Технология машиностроения инжэкон

При работе инструментами из быстрорежущей стали на малых и средних скоростях резания перемычка между краем лунки и главным лезвием сохраняется благодаря образовавшемуся наросту, предохраняющему переднюю грань от истирающего действия стружки. По мере увеличения износа край лунки может сойтись с кромкой изношенной задней поверхности и на окончательно изношенном инструменте останется только часть лунки (рис. 11,в). Практически до такого износа инструмент не доводят, а перетачивают значительно раньше из-за износа по задней поверхности.

Лунка, увеличивая передний угол резца, облегчает процесс резания. На рис. 11, в показан одновременный износ по задней и передней поверхностям инструмента.

Стойкость инструмента. На рис. 12 процесс износа изображен графически.

Рис. 12. Зависимость износа резца по задней поверхности от продолжительности работы: зоны: 1 — приработки, 2— нормального износа, 3— разрушения; Т — период стойкости резца

Сначала в зоне 1 от А до В будет приработочный процесс. В зоне 2 — прямая ВС изображает нормальный износ, высота площадки из равномерно растет. Затем высота достигает определенной величины hзмах. Их дальнейший износ и перегрев резца вызывает резкое увеличение площадки износа, разрушение режущей кромки — зона 3. Чтобы не допустить разрушения режущей кромки, резец (или другой инструмент)   снимают и перетачивают раньше, чем износ достигнет определенной допускаемой величины hздоп . Время работы инструмента до износа на величину hздоп называется периодом стойкости (стойкостью) Т (мин). Иначе говоря, стойкостью называется машинное время работы резца до переточки.

 

На износ и стойкость  инструмента влияют скорость резания, физико-механические свойства обрабатываемого и инструментального материала, состояние поверхности режущих кромок инструмента, жесткость технологической системы станка (СПИД), свойства применяемой СОЖ. элементы режима резания, углы резца и др.

Наибольшее влияние на стойкость инструмента оказывает  скорость резания. Чем скорость выше, тем больше энергии расходуется  на процесс резания, тем больше выделяется тепла, тем интенсивнее происходит износ трущихся поверхностей режущей части инструмента и тем меньше период стойкости. Исследованиями и практикой установлено, что небольшое приращение скорости резания вызывает значительное изменение стойкости резца. Например, если скорость резания при работе твердосплавным резцом увеличивается в два раза, то стойкость резца уменьшится в 32 раза.

 

Структура нормы времени.

Техническое нормирование в широком смысле этого  понятия представляет собой установление технически обоснованных норм расхода  производственных ресурсов. Под производственными  ресурсами понимают энергию, сырье, материалы, инструмент, рабочее время  и пр. В этой главе рассматриваются  вопросы, связанные с нормированием  труда.

Техническое нормирование труда - это совокупность методов и приемов выявления  резервов рабочего времени и установления необходимой меры труда. Как отмечалось ранее, основным элементом технологического процесса является операция. Именно для  выполнения операции устанавливают  норму времени.

Норма времени - регламентированное время выполнения технологической операции в определенных организационно-технических условиях одним или несколькими исполнителями  соответствующей квалификации. Технически обоснованной нормой времени считают  время выполнения технологической  операции в наиболее благоприятных  для данного производства условиях. Норма времени - это время, необходимое  для выполнения некоторого объема работ, рассчитываемое исходя из наиболее рационального  использования труда рабочих (живого труда) и возможностей действующего оборудования, имеющейся оснастки и  других орудий труда (овеществленного  труда) с учетом достижений науки, техники  и передового производственного  опыта. На основе нормы времени устанавливают  расценки для расчета заработной платы рабочих, определяют производительность и требуемое количество оборудования, осуществляют календарное планирование работы участка (цеха), выявляют потребность  в рабочей силе и др.

Для установления технически обоснованной нормы времени  пользуются следующими методами.

Метод расчета  норм времени по нормативам (аналитический  метод), при котором технологическая  операция разбивается на элементы (машинные, машинно-ручные и ручные), на переходы, ходы, приемы и движения. При этом каждый элемент анализируют как  в отдельности, так и в сочетании  со смежными элементами. Для каждого  из элементов по справочнику устанавливают  время исполнения. Время всей операции складывается из суммы времен, затрачиваемых  на отдельные ее элементы с учетом возможностей параллельного или  параллельно-последовательного их выполнения.

Пример. В условиях единичного производства фрезерная операция может состоять из следующих технологических и вспомогательных переходов и ходов: взять заготовку и установить ее на станок, выверить положение заготовки и закрепить, включить станок, подвести заготовку к инструменту, фрезеровать участок поверхности, отвести заготовку в исходное положение, измерить выполняемый размер, с помощью лимба корректировать положение заготовки относительно фрезы, снова подвести заготовку и включить автоматическую подачу, фрезеровать поверхность заготовки в заданный размер, по окончании обработки выключить станок, раскрепить и снять заготовку, уложить ее в тару, стол станка отвести в исходное положение и очистить от стружки. Продолжительность выполнения отдельных элементов операции в зависимости от схемы установки, массы и размеров заготовки, применяемого оборудования и оснастки, от точности обработки и других факторов устанавливают по общемашиностроительным справочникам для нормирования станочных работ.

Метод определения  нормы времени на основе изучения затрат рабочего времени наблюдением  непосредственно в производственных условиях. Различают два способа  изучения рабочего времени наблюдением: хронометраж и фотография рабочего дня.

Хронометраж изучает затраты времени на выполнение циклически повторяющихся ручных и  машинно-ручных элементов операции для установления их оптимальной  продолжительности, а также для  разработки на этой основе нормативов. С этой целью нормировщик цеха, предупредив оператора станка, многократно  с помощью секундомера фиксирует  время, затрачиваемое на установку  и снятие заготовок, время подвода  и отвода инструмента и т.д., затем  обобщает результаты наблюдения и рассчитывает среднее время для выполнения этих вспомогательных переходов (приемов).

Фотографией рабочего дня называют наблюдение с  последовательным измерением всех затрат рабочего времени в течение одной  или нескольких смен. Основное назначение этого способа - определение потерь рабочего времени (например, простоев оборудования из-за опоздания рабочего на работу, отсутствия заготовок, аварии в электросетях и т.п.), а также  установление времени на обслуживание рабочего места и перерывы.

Определение нормы времени наблюдением имеет  особое значение для изучения и обобщения  передовых приемов труда, выявления  резервов производительности. Данный метод позволяет рационально  организовать обслуживание оборудования и наиболее полно реализовать  его возможности. Метод применяют  для разработки нормативов, необходимых  для установления технически обоснованных норм времени расчетным путем.

Метод сравнения  и расчета нормы времени по типовым нормативам позволяет нормировать  операцию приближенно. При этом используют укрупненные типовые нормативы, разработанные на основе сопоставления  и расчета времени выполнения типовых операций и процессов  по отдельным видам работ. Этот метод  применяют в единичном и мелкосерийном  производстве. Например, в таблице  типовых нормативов указано время  вспомогательных переходов и  ходов при точении валика диаметром 50 и длиной 200 мм. Умножая это время  на соответствующие коэффициенты, определяют вспомогательное время, необходимое  для обработки валика диаметром 40 и длиной 150 мм и т.п.

Существует  также опытно-статистический метод  нормирования, который в отличие  от трех рассмотренных ранее не предполагает аналитического расчета времени  выполнения отдельных элементов  и суммирования этих времен. Норму  времени устанавливают на всю  операцию в целом путем сравнения  с нормами и фактическим временем выполнения в прошлом аналогичной  работы. Статистические данные и данные различных отчетов о фактическом  времени выполнения аналогичных  операций в прошлом вместе с личным опытом нормировщика (а также мастера) являются основой этого метода нормирования. Этим методом не устанавливают технически обоснованные нормы времени, но его  применяют в ремонтных цехах, при изготовлении опытных образцов изделий и в прочих условиях, преимущественно  единичного и мелкосерийного производства.

Технически  обоснованную норму времени устанавливают  на каждую операцию, для чего рассчитывают штучное время.

 

Методы обработки зубьев, шлицев, шпоночных пазов.

Зубофрезерование

Цилиндрические зубчатые колеса внешнего зацепления с прямыми  и косыми зубьями нарезают методами копирования и обкатывания.

 

 

 

 

Фрезерование с  осевой подачей. Червячная фреза перемещается параллельно оси обрабатываемого колеса. Недостатком этого метода обработки является большая длина врезания червячной фрезы.

 

 

 

 

 

Фрезерование с  диагональной подачей. Этот метод применяют в крупносерийном и массовом производстве для обработки колес с широкими зубчатыми венцами, пакета колес и колес с повышенной твердостью, когда необходимо иметь большой период стойкости фрез в процессе резания.

Зубодолбление

При долблении зубьев методом  обкатки круглыми долбяками повышается производительность и точность обработки. Современные зубодолбежные станки имеют жесткую конструкцию, гидростатические подшипники и направляющие, работают с частотой ходов 2500 в минуту, удобны в работе и

 

 

Нарезание косозубых  колес отличается от нарезания прямозубых колес тем, что по мере возвратно-поступательного движения долбяк получает дополнительный поворот. Для нарезания косозубых колес внешнего зацепления долбяк должен быть также косозубым с тем же углом наклона, но с противоположным направлением. Колеса с правым направлением зубьев нарезают левым долбяком, а колеса с левым направлением – правым долбяком. При обкатке долбяк и заготовка вращаются в разных направлениях.

Нарезание шевронных  зубчатых колес осуществляют на горизонтальных станках двумя спаренными косозубыми долбяками с правым и левым наклоном зуба. Долбяки работают попеременно. Если один из них производит обработку до середины ширины зубчатого венца, другой в это время перемещается обратно и наоборот, образуя таким образом шевронный зуб.

Одновременное нарезание  всех зубьев резцовыми головками осуществляется на специальных зубодолбежных станках для обработки прямозубых цилиндрических колес внешнего и внутреннего зацепления, шлицев, зубчатых муфт и копиров сложной формы методом копирования.

 

 

 

 

 

 

 

Зубозакругление на торцах зубьев применяют для облегчения входа в зацепление и повышения срока службы переключаемых на ходу зубчатых колес. Фасонную пальцевую фрезу обычно применяют для получения радиусного закругления у прямозубых цилиндрических колес внешнего и внутреннего зацеплений. Метод обладает большой универсальностью, обеспечивает разнообразную форму закругления и хорошее качество обработки, но производительность станка и стойкость инструмента низкие.

 

 

 

 

 

 

 

Зубошевингование дисковым шевером является наиболее распространенным и экономичным методом чистовой обработки зубьев незакаленных прямозубых и косозубых цилиндрических колес с внешним и внутренним зацеплением после зубофрезерования или зубодолбления.

 

 

 

 

 

Холодное прикатывание зубьев, так же как и шевингование, предназначено для чистовой обработки зубьев цилиндрических колес внешнего зацепления с модулем до 4 мм и диаметром до 150 мм. В отличие от шевингования, окончательная обработка профиля зубьев осуществляется без снятия стружки путем пластического деформирования металла в холодном состоянии.

Холодным накатыванием из круглой металлической заготовки за одну рабочую операцию получают точные зубчатые колеса, шлицевые профили и другие детали с модулем 0,8-6 мм и диаметром 10-370 мм. Материал выдавливается в радиальном направлении от ножки к головке зуба. Внешний диаметр заготовки меньше диаметра вершин зубьев готовой детали.

Зубохонингование применяют для чистовой отделки зубьев закаленных цилиндрических колес внешнего и внутреннего зацепления. Хонингование зубьев осуществляют на специальных станках.

Зубошлифование

 

Современные условия эксплуатации требуют от зубчатых передач повышения  крутящих моментов, снижения массы  и размеров, плавности и бесшумности  вращения, увеличения прочности и  долговечности работы.

Профильное шлифование с непрерывным делением (Рейсхауэр) характеризуется чрезвычайно высокой производительностью. В качестве инструмента используют абразивный червячный круг с наружным профилем глобоидной формы, который охватывает сектор зубьев колеса. По всей ширине зацепления между боковыми сторонами зубьев заготовки и червячным кругом имеет место линейный контакт. Периодическую правку круга осуществляют алмазным колесом, геометрия зубьев которого полностью соответствует геометрии зубьев шлифуемого колеса.

Зубострогание является наиболее простым и менее производительным методом по сравнению с другими методами нарезания прямозубых конических колес.

 

 

 

 

 

 

В основу процесса нарезания  зубьев на этих станках положено станочное  зацепление обрабатываемого колеса с воображаемым производящим колесом роль зубьев которого выполняют зубострогальные резцы.

 

Структура технологического процесса.