Курсовой проект - Эксцентриковый вал. Записка с., рис., табл., приложения, источников
 Скачать 0.91 Mb.
|
|
5.5 Техническое нормирование операции Исходные данные для расчета: 1) деталь – вал эксцентриковый; 2) обрабатываемый материал – сталь 38ХА; 3) станок – токарно-винторезный с ЧПУ, модели 1М63БФ101; 4) инструмент – резец проход-ной (  =450), 5) приспособление – патрон четырёхкулачковый. Определим основное (технологическое) время по формуле To=  ; (5.16)где L – длина обрабатываемой поверхности; L1 – величина врезания и перебега резца, мм; L2 – дополнительна дл  инна на взятие пробной стружки, мм;n – частота вращения шпинделя, об/мин; S – подача, мм/об; i – число проходов. Согласно приложениям 1 (7, с. 204) и 3 (7, с. 220) устанавливаем величины врезания и перебега инструмента (L1) и величины на взятие пробной стружки (L2). Так как обработка поверхностей 7,8 и 10,12 эдентична рассмотрим нормирование на поверхности 7 и 8. для поверхности 8 – L1=1 мм, L2=2 мм; для поверхности 7 – L1=3 мм, L2=7 мм; Тогда основное (технологическое) время равно: для поверхности 8 tо =(1+1+1+2)/22*0,26=0,69 мин; для поверхности 7 tо =(24+3+7)/150*0,2=1,13 мин; Основное технологическое время на операцию определяем по формуле:  ; (5.17)То=0,69+1,13+0,69+1,13=3,64мин; Определяем вспомогательное время на операцию.Время на установку и снятие детали весом до 15 кг в патроне с креплением ключом, без выверки, равно tуст=0,65 мин(7, карта 2, с. 32). Вспомогательное время, связанное с переходом при обработке несколькими инструментами в операции устанавливается по карте 18(7, с. 64). Для обработки с пробными стружками, при установке резца по лимбу, время на проход равно: tуст =0,11 мин; tуст =0,35 мин. По той же карте 18 (лист 4 с. 69) устанавливаем время на изменение подачи для переходов равно 0,07 мин на один переход; время на изменение числа оборотов шпинделя для перехода равно 0,08 мин. Суммарное вспомогательное время, связанное с переходом равно:  =5,04 мин.Вспомогательное время на контрольные измерения (tизм) обработанной поверхности устанавливается по карте 86 (7, с. 185). При измерении индикаторной скобой поверхностей 7 и 10 время на одно измерение равно 0,22 мин.Суммарное вспомогательное время на контрольные измерения равно:  =0,44 мин.Вспомогательное время на операцию определяем по формуле(7, с. 185): Тв=  ;Тв=0,92+5,04+0,44=6,36 мин; Время на обслуживание рабочего места (организационное и техническое) определяется по карте 19 (7, с. 70). Для станков II группы с наибольшим диаметром изделия устанавливаемого над станиной, 600 мм оно составляет 4,0 % от оперативного времени. Время перерывов на отдых и личные надобности при работе на станке с механической подачей составляет 4 % от оперативного времени ([7], карта 88, с. 185). Определяем штучное время по формуле : Тшт=(То+Тв)(1+  );Тшт=(3,64+6,36)(1+  )=10,8 мин;Подготовительно-заключительное время определяется по карте 19([7], с. 70). При обработке детали в патроне с работой двумя режущими инструментами, участвующими в операции, подготовительно-заключительное время на партию деталей равно 15 мин. Сводим полученные данные в таблицу (таблица 5.5): Таблица 5,5 – Нормы времени на токарную чистовую операцию
 6 Научно-исследовательская часть Износостойкие покрытия на основе нитрида титана, легированного железом и алюминием для режущих пластин В данном курсовом проекте рассматривается деталь – вал эксцентриковый, изготавливающийся из стали 38ХА, которая является довольно прочным материалом. Обрабатывают его инструментом с износостойкими покрытиями на пластинах. Наиболее полно анализируется применение износостойких покрытий на основе нитрида титана, легированного железом и алюминием, для режущих пластин в работе [ ]. Широкое использование эффективных износостойких покрытий сложного состава на основе титана, циркония, молибдена и гафния сдерживается дефицитностью и высокой стоимостью тугоплавных компонентов покрытий, а также сложностью технологического процесса их получения. В связи с этим большой практический интерес представляет замена в покрытиях на основе титана таких дефицитных металлов, как цирконий, гафний, молибден, широко распространенным железом и алюминием. Известно, что повышение стойкости инструментов с покрытиями сложного состава обусловлено тем, что при легировании нитрида титана изменяются структура и механические свойства в частности микротвердость покрытия. Учитывая это, можно предположить, что легирование нитрида титана другими металлами, например железом или алюминием, приведет к аналогичным структурным изменениям материала покрытия и, следовательно к повышению работоспособности режущего инструмента. Для подтверждения высказанного предположения провели исследования при токарной обработке заготовок из сталей 12Х18410Г и 38ХА инструментом, оснащенным пластинами из твердого сплава и быстрорежущей стали с различными износостойкими покрытиями (из нитрида титана (TIN), из нитрида титана, легированного железом (Ti, Fe)N, алюминием (Ti, Al)N и цирконием (Ti, Zr)N). Об изменении структуры покрытий судили по изменением периода кристаллической решетки, ширины рентгеновской дифракционной линии и остаточных микронапряжений о. Микротвердость Н покрытий измеряли с использованием индикатора Кнуппе при нагрузке 1Н. Химический состав покрытий определяли на растровом электронном микроскопе РЭМ-200 с рентгеновским микроанализом. Структуру покрытий исследовали на дифрактометре ДРОН-3. Покрытия толщиной 60,5 мкм наносим (на установке “Булат-3Т” при постоянной температуре 500оС) на сменные многогранные пластины из твердого сплава БК6 (размеры 4,76х12,7х12,7 мм; радиус сопряжения граней 1 мм; =-5о; =5о; =75о; 1=15о) и на острозаточенные пластины из быстрорежущей стали Р6М5 (размеры 10х18х18 мм; =10о; =8о; ==0; =45о; 1=15о). Стойкость инструмента оценивали по пути L резания, пройденному до износа по задней поверхности hз=0,4 и 0,6 мм соответственно для твердосплавных и быстрорежущих пластин (при использовании последних, в качестве СОЖ применяли 5%-ный раствор Укринола-1). Некоторые результаты исследований свойств покрытий, нанесенных на твердосплавную пластину, представлены ниже в таблице.
Как видно, покрытия (Ti, Fe)N и (Ti, Al)N имеют несколько меньший, чем у покрытия ТiN период. Для покрытия (Ti, Fe)N, как и для покрытия (Ti, Zr)N, характерно увеличение ширины и, следовательно, повышение микротвердости по сравнению с микротвердостью покрытия TiN. Более высокая микротвердость покрытия (Ti, Al)N по сравнению с покрытием ТiN может быть объяснена наличием сильной химической связи между титаном и алюминием. Остальные макронапряжения о для покрытий (Ti, Fe)N и (Ti, Al)N являются снимающими, также как и для покрытия (Ti, Zr)N. Таким образом, покрытия (Ti, Fe)N и (Ti, Al)N по своим структурным параметрам и микротвердости практически не отличаются от покрытия (Ti, Zr)N. Исследования стойкости режущих инструментов с покрытием в зависимости от скорости V резания показали следующее. При обработке заготовок из сталей 38ХА и 12Х18Н10Т (подача S=0,3 мин/об; глубина резания t=0,5 мм) покрытия (Ti, Fe)N и (Ti, Al)N более эффективны, чем покрытие TiN (см. Рисунок (а) и (б)) (путь L резания для твердосплавных пластин с покрытием (Ti, Fe)N в 1,7-2 раза, а с покрытием (Тi, Al)N - в 2,25 раза больше). При обработке заготовок из стали 38ХА на высоких скоростях резания эффективность покрытий (Ti, Al)N и (Ti, Zr)N примерно одинаковые. При обработке заготовок из стали 12Х18Х10Т наиболее эффективно покрытие (Ti, Al)N. При обработке заготовок из стали 38ХА инструментом, оснащенным пластиной из быстрорежущей стали Р6М5 (S=0,3 мм/об; t=1 мм), получены аналогичные результаты: эффективность покрытий (Ti, Fe)N и (Ti, Al)N выше, чем эффективность покрытий TiN (путь L в среднем 2,75 раза больше), и они им еют примерно одинаковую эффективность с покрытием (Ti, Zr)N (Рисунок (в)).Следует отметить, что для инструментов с покрытиями (Ti, Al)N и (Ti, Zr)N характерно смещение с эксремума зависимости l=f(v) в сторону больших скоростей резания. Это, по-видимому, связано с большой физико-химической пассивностью их материала по отношению к обрабатываемому материалу. В то же время инструменты с более пластичными покрытиями ((Ti, Fe)N, у которого Н=31,4 гПа) лучше сопротивляются адизионно-усталостным процессам и имеют большую стойкость на малых скоростях резания, чем инструменты с покрытиями (Ti, Al)N и (Ti, Zr)N. а) L, м
0 220 240 260 280 V, м/сек  б)
0 140 160 180 V, м/мин в)
0 40 50 60 70 V, м/мин Рисунок – Зависимость пути резания L (м) от скорости резания V (м/мин) Зависимости пути L резания от скорости V резания при обработке заготовок из сталей 38ХА и 12Х18Х10Т инструментом, оснащенным пластинами твердосплавными (соответственно (а) и (б)), а также при обработке заготовок из стали 38ХА инструментом, оснащенным пластинами из быстрорежущей стали с покрытиями TiN, (Ti, Fe)N, (Ti, Al)N и (Ti, Zr)N. Эффективность всех сложных покрытий по отношению к покрытию TiN существенно изменяется в зависимости от скорости V и снижается с ее увеличением. Режущие инструменты, оснащенные пластинами с покрытиями (Ti, Fe)N и (Ti, Al)N, прошли опытно-промышленные испытания и внедрены в производство. Выводы:
|
