body (594198), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Эти отличия обусловливают получение особой, мелкодисперсной и твердой структуры поверхностного слоя, обладающими высоким физико-химическими и эксплуатационными свойствами. Принципиальное отличие электромеханического способа восстановления деталей от других способов состоит в том, что в процессе восстановления достигается значительное повышение физикомеханичесикх свойств активного поверхностного слоя детали без дополнительных операций термической обработки.
Принципиальная схема электромеханической обработки заключается в следующем от сети напряжением 220 380 В ток проходит через понижающий трансформатор, а затем через место контакта поверхности обрабатываемой детали с инструментом. Сила тока и вторичное напряжение регулируются в зависимости от площади контакта поверхности обрабатываемой детали и инструмента, исходной шероховатости поверхности и качеству поверхностного слоя.
2.2. Упрочнение винтовых поверхностей.
Ходовые винты валов служат для преобразования вращательного движения в поступательно-прямолинейное перемещение с помощью сопряженной с ним гайки различных узлов станка (суппорты, каретки, фартуки и др.). Ходовой винт является одним из звеньев многозвенной размерной цепи, которая обеспечивает точность перемещения суппорта станка, а следовательно, и точность изготовляемой на этом станке детали. Равномерность перемещения узлов оказывает нередко решающее влияние на точность изготовляемой на станке детали, она зависит от ряда факторов. Хордовые винты обладают недостаточной жесткостью, так как обычно их длина во много раз больше диаметра, поэтому при работе возникают деформации ходовых винтов.
Существующие способы упрочнения ходовых винтов станков объемной закалкой и закалкой ТВЧ не нашли широкого применения главным образом вследствие того, что они приводят к деформациям длинных деталей и усложняют технологию их изготовления. По этой причине большинство ходовых винтов изготовляют не упрочненными, а их износ имеет абразивный характер и достигает значительных размеров, что приводит к потере точности станка. Так, износ ходовых винтов токарно-винторезных станков 1А62, 1Д62М по среднему диаметру при двухсменной работе достигает 0,5 мм в год.
Для ЭМО ходовых винтов небольших и средних размеров можно применять трансформатор УЭМО, а при упрочнении крупных винтов – более мощный трансформатор. Во всех случаях упрочнение длинных деталей во избежание их излишнего нагрева целесообразно подводить оба конца вторичной обмотки трансформатора к упрочняющему приспособлению.
2.3. Приспособление для упрочнения ходовых винтов.
Для упрочнения сравнительно небольших винтов (диаметр до 40 мм, длина 480 мм) используют приспособление приведенное на чертеже приведенного в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.С.01.01.СБ)
Приспособление состоит из двух скоб и, шарнирно-соединенных между собой. В нижней скобе (стационарной) установлены два держателя, несущие латунные ролики, свободно посаженые на осях; служащие для позиционировния по винтовым канавкам. Оба держателя могут свободно поворачиваться в гнездах (подшипники скольжения), для поворота на угол наклона винтовой канавки. В верхней скобе (откидной) установлена в подшипнике скольжения державка, несущая упрочняющую круглую твердосплавную пластину, которая неподвижно закреплена на державке. Державка изолирована от скобы подшипником скольжения который выполнен из диэлектрика, материала не проводящего электричество, В стационарной скобе имеется посаженый на палец накидной винт, под который в накидной скобе имеется стыковочный паз. Стационарная скоба крепится к уголку подпружиненным винтовым соединением. Отверстия под винт в скобе имеют некоторый зазор служащий для компенсации искажений системы станок/деталь. Пружины необходимы для устранения излишнего люфта. Уголок крепится винтами через втулки из диэлектрика к поверхности стола суппорта.
Между уголком и столом находится пластина из диэлектрика. Приспособления закрепляется описанным ранее способом к столу суппорта, и устанавливается обрабатываемый вал между которым и задней бабкой находится диэлектрическая втулка специальной конструкции, при этом латунные ролики позиционируются по шагу и наклону винтовой поверхности. После этого откидная скоба устанавливается в рабочее положение и закрепляется накидным винтом с усилием достаточным для плотного прилегания инструмента к обрабатываемой поверхности. Один из контактов подводится к державке (для чего в торце державки имеется резьбовое отверстие) а второй контакт подводится специальным устройством - щеткой на изолированный от станка патрон. И происходит процесс электромеханической обработки ходового вала.
Необходимость в изоляции корпуса станка от подвода одного из зарядов вызвана тем, что в случае наличия такого контакта эффект подобный процессу ЭМО происходил бы между соприкасающимися поверхностями самого станка (например в подшипниках или зубчатых колесах) что совсем не желательно.
При возникновении каких либо геометрических искажений в системе станок – приспособление - упрочняемый вал компенсация производится за счет подпружиненных соединений (накидной винт, крепление приспособления к уголку), сохраняя усилие не более необходимого для плотного прилегания инструмента к обрабатываемой поверхности.
3. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
3.1. Экспериментальное исследование условий образования заусенцев при фрезеровании заготовок из стали 45.
3.1.1. Цель проведения исследования.
Цель данного исследования – получение инструмента (фрезы) с оптимальной геометрией, направленной на уменьшение количества и качества заусенец.
3.1.2. Содержание исследования.
С целью отыскания оптимальных параметров процесса фрезерования я провел экспериментальные исследования. Опыты проводились на горизонтальном консольно-фрезерном станке.
Обрабатываемый материал – сталь 45.
Инструмент – торцовая фреза 160мм, оснащенная твердым сплавом Т5К10.
С геометрией режущих лезвий приведенных в табл. 3.1
Таблица 3.1
Геометрия режущих лезвий.
| | | | 1 | |
| -20 +15 | 5 20 | 30 90 | 0 25 | -20 +20 |
Фрезерование производили со следующими параметрами:
диапазон скоростей резания 70 200 м/мин,
подача Sz = 0.02 0.12 мм/зуб;
глубина резания 0.2 5.0 мм.
Графики результатов опытов приведены в графической части дипломного проекта.
3.1.3. Анализ полученных результатов.
Как видно из графиков, приведенных в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13.02-17 ), все обследованные факторы существенно влияют на величину заусенцев. Наиболее сильное влияние на величину заусенцев оказывает главный угол в плане (см. рис. 3.1) и (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ).
С увеличением угла от 30 до 75 высота заусенцев уменьшается от 4 мм до 0.6 мм, т.е. в 6.6 раза, и достигает своего минимального значения при =75. При дальнейшем увеличении угла величина заусенцев возрастает . Уменьшение величины заусенцев с увеличением в области 30 75 объясняется, очевидно, снижением составляющей силы резания Py , нормальной к обрабатываемой поверхности. С увеличением в работу резания все больше вступает вспомогательная режущая кромка, так как высота гребешков h (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ) возрастает. Это приводит к росту сил резания на вспомогательной режущей кромке, а следовательно, и к некоторому увеличению высоты H и толщины звусенцев в диапазоне = 75 90.
Как видно из графиков (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ) с увеличением вспомогательного угла в плане , от 0 до 10 величина заусенцев резко уменьшается, а затем, при дальнейшем увеличении , практически не изменяется.
Аналогичный характер имеет и зависимость сил резания на вспомогательной режущей кромке: вначале они уменьшаются, а затем остаются практически неизменными.
С увеличением заднего угла до 12 в связи с уменьшением сил трения на задней грани, уменьшаются силы резания, а следовательно, и величина заусенцев
(см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ).
Дальнейшее увеличение угла практически не снижает силы резания и величину заусенцев. Оптимальным углом следует считать опт = 12 . При больших ослабляется режущая часть инструмента.
Увеличение переднего угла сопровождается уменьшением сил резания и величины заусенцев (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ). Например, с увеличением от -15 до 0 высота заусенцев снижается от 1.6 мм до 0.15 мм. Большие значения угла назначать не рекомендуется из-за ослабления режущей части фрезы. Кроме того, дальнейшее увеличение переднего угла снижает величину заусенцев незначительно.
Как видно из графика (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ), на котором представлена зависимость величины заусенцев от угла наклона режущей кромки X, минимальную величину заусенцы имеют при = -10. Зависимость высоты H и толщины Q заусенцев от скорости резания представлены на рис.25. Увеличение скорости резания в диапазоне 70 200 м/мин повышает величину заусенцев. Это объясняется, очевидно, повышением пластичности обрабатываемого материала в связи с повышением температуры резания. Сила резания при этом несколько понижается, но в меньшей степени.
Зависимость H и Q от подачи имеет сложный характер (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ). В области малых подач 0.02 0.07 мм/зуб увеличение ее снижает величину заусенцев, которые при S = 0.07 мм/зуб имеют минимальную величину. Дальнейшее увеличение S приводит к увеличению H и Q.
Такая закономерность объясняется следующим. С увеличением подачи одновременно прогрессируют два процесса: упрочнение (наклеп) вследствие повышения сил резания и разупрочнение (отдых) из-за воздействия теплоты. Первый процесс способствует охрупчиванию поверхностного слоя обрабатываемого материала, что снижает величину заусенцев, а второй процесс повышает пластичность обрабатываемого материала, а следовательно, и способствует росту заусенцев. В области малых подач интенсивность первого процесса выше. Этим и объясняется снижение H и Q. А в области подач 0.07 0.12 мм/зуб второй процесс преобладает над первым и величины H и Q возрастают.
Уменьшение глубины резания от 5 до 0.4 мм снижает величину заусенцев незначительно (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ). Величина заусенцев резко снижается с уменьшением t от 0.4 мм. Это объясняется тем, что при малых t режущие лезвия фрезы срезают наклепанный более хрупкий слой.
Поэтому для снижения величины заусенцев целесообразно применение фрез с одним или несколькими зубьями, которые делаются на 0.05 0.1 мм выше всех остальных зубьев (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ). Главная режущая кромка зачистных зубьев не участвует в работе, так как она смещена в радиальном направлении, что снижает нагрузку на эти зубья и повышает их стойкость.
Длина L зачистного зуба должна быть больше величины подачи на один оборот, что необходимо для снятия следов обработки от всех основных (незачистных) зубьев. Вспомогательный угол в плане , на зачистных зубьях равен нулю, а на основных - 15.
Экспериментальные зависимости, приведенные выше, получены при работе острой фрезой и не учитывают износа инструмента , который, как показывает опыт, оказывает существенное влияние на величину заусенцев. Поэтому при выборе оптимальных параметров процесса фрезерования необходимо учитывать их влияние на износостойкость инструмента.
Мною проводились исследования по отысканию зависимостей интенсивности износа фрезы от геометрических параметров и параметров режима резания. Опыты проводили в тех же условиях, что и при отыскании зависимостей величины заусенцев и параметров процесса фрезерования.
В качестве характеристики интенсивности износа инструмента принят поверхностный относительный износ по задней грани. Величину определяли из соотношения:
= dh3 / dп мм/м2, (3.1.1)
где h3 – ширина штрихов износа по задней грани
режущей части фрезы в мм;
п – площадь обрабатываемой поверхности в м2
Износ задней грани инструмента измеряли с помощью лупы Бринелля с ценой деления 0.1 мм. Результаты опытов представлены на рис. 6-14. Как видно из графика на рис.6, на котором изображена зависимость =f(), уменьшение угла от 90 до 30 снижает интенсивность износа режущих лезвий фрезы. Это объясняется тем, что с уменьшением угла толщина среза уменьшается, ширина увеличивается, а вместе с этим улучшается и отвод тепла из зоны резания. В результате стойкость фрезы возрастает. Однако наряду с этим резко возрастает величина заусенцев, что значительно повышает трудоемкость их удаления. В силу этого целесообразнее применять фрезу с углом =70, хотя интенсивность ее износа будет в 2 раза выше, чем фрезы с углом =30. Следует отметить, что фрезы с малым углом в плане (например = 2030) могут быть использованы только про условии жесткой и виброустойчивой технологической системы СПИД, причем глубина резания не должна быть выше 3мм.
Интенсивность износа фрезы с увеличением , вначале снижается и достигает своего минимального значения при = 15, а затем, при дальнейшем увеличении этого угла, возрастает (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ). Повышенный износ фрез с малым , вызван возникновением вибраций, а с 1>15 ослаблением режущей части инструмента и ухудшением теплоотвода из зоны резания.
Рекомендуется применять фрезы с 1 = 15. При этом обеспечивается минимальные величина заусенцев и интенсивность износа фрезы.
Зависимость интенсивности износа задней грани фрезы от заднего, угла имеет сложный характер (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.3.13. ). С увеличением от 5 до 14 величина возрастает, а при дальнейшем повышении этого угла до 20 снижается. В области <11 величина заусенцев значительна, поэтому эти значения углов применять нецелесообразно.
Выбор большого заднего угла 20 нежелателен, так как он связан с ослаблением режущей кромки инструмента, что приводит к выкрашиванию режущей кромки инструмента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
