Технология и организация ремонта двигателей в РОСТЕХСЕРВИС (стр. 7 )

Фрезерование является одним из наиболее распространённых и высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом - фрезой.

Особенностью процесса резания при фрезеровании является то, что зубья фрезы не всё время находятся в контакте с обрабатываемой поверхностью. Каждое лезвие фрезы последовательно вступает в процесс резания, изменяя толщину срезаемого слоя от наибольшей к наименьшей, или наоборот. Одновременно в процессе резания могут находиться несколько режущих кромок. Это вызывает ударные нагрузки, неравномерность протекания процесса, вибрации и увеличенный износ инструмента, повышенные нагрузки на станок.

Торцовое фрезерование - наиболее распространённый и производительный способ обработки плоских поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства. На рисунке 3.4 представлено фрезерование привалочной поверхности блока цилиндров двигателя Caterpillar 3408 на фрезерно-расточном станке VB260M.

Рисунок 3.4 Фрезерование привалочной поверхности блока цилиндров двигателя Caterpillar 3408

К элементам режима резания при фрезеровании относятся глубина резания t; скорость резания v; подача S. При определении элементов режима резания рассматривается также один из параметров фрезерования - ширина фрезерования

В[2].

Скорость резания при фрезеровании v определяется как линейная скорость точки фрезы, м/мин. Действительная скорость резания определяется по формуле

, (3.1)

где D - диаметр фрезы, мм, по наиболее удалённой от оси вращения точке режущей кромки;

n - частота вращения фрезерной головки, мин-1 .

Допустимая(расчётная) скорость резания определяется по эмпирической формуле

, (3.2)

где Сv- коэффициент, характеризующий материал заготовки и фрезы;

Т - стойкость фрезы, мин;

t - глубина резания, мм;

SZ - подача на зуб, мм/зуб;

В - ширина фрезерования, мм;

z - число зубьев фрезы;

q, т, х, у, и, р - показатели степени;

KV - общий поправочный коэффициент на изменённые условия обработки.

Величины CV, q, т, х, у, и, р приведены в [1]. Средние значения периода стойкости торцовых фрез в зависимости от диаметра фрезы приведены в [1].

Общий поправочный коэффициент KV. Всякая эмпирическая формула определяется при постоянстве некоторых факторов. В данном случае этими факторами являются физико-механические свойства заготовки и материала режущей части инструмента, геометрические параметры инструмента и т. д. В каждом конкретном случае эти параметры меняются. Для учёта этих изменений и вводится общий поправочный коэффициент KV, который представляет собой произведение отдельных поправочных коэффициентов, каждый из которых отражает изменение отдельных параметров относительно исходных [1]:

KV=KµV*KNV*KUV*KφV, (3.3)

где KµV - физико-механические свойства обрабатываемого материала, [1].;

KNV - состояние поверхностного слоя заготовки, [1];

KUV - инструментальный материал, [1];

KφV - величину φ- главного угла в плане, [1].

Материал режущей части фрезы 10Т3МО, геометрические параметры фрезерной головки с резцами из твёрдого сплава при обработке чугуна и подачей для фрезерования 0,02 мм/зуб: g = +50; a = 150; j = 450; jо = 22,50; j1 = 50; l = 150.

Фрезерование производим по схеме - симметричное полное.

Работы проводим на фрезерно-расточном станке VB260М.

KµV=(190/НВ)п, (3.4)

KµV =(190/210)1,25=0,88

KV=088*1*1*1,1=0,968

=424,2 м/мин

Зная допустимую (расчетную) скорость резания v, определяют расчетную

частоту вращения фрезерной головки n, об/мин:

, (3.5)

мин-1

По паспорту станка выбирают такую ступень скорости, при которой частота вращения фрезерной головки будет равно расчётному или меньше его, т. е. nФ ≤ n, где nф - фактическое число оборотов фрезы, которое должно быть установлено на станке. Допускается применение такой ступени скорости, при которой увеличение фактического частота вращения по отношению к расчетному будет не более5 %. По выбранной частоте вращения шпинделя станка уточняют фактическую скорость резания, м/мин:

м/мин

Для уточнения величин подач необходимо рассчитать скорость движения подачи VS по величине подачи на зуб и на оборот, мм/мин:

VS(SM) = SZ*z*nФ= S0*nФ, (3.6)

VS=0,02*2*400=16 мм/мин

Проверка выбранного режима резания.

Выбранный режим резания проверяют по использованию мощности на шпинделе станка и по усилию, необходимому для осуществления движения подачи.

Проверка по мощности на шпинделе станка.

Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе:

NР ≤NШП , (3.7)

где NР- эффективная мощность резания, кВт;

NШП– допустимая мощность на шпинделе, определяемая по мощности привода, кВт.

Приводом станка называется совокупность механизмов от источника движения до рабочего органа. Приводом главного движения резания является совокупность механизмов от электродвигателя до шпинделя станка, а его мощность определится исходя из мощности электродвигателя и потерь в механизмах.

Мощность на шпинделе определяется по формуле

NШП= NЭ*η , (3.8)

где NЭ- мощность электродвигателя привода главного движения резания, кВт,

η- КПД механизмов привода станка, η= 0,7…0,8.

NШП=1,6*0,8=1,28 кВт

Главная составляющая силы резания PZ, Н, при фрезеровании определяется по формуле

, (3.9)

где СP - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и другие условия;

КP - общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение коэффициентов, отражающих состояние отдельных параметров, влияющих на величину силы резания,

KP=KµP*KVP*KγP*KφP, (3.10)

где KµP - свойства материала обрабатываемой заготовки [1];

KVP - скорость резания, [1];

KγP - величину переднего угла γ, [1];

KφP - величину угла в плане φ, [1].

KµP=(210/190)1=1,12

Значения коэффициента СP и показателей степеней х, у, u, q, w приведены

в [1].

KP=1,12*0,83*1,07*1,06=1,05

=21 Н

, (3.11)

где PZ - главная составляющая (касательная) силы резания, Н;

D- диаметр фрезы, мм.

Нм

Мощность резания при фрезеровании, кВт, определяется по формуле

, (3.12)

где МКР- крутящий момент на шпинделе, Нм.

кВт

Условие NР ≤NШП, выдерживается.

3.1.4 Определение норм времени выполнения операции фрезерования привалочной поверхности блока цилиндров

Штучное время ТШТ - время, мин, затрачиваемое на выполнение операции, определяется как интервал времени, равный отношению цикла технологической операции к числу одновременно изготовляемых изделий и рассчитывается как сумма составляющих:

ТШТ= ТО+ ТВСП+ ТОБС+ ТОТД, (3.13)

где ТО- основное время, это часть штучного времени, затрачиваемая на изменение и последующее определение состояние предмета труда, т. е. время непосредственного воздействия инструмента на заготовку;

ТВСП- вспомогательное время, это часть штучного времени, затрачиваемая на выполнение приёмов, необходимых для обеспечения непосредственного воздействия на заготовку;

ТОБС- время обслуживания рабочего места, это часть штучного времени, затрачиваемая исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ними и рабочим местом. Время обслуживания рабочего места складываемся из времени организационного обслуживания (осмотр и опробование станка, раскладка и уборка инструмента, смазка и очистка станка) и времени технического обслуживания(регулирование и подналадка станка, смена и подналадка режущего инструмента, правка шлифовальных кругов и т. п.);

ТОТД - время на личные потребности, это часть штучного времени, затрачиваемая человеком на личные потребности и, при утомительных работах, на дополнительный отдых.

Основное время.

Основное время при фрезеровании, мин, равно отношению длины пути, пройденного фрезой за число рабочих ходов, к скорости движения подачи и определяется по формуле

, (3.14)

где L - общая длина прохода фрезы в траектории движения подачи, мм;

i- число рабочих ходов;

l- длина обрабатываемой заготовки, мм;

l1- величина врезания фрезы, мм;

l2- величина перебега фрезы, мм; l2= 1-5 мм.

Величина врезания l1 при фрезеровании, мм торцовыми фрезами определяется из условий:

при симметричном:

, (3.15)

где D - диаметр фрезы, мм;

В- ширина заготовки, мм;

мм

мин

Вспомогательное время.

К этому времени относится время, затрачиваемое на установку, закрепление, снятие заготовки [3], время на управление станком при подготовке рабочего хода

[3], выполнение измерений в процессе обработки [3]. Принимаем способ установки детали при длине 870 мм - на столе, при массе детали до 600 кг - время на установку и снятие заготовки равно 30 мин. Время на управление станком при подготовке рабочего хода берем равной 1 минуте. Время на измерение угла наклона блока с помощью штангенциркуля принимаем равным 0,16 мин.

ТВСП=30+1+0,16=31,16 мин

Оперативное время.

Сумму основного и вспомогательного времени, мин, называют оперативным временем:

TОП-= ТО+ ТВСП (3.16)

Оперативное время является основным составляющим штучного времени.

TОП=61,7+31,16=92,86 мин

Время на обслуживание рабочего места и время на личные надобности.

Время на обслуживание рабочего места и время на личные надобности часто берут в процентах от оперативного времени:

(3.17)

(3.18)

(3.19)

Из этих формул получаем что:

мин

мин

Тшт=61,7+31,16+4,64+4,64=102,14 мин

Дубл.

Взам.

Подл.

1

1

Разраб.

Низаметдинов

УрГСХА

Провер.

Нормир.

Утв.

Блок цилиндров

Н. контр.

Наименование операции

Материал

Твердость

ЕВ

МД

Профиль и размеры

МЗ

КОИД

Вертикально-фрезерная

Оборудование, устройство ЧПУ

Обозначение программы

То.

Тв.

Тпз.

Тшт.

СОЖ

Фрезерно-расточной станок V260M

61,7

31,16

102,14

Р

ПИ

D или В

L

t

I

S

n

v

01

1. Установить блок цилиндров

02

03

Разрабатываемое приспособление

04

Индикатор часового типа ИЧ-25 ГОСТ

05

06

2. Фрезеровать привалочную поверхность блока цилиндров

350

987,7

0,3

1

0,02

400

439,6

07

08

Фрезерная головка с твердосплавными резцами ВК 6

09

10

3. Снять блок цилиндров

11

12

13

14

ОК

ГОСТ 3.1404-86