ГОСы по инженерии

1. Пневмогидравлические приводы станочных приспособлений

Пневмогидравлические приводы применяют для перемещения зажимных устройств приспособлений. Они состоят из преобразователя давления, который соединен с гидроцилиндрами приспособлений и необходимой аппаратуры.

По виду работы пневмогидроприводы бывают с преоб­разователями давления прямого действия и с преобразовате­лями давления последовательного действия.

Пневмогидравлические приводы питаются сжатым воз­духом из цеховой сети через пневматическую аппаратуру под давлением 0,39-0,58 Мн/м² (4-6 кгс/см²) при давлении масла в гидравлической части привода 7,8-9,8 Мн/м² (80-100 кгс/см²).

Высокое давление масла в пневмогидроприводе созда­ется пневмогидравлическим и преобразователями прямого или последовательного действия, превращающими давление сжатого воздуха в высокое давление масла.

Пневмогидравлические приводы, сочетающие в себе простоту конструкции пневматических с преимуществами гидравлических приводов, обеспечивают быстроту переме­щения зажимных устройств, небольшие габариты конструк­ции, создание больших сил зажима, сравнительно неболь­шую стоимость. Пневмогидроприводы применяют для за­жима заготовок в одно-, многоместных и многопозицион­ных приспособлениях в серийном производстве.

Принципиальная схема работы пневмогидравлического привода с преобразователем давления прямого действия основана на непосредственном преобразовании давления сжатого воздуха в высокое давление масла.

Пневмогидропривод состоит из пневмоцилиндра одностороннего дей­ствия с поршнем и гидравлического ци­линдра односто­роннего действия с поршнем. Сжатый воздух поступает из воздушной сети через распределительный кран в бесштоковую полость пневмоцилиндра и перемещает поршень со штоком влево. Шток давит на мас­ло, которое перемещает в гидроцилиндре поршень со штоком влево. При этом шток через промежуточные звенья перемещает зажимные устройства приспособления при зажиме заготовки. При разжиме поршни со што­ками, пружинами перемещаются вправо.

2. Особенности технической обработки деталей ТВЧ

Представим себе проводник электрического тока, на­пример в виде медной трубки, свернутой в незамкнутое кольцо. Внутрь такого кольца вставили металлический стержень так, чтобы он не касался трубки. Если теперь концы трубки включить в цепь переменного тока высо­кой частоты, то появится переменное электромагнитное поле такой же частоты. Силовые линии поля будут пронизывать стержень, благодаря чему в нем возникнет пе­ременный ток высокой частоты. Это так назы­ваемые вихревые токи Фуко. Такой способ наведения пе­ременного тока в проводнике без непосредственного включения его в электрическую цепь называется элект­ромагнитной индукцией, а медная трубка, которая ис­пользуется для нагрева, — индуктором. Индукция в пе­реводе с английского значит наведение.

Особенностью тока высокой частоты является то, что он проходит не по всему сечению проводника, а только у его поверхности. При этом, чем выше частота тока, тем меньше глубина его проникновения в поверхность. Прохождение тока по проводнику, как известно, сопровождается выделением теплоты. Роль такого проводника выполняет нагреваемая деталь. Поскольку ток проходит только по ее поверхности, то и нагревается не вся де­таль, а лишь ее поверхность. Продолжительность нагре­ва поверхности до закалочной температуры очень не­большая, обычно 1 -10 с. Во избежание нагрева индук­тора внутри его циркулирует проточная вода.

Если нагретую до закалочной температуры поверх­ность детали быстро охладить, например, с помощью во­дяного душа, то произойдет поверхностная закалка. Та­ким образом, закалка ТВЧ, или, как ее иногда называют, индукционная закалка, это по существу поверхност­ная закалка, отличающаяся лишь способом нагрева деталей.

При закалке ТВЧ применяют три метода: одновре­менный, последовательный, непрерывно-последователь­ный.

Одновременный метод заключается в том, что зака­ливаемая деталь устанавливается в индуктор и нагрева­ется одновременно по всей поверхности, которую нужно закаливать. Этот метод применяют для деталей с не­большой поверхностью (втулок, пальцев, роликов и т. п.). Если деталь круглой формы, то для более равномерного нагрева ее приводят во вращение. После нагрева до тре­буемой температуры индуктор отключается, и автома­тически включается подача охлаждающей воды. Ох­лаждение, как и нагрев, проводится одновременно по всей поверхности. При таком методе обработки целесо­образно охлаждающую воду подавать через спрейерное устройство, смонтированное в самом индукторе. С этой целью внутренняя часть индуктора выполняется в виде двух кольцевых камер. В наружной камере циркулирует вода, охлаждающая индуктор в период нагрева детали, а во внутреннюю вода подается только в период охлажде­ния детали, когда индуктор отключен. На внутренней стен­ке этой камеры, обращенной к поверхности детали, имеет­ся множество отверстий, через которые вода тонкими струйками подается на поверхность детали.

Последовательный метод обработки предусматривает последовательную (поочередную) закалку отдельных элементов детали, например шеек коленчатого вала или зубьев крупных шестерен (зуб за зубом). Применение такого метода позволяет упростить конструкцию индук­тора и снизить потребную мощность высокочастотного генератора.

Непрерывно-последовательный метод обработки сос­тоит в том, что индуктор непрерывно перемещается от­носительно детали, а за индуктором движется сблокиро­ванное с ним охлаждающее устройство в виде спрейера. Таким образом последовательно нагрева­ется и закаливается вся поверхность детали. Если де­таль имеет круглую форму, то для большей равномерно­сти нагрева она вращается вокруг своей оси.

Такой метод обработки применяют для деталей, име­ющих сравнительно большую закаливаемую поверх­ность, например длинных валов, направляющих станин и др. В этих случаях для одновременного нагрева мощ­ность генератора может оказаться недостаточной, либо индуктор получается неконструктивных размеров. Для закалки этим методом плоских поверхностей применяют петлевые индукторы.

3. Особенности процессов шлифования наружных поверхностей детали

Шлифование – процесс обработки заготовок резанием с помощью инструментов (кругов), состоящих из абразивного материала. Абразивные зерна расположены беспорядочно. При вращательном движении в зоне контакта с заготовкой часть зерен срезает материал в виде очень большого числа тонких стружек (до 100000000 в минуту). Процесс резания каждым зерном осуществляется мгновенно. Обработанная поверхность представляет собой совокупность микроследов абразивных зерен и имеет малую шероховатость. Шлифование применяют для чистовой и отделочной обработки деталей с высокой точностью.

Главным движением при шлифовании является вращение шлифовального круга, а перемещение круга относительно детали является движением подачи.

Различают следующие основные виды шлифования: плоское, круглое, внутреннее.

Плоское шлифование

При плоском шлифовании (рисунок, позиция а) возвратно-поступательное движение заготовок необходимо для обеспечения продольной подачиS_пр. Для обработки поверхности на всю ширину b заготовка или круг должны иметь поперечную подачу D_sп , которая осуществляется прерывисто при крайних положениях заготовки в конце продольного хода. Периодически осуществляется движение вертикальной подачи D_sb , в крайних положениях заготовки в конце поперечного хода.

Плоское шлифование может осуществляться периферией или торцом шлифовального круга.

Круглое шлифование

При круглом шлифовании (рисунок, позиция б) движение продольной подачи осуществляется возвратно-поступательным перемещением заготовки. Подача S_пр соответствует осевому перемещению заготовки за один ее оборот. Вращение заготовки является движением круговой подачи. Подача S_п на глубину резания происходит при крайних положениях заготовки.

Движения, осуществляемые при внутреннем шлифовании показаны на рисунке, позиции в.

Виды шлифования

Для выполнения процесса шлифования наружных поверхностей деталей используются кругло-шлифовальные, плоско-шлифовальные и бесцентрово-шлифовальные станки. Для обработки сложных фасонных поверхностей используются специальные лентошлифовальные станки.

В лентошлифовальных станках применяется инструмент в виде бесконечной абразивной ленты. Лента в процессе шлифования поверхности сложной формы (например, лопатки турбин) огибает сложную поверхность и перемещается в осевом и продольном направлениях. Абразивный слой наносят на бумажную или тканевую основу ленты.

Шлифованием обрабатываются только жесткие детали, не формирующиеся в процессе обработки. Данный способ не допускает обработки малых отверстий.

4. Пути уменьшения припусков

Изготовление заготовок с заусенцами и следами облоя приводит к значительным погрешностям установки их на станке и, следовательно, увеличивает припуски на обработке. Значительные колебания припусков приводят к упругим отжатиям в технологической системе и копированию исходных погрешностей, что в свою очередь приводит к увеличению припусков на чистовые операции. В этих условиях приходится вводить дополнительные чер­новые и чистовые операции.

Изготовление заготовок с минимальными припусками возможно при развитии малоотходной технологии производства заготовок.

Применение точных заготовок, форма которых приближена к форме готовых деталей, позволяет уменьшить погрешность установки деталей на станке и равномерно распределить припуск по всему периметру обрабатываемой поверхности.

Малые и равномерные припуски позволяют упростить технологический процесс обработки и в некоторых случаях исключить черновые операции, при которых снимается наибольший припуск, а также ис­пользовать сразу методы чистовой обработки с высокими режимами резания и минимальными припусками.

Применение принципиально новых методов и технологических процессов изготовления заготовок позволяет значительно сократить расход конструкционных материалов.

Внедрение технологии малоотходного производства заготовок, в свою очередь, способствует интенсификации механической обработки и внедрению прогрессивных методов обработки.

Техническое перевооружение кузнечно-штамповочного производства, в частности применение поперечно-винтовой прокатки, многопозиционных горячевысадочных автоматов, штамповки в разъемных матрицах и др., позволяет уменьшить расход металла и получить заготовки с лучшим расположением волокон. Для обеспечения постоянства объема заготовки и повышения точности поковок в автоматы могут быть встроены мини-ЭВМ. Широкое развитие получает штам­повка зубчатых колес с предварительным образованием зубьев и отверстий, то есть в этом случае оставляется минимальный припуск под обработку резанием.

Таким образом, значительно сокращается не только расход мате­риала, но и технологический процесс обработки зубчатого колеса, в частности, при обработке базового отверстия можно применить прогрессивный процесс протягивания, а при обработке зубьев – чистовое фрезерование.

Применение операций порошковой металлургии позволяет значи­тельно сократить припуски на механическую обработку. Высокая точность, полученная при изготовлении заготовок, позволяет значительно сократить их механическую обработку и лишь после химико-термической обработки применить доводочные операции. При объемной холодной штамповке коэффициент использования металла может быть доведен до единицы, например, при изготовлении мегизов из бунтового металла на холодновысадочных автоматах при дальнейшем накатывании резьбы. Таким образом, припуск на механическую обработку в этом случае равен нулю.

Изготовление заготовок конических шестерен методом холодной объемной штамповки позволяет уменьшить припуск на обработку зубьев до 0,2 мм.

К числу основных процессов малоотходной технологии производства заготовок относятся и комбинированные способы получении готовок. Например, для заготовок простой формы сварка трением сводит к минимуму термические деформации, отходы металла и припуски на механическую обработку. В частности, комбинированым способом изготовляют скользящую вилку кардана автомобиля.

В некоторых случаях замена стальных поковок отливками из высокопрочного чугуна с шаровидным графиком позволяет сократить перевод металла в стружку на 60%.

Значительное сокращение расхода металла в стружку возможно при замене процесса резания пластическим деформированием. Например, накатывание вместо нарезания резьбы и шлицев, прикатка зубьев колес взамен шевингования, выдавливание фасок по периметру шлицевого отверстия вместо резания и др.

Новым направлением в технологии обработки как металлических так и неметаллических деталей можно считать внедрение лазеров.

Луч лазера можно сфокусировать в точку, размер которой составляет сотые доли миллиметра, и достигнуть температуры в сотни тысяч градусов. В частности, возможность сваривать термообработанные изделия без их разупрочнения позволяет значительно изменить технологический процесс изготовления некоторых изделий.

Деформации, вызываемые термической обработкой деталей, вынуждают оставлять значительные припуски на дальнейшую обработку деталей. Применение лазеров позволит устранить деформацию деталей и в ряде случаев необходимость механической обработки после термической обработки.

Электрофизические и электрохимические методы позволяют обрабатывать заготовки сложной формы и из труднообрабатываемых материалов. Например, электрохимическое удаление заусенцев при производстве шестерен позволяет достигнуть высокого качества кромок без применения процессов резания.

Комбинированные методы находят все более широкое распространение не только при изготовлении заготовок, но и при их механической обработке. В качестве примера рассмотрим процесс протягивания отверстий комбинированным инструментом.

При изготовлении зубчатых колес обработка отверстий влияет на качество изделия в целом. Применение заготовок с прошитым отверстием позволяет включить несколько предварительных операций (сверление и зенкерование) и сразу осуществить протягивание отверстий.

Требования малоотходной технологии отразились и на конструкции протяжного инструмента. В частности, деформирующее протягивание, кроме окончательной и промежуточной операции, может являться и подготовительной операцией, предшествующей дальнейшей обработке отверстий резанием, причем припуск на последующую обработку отверстия резанием может быть значительно уменьшен. Применение деформирующих протяжек позволяет уменьшить расход металла до 30% и сократить обработку резанием, необходимую удаления дефектного поверхностного слоя.

Различные комбинации деформирующих и режущих элементов позволяют не только уменьшить припуски на дальнейшую обработку отверстий, но и в ряде случаев исключить ее полностью вследствие полного удаления заданного припуска на операции протягивания. Применять комбинированное протягивание можно для широкой номенклатуры деталей, например, для обработки отверстий в коромысле пиана двигателя внутреннего сгорания, поворотного кулака передней оси трактора, цилиндра амортизаторов мотоциклов, легковых и грузовых автомобилей, втулки звена гусеницы трактора, внутренних колец подшипников, деталей типа труб и цилиндров и т.д. Достижения в области малоотходной технологии позволяют получить более точные заготовки и интенсифицировать процесс механической обработки.

Значительное сокращение припусков на обработку, а, следовательно, и сокращение расходов металла, может быть достигнуто при переходе на принципиально новые технологические процессы; при этом припуск на механическую обработку не должен превышать 1,5 мм на сторону.