью и не требуют старения, возможно и рекомендуется совмещение черновых переходов. При этом необходимо учитывать жесткость детали и ее деформацию при зажиме. При совмещении черновых и чистовых переходов могут возникнуть тепловые деформации, влияющие на окончательную точность детали. Поэтому при наличии отверстий большой длины и плоскостей большой площади черновые и чистовые переходы должны быть выделены в отдельные операции.

Таким образом, технологический маршрут для большинства корпусных, плоских и деталей сложной формы определяется группой операции.

При разработке черновых и чистовых операции следует исходить из следующих положений:

Последовательность перемещений инструмента или рабочих органов станка при выполнении перехода определяется минимальным временем и обеспечением точности обработки;

Последовательность выбора инструмента для обработки отверстий и плоскостей производится по типовым схемам обработки корпусных деталей.

При обработке группы отверстий несколькими инструментами с одной, двух и более сторон инструмент не меняется, пока не будут им обработаны все отверстия. Это связано с тем, что поворот стола происходит быстрее, чем цикл смены инструмента.

При построении технологических операций необходимо стремиться к совмещению обработки различных поверхностей одним инструментом.

Разработка операций обычно начинается с выбора обрабатываемых поверхностей для этой операции. Для каждой поверхности выбирается последовательность технологических переходов и соответствующий инструмент.

Число инструментов проверяется по емкости инструментального магазина и, в случае ее превышения, часть переходов переносится на следующую операцию или пересматриваются все операции на ОЦ. Последовательность выполнения переходов зависит от выбора обработки, числа переходов, выполняемых одним инструментом, технических требований, точности ОЦ, количества одинаковых поверхностей, расположенных на одной или нескольких плоскостей, взаимного положения пересекающихся отверстий и т.д.

Черновые операции обычно начинаются с фрезерования основных плоскостей, имеющих небольшой припуск. В зависимости от ширины обрабатываемой плоскости используют фрезы максимально возможного диаметра для уменьшения числа переходов. При этом должны соблюдаться соотношения между шириной обрабатываемой поверхности и диаметра фрезы:

в=(0,6-0,8)Dф.

При обработке закрытых выборок и пазов, когда врезание фрезы на заданную глубину может быть осуществлено только осевой подачей, необходимо предварительно сверлить технологическое отверстие на глубину обработки диаметром большим, чем диаметр выбранной фрезы.

При обработке выборок на перепадах плоскостей следует использовать жесткие короткие концевые фрезы.

Перед сверлением отверстия на скосах следует подготовить фрезерованием плоскость для центрирования.

Обработку резьбовых отверстий производят обычно в чистовых операциях перед доводочными переходами, с тем, чтобы возникающие деформации не влияли на форму других поверхностей.

Если в корпусных деталях черновые и чистовые переходы можно выполнять при одной установке, то последовательность их сохраняется.

Итак, разработка операций на ОЦ окончательно определяет виды и число обрабатываемых поверхностей, последовательность их обработки, которые служат основой для создания и наладки программы.

.2 Выбор оборудования

Многоцелевые станки с ЧПУ позволяют выполнять множество операций с одной установкой детали на станке, что особенно выгодно при большом числе переходов. Станки классифицируют по технологическому назначению с учетом типа деталей (тела вращения, корпусные, плоские и др.), точности обработки (повышенной, высокой и др.) и серийности производства. По конструктивному признаку многоцелевые станки с ЧПУ делят на станки с горизонтальным шпинделем с поворотным столом для комплексной фрезерно-расточно-сверлильной обработки корпусных деталей (ширина стола 250-4000мм), с вертикальным шпинделем для комплексной обработки плоских деталей (ширина стола 250-1000мм), с продольным столом для комплексной обработки длинномерных деталей (ширина стола 400-2500мм). Начат выпуск многоцелевых станков для обработки тел вращения.

Многоцелевые станки часто разрабатывают на основе фрезерных, расточных и сверлильных станков.

Из анализа обрабатываемых деталей установлено, что наиболее целесообразной является бес консольная компоновка станка средних размеров с крестовым столом и с горизонтальным или вертикальным шпинделем, причем в первом случае станки часто оснащают встроенным поворотным столом. Эта компоновка обладает повышенной жесткостью по сравнению с консольным расположением стола, что обеспечивает повышение точности обработки, а постоянное расположение стола по высоте дает возможность оснащать станки с ЧПУ устройствами для автоматической смены заготовок.

Многоцелевые станки с ЧПУ в одно- и двух стоечном исполнениях с продольным движением стола обеспечивают обработку заготовок повышенной длины. Эта компоновка также имеет повышенную жесткость по сравнению со станком, обладающим крестовым столом.

Современный технический уровень выдвигает повышенные требования к производительности труда и технологическим возможностям станков с ЧПУ за счет повышения (у моделей последних выпусков) жесткости станка, мощности главного привода (в 1.5 раза), верхнего предела частоты вращения шпинделя (до 12000об/мин), скоростей рабочих подач (до 3000 мм /мин) и быстрых ходов (до 50 м/мин), за счет снижения времени автоматической смены инструмента (до 3-5 с), применение многоинструментальных головок, механизированной загрузки заготовок, высокомоментных двигателей постоянного тока с высокоэнергетическими магнитами (такие двигатели обеспечивают хорошее динамическое качество приводов подач, особенно при переходных процессах), за счет применения контурных УЧПУ, в том числе устройств с интегральными элементами, а также электронной автоматики взамен релейной, за счет использования современных датчиков типа индуктосина в целях обратной связи, применение фрезерных, расточных, шлифовальных бабок различного технологического назначения, гидростатических направляющих и передач червяк-рейка для тяжелых станков с ЧПУ.

Ниже приведены характеристики некоторых станков с ЧПУ.

Обрабатывающий центр горизонтальный с ЧПУ ИР320ПМФ4

Вес 12300

Завод производитель: Иваново, Завод металлорежущего оборудования ОАО.

Габариты 6850x2300x2507

Описание:

Горизонтальный обрабатывающий центр ИР320ПМФ4 предназначен для комплексной обработки сложных корпусных деталей из конструкционных материалов в условиях многономенклатурного производства в автономном режиме или в составе гибких производственных систем. Обработка детали производится при подаче стола по оси Х, шпиндельной бабки по оси Y, ползуна по оси Z и вращении вертикально расположенного рабочего стола по оси А. Помимо традиционных операций, выполняемых на обрабатывающих центрах, широкий диапазон круговых подач рабочего стола станка позволяет производить токарную обработку, а также круговое фрезерование и обработку криволинейных профилей на цилиндрической поверхности. Непрерывный стол (дискретность, град. - 360 000x0,001.), габариты стола 320х320 мм, система ЧПУ фирм BOSCH или FANUC.

Технические характеристики:

ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

.1 Сани стола - по оси X, мм 400

.2 Шпиндельная бабка вертикально - по оси Y, мм 360

.3 Ползун продольно - по оси Z, мм 400

.4 Поворотный стол - по оси А, град 360.

РАБОЧИЙ СТОЛ

.1 Размер паллеты, мм 320x320

.2 Количество паллет, шт 4 (12)

.3 Грузоподъемность паллеты, кг 150

.4 Индексируемый поворот рабочего стола, град 360000х0,001.

ШПИНДЕЛЬ

.1 Исполнение конуса шпинделя ISO 40

.2 Мощность главного привода, кВт 7,5...11

.3 Наибольший момент на шпинделе, Нм 200

.4 Скорость вращения, мин-1 13...5000

УСТРОЙСТВО СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА

.1 Емкость инструментального магазина, шт 36

.2 Наибольшая масса инструмента, кг 10

.3 Наибольшие размеры инструмента, мм 150x200

.4 Время смены инструмента, c 14

ПРИВОДА ПОДАЧ

.1 Рабочие подачи по линейным осям, мм/мин 1...3200

.2 Ускоренные перемещения по линейным осям, м/мин 10

.3 Скорости вращения стола (ось А), об/мин 0,05...200

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

.1 Питающий ток переменный 3-фазный, 380В, 50Гц

.2 Класс точности Повышенный

ГАБАРИТЫ И МАССА

.1 Габаритные размеры станка с 4-местным накопителем паллет (BxLxH), мм 3840x2300x2507 (6850x2300x2507)

.2 Общая масса станка с 4-местным накопителем, кг 8000 (12300)

Обрабатывающий центр многоцелевой специальный с контурной системой ЧПУ ИР800ПМФ4

Вес 10050

Завод производитель Иваново, Завод металлорежущего оборудования ОАО

Габариты 5388х5300х3455

Описание:

Обрабатывающий центр многоцелевой специальный ИР800ПМФ4 с контурной системой программного управления, автоматической сменой инструмента и столов-спутников предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных деталей из различных материалов. Широкие диапазоны частоты вращения шпинделя и скоростей подач, наличие поворотного стола, высокая степень автоматизации вспомогательных работ расширяют технологические возможности станков и позволяют использовать их в составе гибких производительных систем. Дискретный стол (число поз. град. . 120x3.), габариты стола 800х800 мм, система ЧПУ фирм BOSCH или FANUC. Возможна установка систем ЧПУ Российского производства.

Технические Характеристики:

) Точность линейного одностороннего позиционирования стола, мкм 25

) Точность линейного одностороннего позиционирования стойки, шпиндельной бабки, мкм 25

) Постоянство положения рабочей поверхности стола-спутника при повороте на 30., мкм 20

) Наибольшая масса обрабатываемого изделия, кг 1500

) Размеры рабочей поверхности стола, мм 800х800

) Частота вращения поворотного стола (с круговой подачей), об/мин 5

) Количество позиций поворота стола 120 (через 3.)

) Индексируемый поворот стола, угл. с 360000х0,001.

) Точность автоматической установки поворота стола .3"

) Конус для крепления инструмента в шпинделе 50 ISO

) Частота вращения шпинделя, об/мин 21,2-3000

) Мощность электродвигателя привода вращения шпинделя, кВт 14-22

) Величина перемещения стола (поперечное), мм 1000

) Величина перемещения бабки (вертикальное), мм 710

) Величина перемещения стойки (продольное), мм 800

) Время смены столов-спутников, с 50-70

) Количество столов-спутников в накопителе 2

) Рабочие подачи стола, шпиндельной бабки, стойки, мм/мин 1-3600

) Скорость быстрых установочных перемещений, мм/мин 12000

) Емкость инструментального магазина, шт 30

) Время смены инструмента, с 5

) Наибольший диаметр рядом стоящих инструментов, мм 125

) Наибольший диаметр инструмента при свободных соседних гнездах, мм 160

) Масса станка (без электрооборудования, гидростанции, устройств ЧПУ, смены столов-спутников и принадлежностей).

Завод производитель Иваново, металлорежущего оборудования ОАО

Описание:

Предназначен для обработки особо сложных корпусных деталей в авиационной, автомобильной, оборонной промышленности, машиностроении и др. отраслях, т.е.там, где одними из главных направлений развития производства являются высокая производительность и точность, а также повышение степени осуществления "безлюдной" технологии. Непрерывный стол (дискретность, град. - 360 000x0,001.), габариты стола 500х500 мм, система ЧПУ фирм Bosch или Siemens.

Технические Характеристики:

) ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, ММ

ось Х 1000

ось Y 630

ось Z 800

ось B (непрерыв. стол), дискретность, град. 360000х0,001.

) ПРЕДЕЛЫ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ

Шпинделя, мин-1 8...4500

) ДИАПАЗОН РАБОЧИХ ПОДАЧ

по осям X, Y, Z, мм/мин. 1...6000

по оси B (непрерывный стол), мин-1 1...1080

) СКОРОСТЬ БЫСТРОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

по осям X, Y, Z, мм/мин. 12000

по оси B, мин-1 10

) НАИБОЛЬШИЙ ДИАМЕТР ИНСТРУМЕНТА, ММ

без пропуска гнезд 125

с пропуском гнезд 315

) ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Емкость инструментального магазина, шт. 40, 64(100)*

Длина инструмента, мм 400

Наибольшая масса инструмента, кг 25

Габариты стола-спутника, мм 500х500

Грузоподъемность стола-спутника, кг 800

Емкость накопителя столов-спутника, шт 2(8)

Центр обрабатывающий сверлильно-фрезерно-расточной горизонтальный многоцелевой с ЧПУ ИС800ПМФ4-1

Вес 21525

Завод производитель Иваново, Завод металлорежущего оборудования ОАО

Габариты 8295х4750х4000

Описание:

Предназначен для высокопроизводительной обработки особо сложных корпус

деталей из любых конструкционных материалов в различных отраслях промышленности, в т.ч. для производства сложных прессформ. Сочетает в себе высокий уровень универсальности, компактности и точности.

Непрерывный стол (дискретность, град. - 360 000x0,001.), габариты стола 800х800 мм, система ЧПУ фирм Bosch или Siemens.

Технические Характеристики:

) ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, ММ:

ось Х 1000

ось Y 1000

ось Z 800

ось B (непрерыв. стол), дискретность, град. 360000х0,001.

) ПРЕДЕЛЫ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ:

Шпинделя, мин-1 8...4500

) ДИАПАЗОН РАБОЧИХ ПОДАЧ:

по осям X, Y, Z, мм/мин. 1...6000

по оси B (непрерывный стол), мин-1 1...1080

) СКОРОСТЬ БЫСТРОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ:

по осям X, Y, Z, мм/мин. 12

по оси B, мин-1 10

) НАИБОЛЬШИЙ ДИАМЕТР ИНСТРУМЕНТА, ММ:

без пропуска гнезд 125

с пропуском гнезд 315

) ДОПОЛНИТЕЛЬНО:

Емкость инструментального магазина, шт. 40, 64(100)*

Длина инструмента, мм 400

Наибольшая масса инструмента, кг 25

Габариты стола-спутника, мм 800х800

грузоподъемность стола-спутника, кг 2000

Емкость накопителя столов-спутника, шт 2(6)

Обрабатывающий центр горизонтальный скоростной прецизионный Супер-центр ИС800

Вес 22000

Завод производитель Ивановский завод тяжелого станкостроения АО

Габариты 4740х7220х4330

Описание:

Обрабатывающий центр горизонтальный скоростной прецизионный с четырьмя одновременно управляемыми осями предназначены для обработки сложных корпусных и базовых деталей из черных, цветных металлов и сплавов. Высокие скорости резания, скорости позиционирования узлов, смены инструмента и палет позволяют максимально увеличить производительность обработки. Станок спроектированы для предприятий общего машиностроения, автомобильной, моторостроительной, энергетической, других отраслей промышленности и обеспечивают гибкое, быстропереналаживаемое на выпуск новых образцов производство на современном технологическом уровне, конкурентоспособное как на российском, так и на внешнем рынке. Четыре позиционных устройства (с конической поверхностью) отжима-зажима столов-спутников на поворотном столе осуществляют высокую точность и повторяемость базирования и фиксацию при зажиме с помощью встроенных гидроцилиндров. Супер-центр ИС800 дополнительно оснащается двумя платформами для установки инструментальных оправок длиной до 800 мм и угловых многошпиндельных головок. Перемещение подвижных узлов осуществляется с применением двухзаходных шарико-винтовых пар. В качестве направляющих используются рельсовые роликовые направляющие качения, обладающие высокой жесткостью и точностью. Применение автоматической дозированной смазки шариково-винтовых пар и роликов опор качения гарантируют срок службы не менее 10 лет.

Станок оснащены встроенным в шпиндельную бабку мотор-шпинделем, имеющим высокие скорости вращения и обеспечивающим высокую точность обработки за счет применения прецизионных подшипников с керамическими телами качения. Для исключения тепловых деформаций и получения стабильных размеров обработки применяется контроль нагрева подшипников шпинделя и жидкостное внутреннее охлаждение подшипников шпинделя и двигателя. Консистентная смазка подшипников рассчитана на длительный срок службы. Мотор-шпиндель оснащен устройством подачи СОЖ через инструмент с расходом 20 л/мин при давлении 50 атм. Устройство смены палет Супер-Центра ИС800 имеет две дополнительные платформы, позволяющие устанавливать и автоматически менять в шпинделе инструмент увеличенной до 800 мм длины и массы до 50 кг, а также тяжелые торцевые фрезы массой до 70 кг. При специальном исполнении шпиндельной бабки возможна установка и многошпиндельных головок. Применение инструмента увеличенной длины и массы позволяет, в частности, вести комплексную высокопроизводительную обработку деталей автомобильных, тракторных и других двигателей. При работе обычным инструментом их обработка ведется с поворотом стола на 180, что приводит к дополнительным затратам времени и снижает точность при растачивании соосных отверстий. При комплексной обработке даже самых крупных картеров 12-цилиндровых двигателей на станке Супер центр ИС800 возможен отказ от разворота этих деталей на 180 градусов с обеспечением высокой точности и производительности обработки. Применение тяжелых и длинных инструментов стало возможным с внедрением в конструкцию шпинделя современного прогрессивного способа крепления инструмента на конус HSK по стандарту DIN69893-1. Существующие исполнения станков имеют как традиционные шпиндели с конусами 40 или 50, так и шпиндели, выполненные по стандарту HSK:

. Модельный ряд ИС800 2-40АТ3 ГОСТ25827

. Модельный ряд ИС800 (No.40 ISO7388/DIN69871)

. Модельный ряд ИС800 2-50АТ3 ГОСТ25827

. Супер центр ИС800-50 (No.50 ISO7388/DIN69871)

. Супер центр ИС800-50 HSK A63 DIN69893-1

Станки оснащаются системой ЧПУ Sinumeric 840D и электроприводами Siemens, измерительными системами Handenhein и другими комплектующими ведущих мировых производителей. Выпускается также модификация станка c современной российской системой ЧПУ NC100 и основной комплектацией российского производства.

Основные технические характеристики:

) Наибольшие программируемые перемещения

) сани шпиндельной бабки по оси Х мм 1200/1450

) шпиндельная бабка по оси Y мм 1000

) рабочий стол по оси Z мм 1200

) рабочий стол по оси В град 360.

) Предельные размеры обрабатываемых поверхностей мм 1000x1000

) Расстояние от оси шпинделя до поверхности стола мм 60...1060

) Расстояние от торца шпинделя до оси вращения стола мм 400...1600

) Рабочий стол и устройство смены палет

) Рабочая поверхность палеты мм 800x 800

) Грузоподъемность палеты кг 1000

) Количество палет шт. 2 / 4

) Время смены палет, не более с 12

) Главный привод и устройство смены инструмента

) Наибольшая скорость вращения шпинделя об/мин 8000 (12000)*

) Мощность главного привода при ПВ100% кВт 22 (30, 40)*

) Наибольший крутящий момент на шпинделе при ПВ100% Нм 280 (120,190)*

) Емкость инструментального магазина станков с конусами инструмента 2-40АТ3, HSK А63 шт с конусами 2-50АТ3, HSK А100 шт 50

) Время смены инструмента "от реза до реза" с 7

) Наибольшие скорости перемещений рабочих органов

ось Х м/мин 40

ось Y м/мин 30

ось Z м/мин 40

ось В об/мин 30

) Ускорение м/с2 5 (3)*

) Наибольшее усилие подачи

ось Х кН 8,0

ось Y вниз кН 8,0

ось Y вверх кН 8,0

ось Z кН 8,0

) Дискретность задания линейных перемещений мм

) Дискретность задания поворота стола град

) Класс точности станка по ГОСТ30027 П

) Питающий ток переменный 3-фазный, 380В, 50Гц

Обрабатывающий центр ИС320

Вес 7300кг

Завод производитель Ивановский завод тяжелого станкостроения АО

Габариты 3700х3990х2560

Описание:

Гибкий производственный модуль ИС320.

Станок предназначен для прецизионной комплексной обработки сложных корпусных деталей из легких сплавов, чугуна, конструкционных и высокопрочных сталей.

Станок может выполнять операции:

. сверление

. зенкерование

. развертывание

. растачивание по точным координатам

. фрезерование плоскостей и пазов

. фрезерование с линейной и круговой интерполяцией

. нарезание резьб метчиками.

Констркутивные особенности:

Массивная станина коробчатой формы, обладающая высокой жесткостью и демпфирующими свойствами, на которой смонтированы все подвижные узлы станка, обеспечивает прецизионность и стабильность обработки.

Особая жесткость станины не требует специального фундамента и обеспечивает установку станка на 3 винтовые опоры или виброопоры без закрепления. Производительность и точность обработки обеспечивается рабочим шпинделем не только за счет рациональной схемы расположения прецизионных радиально-упорных подшипников, но и за счет очистки конического отверстия сжатым воздухом. Постоянство геометрических соотношений станка обеспечивается циркуляционной системой отвода тепла от подшипниковых опор шпинделя. Консистентная смазка шпиндельных подшипников, произведенная на заводе-изготовителе, обеспечивает работу шпинделя в течении всего срока службы станка. Скоростная обработка легких сплавов и тяжелая с большим крутящим моментом - обработка чугуна и легированных сталей обеспечивается 2х ступенчатой коробкой скоростей. Направляющие качения и шариковые винтовые пары обеспечивают жесткость, точность и долговечность рабочих перемещений подвижных узлов. Высоконадежная безманипуляторная смена инструмента из барабанного магазина обеспечивается координатными перемещениями u1096 шпинделя. Надежность и долговечность работы направляющих качения, шариковых винтовых пар, коробки скоростей и других механизмов обеспечивается централизованной системой смазки. Охлаждение инструмента и обрабатываемой детали, а также отвод стружки обеспечивается системой подачи СОЖ и шнековым транспортером. Обработка точных соосных отверстий жестким консольным инструментом с поворотом на 180. обеспечивается поворотным столом на прецизионном подшипнике.

Высокая точность углового положения стола обеспечивается прецизионным оптоэлектронным датчиком. Обдув базовых платиков стола во время смены обеспечивает высокую стабильность установки столов- спутников. Ограждение зоны резания защищает оператора и узлы и механизмы станка от неблагоприятных воздействий СОЖ и продуктов обработки.

СТАНДАРТНЫЕ (БАЗОВЫЕ) ИСПОЛНЕНИЯ СТАНКА.

ИС320 - стол размером 320х320 с автоматической сменой, 4 одновременно управляемые координаты

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ СТАНКОВ

. С размером рабочей поверхности стола 200х200 и 6-ти позиционным накопителем столов-спутников.

. С конусом для закрепления инструмента SK40 или HSK63

. С частотой вращения шпинделя для обработки и легких сплавов и сталей - до 9000 мин, для обработки, в основном, легких сплавов со встроенным мотор-шпинделем - 12000.18000 мин-1

. С подачей СОЖ через инструмент давлением до 50 атм и расходом до 10 л/мин.

. Со скоростью установочных перемещений до 30 м/мин.

. С 80 местным магазином для инструмента SK30 и манипуляторной сменой "от реза до реза" 7 сек.

. С 60 местным магазином для инструмента SK40 или HSK 63 и манипуляторной сменой "от реза до реза" 7 сек.

. С комплектом электрооборудования Отечественным с СЧПУ NС110, Импортным с СЧПУ ф. Siemens, Bosch, Heidenhain

. В прецизионном исполнении класса точности "А" и "С" по ГОСТ 300027-93

Технические Характеристики:

. Обрабатываемые заготовки

Наибольшая масса обрабатываемой заготовки с приспособлением 100 кг

. Инструментальный магазин и инструмент

Конус инструмента SK30

Емкость инструментального магазина шт 24

Наибольшая длина инструмента 200мм

Наибольший диаметр инструмента 80мм

Наибольшая масса инструмента с оправкой 5кг

Время смены инструмента "от реза до реза" с 10

. Столы-спутники для установки заготовок

Размер рабочей поверхности столов-спутников мм 320x 320

Время смены столов-спутников с 8

Количество палет шт. 2

. Рабочие и установочные перемещения

Наибольшие программируемые перемещения: мм -

по оси X мм 360

по оси Y мм 250

по оси Z мм 320

по оси В град непрерывно

по оси А град -

Дискретность поворота стола по оси В и А - 360000x0.001

Скорость быстрых перемещений по осям X,Y, и Z м/мин 12

Наибольшее усилие подач по всем осям H 4000

. Силовая характеристика станка

Наибольший крутящий момент на шпинделе при ПВ 100% Нм 108

Пределы частот вращения шпинделя мин-1 50…7100

Мощность привода главного движения при ПВ 100% кВт 5,5

6. Гидрооборудование станка

Подача СОЖ через сопла на шпиндельной бабке литров в минуту 45.

Обрабатывающий центр INTEGREX e - 410H

Фирма производитель Mazak, Япония.

Габаритные размеры: 3700 × 2200 × 2000.

Выполняет все операции - точение, фрезерование, сверление, упрочнение (опция), и шлифование (опция) за одну установку.e-410H разработан для того, чтобы упростить сложные системы производства и обеспечить полную поддержку операторам станков, а также управленческому персоналу

Детали могут быть изготовлены за одну установку для того чтобы реализовать концепцию минимального незавершенного цикла в механическом цехе. Этот станок принесет революцию цех.

Технические характеристики:

–       Перемещение по оси Y: 410 (±205) мм - также как у обрабатывающего центра.

–       Полноценные ортогональные 3 оси (X, Y и Z) предназначенные для обработки с высокой жесткостью и точностью.

–       Диапазон перемещения оси В: 240º.

–       Одинаковые технические характеристики для первого и второго шпинделей: 4000 об/мин / 26 кВт с 10” патронами.

–       Мощный высокоскоростной шпиндель для вращающегося инструмента 12000 об/мин / 22 кВт.

–       Высокая скорость быстрых перемещений: 50 м/мин (оси X, Y и Z).

FORM-LOK патрон для зажима детали произвольной формы для второй операции обработки

Этот патрон необходим, для того чтобы обрабатывать шестигранные и неправильной формы детали за одну установку с минимальным количеством приспособлений.

е - башня для операторов и руководства

–       Коректные инструкции гарантируют выполнение плана производства

–       Уменьшение непродуктивных простоев

–       Функция помощи помогает операторам полностью усовершенствовать свои навыки управления станком

–       Более быстрый вывод станка из аварийного состояния

Инструментальный магазин на 32 магазина.

Проанализировав все выше приведенные станки, мы выбираем INTEGREX e-410H, т. к. детали могут быть изготовлены за одну установку, в отличии от ОЦ СФР, на которых было бы необходимо переустанавливать деталь. Также станок обладает большой скоростью вращения шпинделя и быстрых перемещений.

Вертикально-сверлильный станок KGB 25 для нарезания резьбы

Технические характеристики:

Макс. мощ. сверления в стали 25 мм

Резьба М16

Длина хода пиноли 140

Конус шпинделя МК 3

Диапазон числа оборотов (8) 100 -

Вылет 225

Расстояние шпиндель-стол 110 - 405

Макс. технологический ход головки 300

Зажимная поверхность стола 290 × 300 мм

Мощность двигателя 400 В 0,75 кВт

Габариты (Д × Ш × В) 390 × 552 × 1240 мм

Масса 140

Редуктор из зубчатых колес для привода с прямым силовым замыканием - без проскальзывания клинового ремня.

Зажимной стол больших размеров из серого чугуна, прецизионно обработанная поверхность.

Перестановка головки по высоте.

Шкала глубины с переставляемыми упорами глубины

Толстостенная колонна с большими зажимами.

Т-шлицы для закрепления деталей.

Прямоугольный стол с канавками для охлажденной воды.

Два рычага для легкого и быстрого переключения числа оборотов.

.3 Анализ прогрессивных инструментальных материалов

С увеличением уровня автоматизации в непрерывном производстве роль качества инструмента, его стойкости, режущей способности еще более возрастает. Инструменты обеспечивают не только снижение затрат машинного времени, но и безаварийность работы /6/.

Экономия затрат времени обработки достигается:

–             снятием припуска с наименьшим числом проходов (увеличением глубины резания, уменьшение припусков за счет использования рациональных заготовок);

–       сокращением длины обработки, приходящейся на каждый инструмент (много инструментальные наладки); и особенно - путем оптимизации и форсирования режимов резания, (в первую очередь - скорости резания) за счет предельного использования ресурсов и технических характеристик станка по эффективной мощности, максимальным крутящимся моментом на шпинделе. По предельным числам оборотов и подачам, по жесткости и виброустойчивости (системы станок-приспособление-инструмент-заготовка (СПИЗ)), определенным наибольшим съемом стружки в единицу времени.

Особая роль в форсировании режимов резания и снижении машинного времени принадлежит новым формам и усовершенствованным лезвийным инструментам повышенного качества с механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин (МНП) из твердосплавных материалов с многослойным упрочняющим покрытием и из новых марок оксидной, карбидной и нитридной керамики.

Инструменты с МНП и упрочняющим покрытием имеют время оптимальной стойкости в 3-5 раз превышающее стойкость напаянных пластин без покрытий.

Прогрессивные инструменты на всех этапах развития промышленного производства являлись одним из доминирующих компонентов роста производительности труда и оказывали решающие воздействие на развитие конструкции станочного оборудования.

Обрабатываемость оценивается, целым рядом показателей, главный из которых - интенсивность изнашивания режущего инструмента. Количественная характеристика этого показателя - максимально допустимая скорость резания , соответствующая определенной величине износа или заданной стойкости инструмента. К дополнительным показателям относятся: чистота поверхности резания, теплопроводность, форса стружки и ее легкость отвода.

.3.1 Твердые сплавы

Для обработки труднообрабатываемых материалов широко применяют твердые сплавы, состоящие из зерен карбидов тугоплавких-металлов -вольфрама, титана и тантала, сцементованных кобальтом. Их получают путем прессования и спекания при высокой температуре (1500 - 2000 С) карбидов вольфрама, титана и кобальтовой связки. Благодаря наличию карбидов, сплавы обладают высокой твердостью (16000 - 17000Мпа) и износостойкостью. Связывающий металл придает твердому сплаву определенную прочность и вязкость.

Твердые сплавы позволяют вести обработку труднообрабатываемых материалов со скоростями, в несколько раз превышающими скорости обработки быстрорежущими инструментами, и тем самым обеспечивают значительное повышение производительности обработки.

Существует три основные группы твердых сплавов, различающиеся составом их карбидной основы, физико-механическими и эксплуатационными свойствами: вольфрамовая (ВК), титановольфрамовая (ТК) и титанотанта-ловольфрамовая (ТТК).

В таблице 5. 3. 1. 1 приведены физико-механические свойства твердых сплавов, выпускаемых нашей промышленностью в соответствии с ГОСТ 3882-74 (СТ СЭВ 1251-78) /7/ с. 46.

Сплавы группы ВК (например ВК3 - карбида вольфрама 97%, кобальта 3%), ВК6-В (буква В означает крупнозернистую структуру карбидов) при одинаковом химическом составе различаются размерами зерен карбидных составляющих. Твердые сплавы с размером зерен 3-5 мкм имеют крупнозернистую структуру, 0,5-1,5 мкм - мелкозернистую; сплавы, имеющие 70 % зерен размером менее I мкм, называют особомелкозернистыми. От размера зерен карбидов и содержания кобальта зависят физико-механические свойства вольфрамовых сплавов.

С увеличением процентного содержания кобальта растет предел прочности на изгиб, что определяет высокую сопротивляемость этих сплавов ударным и циклическим нагрузкам, но при этом снижаются твердость и температура, при которой наблюдается схватываем ость с обрабатываемым материалом. Это приводит к увеличению интенсивности износа режущих инструментов, особенно при обработке вязких материалов на высоких скоростях резания.

С уменьшением размера зерна карбидов снижается прочность, но увеличивается износостойкость, что особенно заметно при обработке жаропрочных сплавов на никелевой основе. В связи с этим крупнозернистые сплавы применяют в основном для черновой и получистовой обработки материалов всех групп.

Инструменты из сплавов мелкозернистой и особомелкозернистой структуры рекомендуется применять на чистовых и получистовых операциях обработки резанием.

Сплавы мелкозернистой структуры с повышенным содержанием кобальта (ВК10М, ВК15М) используют для изготовления мелкоразмерных инструментов (сверл, метчиков, концевых и прорезных фрез) для обработки труднообрабатываемых материалов всех групп.

Таблица 5. 3. 1. 1

Физико-механические свойства твердых сплавов