Опытное обоснование технологической разработки

При разработке технологических процессов необходимо до начала проектирования станка провести комплекс работ экспериментально- изыскательского характера, что до минимума снижает сроки доводки и сдачи станка в эксплуатацию. Это в меньшей степени касается типовых компоновок, проверенных конструкций инструментов и режимов резания.

В процессе технологической и конструкторской подготовки чаще всего - приходится сталкиваться с необходимостью проведения следующих опытных работ:

1) проверка оптимальных режимов резания, исходя из допустимых норм стойкости инструментов, получения необходимой чистоты поверхностей и точности обработки и по определению фактических усилий резания;

2) проверка работоспособности приспособлений, специальных насадок и некоторых инструментов;

3) подбор смазочно-охлаждающих жидкостей;

4) изыскание специальных методов обработки, пригодных для использования на агрегатном станке.

Проверку режимов резания и испытания различной оснастки необходимо производить в условиях, аналогичных условиям работы в создаваемой компоновке. Для этого целесообразно на опытном участке иметь специальный агрегатный стенд-станок с вертикальными и горизонтальными кронштейнами, скомпонованный из нормализованных узлов с силовыми головками и позиционным столом с планшайбой, применяемыми на заводе. Все устанавливаемые головки и позиционный стол должны иметь независимое друг от друга включение и выключение, а также общую аварийную кнопку «стоп».

Проверку выбранных режимов резания по стойкости инструмента для будущей компоновки следует проводить на бракованных деталях либо на образцах, специально изготовленных для этой цели. Обрабатывают партию деталей и определяют степень износа инструментов. Величину обрабатываемой партии устанавливают, исходя из минимального количества деталей, которое должен обрабатывать инструмент в будущей компоновке.

Проверка режимов резания

по стойкости во избежание случайных результатов

Проверку режимов резания по стойкости во избежание случайных результатов следует проводить на 2 — 3 партиях с соответствующей заменой инструментов.

Параллельно с упомянутым желательно производить проверку достигаемой точности и чистоты обработанных поверхностей, а также проверять надежность установки детали в приспособлении, что рекомендуется осуществлять на одной позиции многопозиционного приспособления до изготовления всех позиций.

Из слесарных операций чаще всего возникает необходимость включать в компоновку зачистку заусенцев, полировку, свинчивание резьбовых деталей, вальцовку запрессовку и т. д. Методы выполнения этих операций принимаются применительно к конкретным условиям, зависящим от конструкции обрабатываемых деталей, их материала, технических требований к ним. Правильное и своевременное выполнение опытных работ обеспечивает своевременную сдачу компоновок в эксплуатацию.

По опыту серийных заводов автотракторной и авиационной промышленности, для проведения экспериментальных работ по созданию компоновок достаточно иметь группу в составе одного-двух технологов и трех — пяти рабочих. Из оборудования достаточно иметь один-два токарных станка, один фрезерный и агрегатный стенд-станок с запасом нормализованных узлов. Такая группа в состоянии обеспечить опытные работы по созданию 15—20 достаточно сложных агрегатных станков в год.

В качестве примера сложной опытной работы ниже приводятся результаты исследования по сверлению отверстий малых диаметров (<1,5 мм) на агрегатных станках. Сверление таких отверстий с трудом поддается автоматизации из-за частой поломки сверл.

Схема устройства для сверления

шпиндель настольно-сверлильного станка опускается под действием груза

Иногда при сверлении даже отдельных отверстий приходится испытывать затруднения. Обычно это случается на поточно-механизированных линиях, где для сверления приходится выделять отдельного оператора, который загружен неполностью, или при обработке деталей на агрегатных станках, когда технологический порядок автоматизированных операций разрывается наличием ручного сверления.

При выполнении экспериментальных исследований производилась проверка заданных режимов резания (а также разработка новых). Первые же опыты показали, что сверление отверстий диаметром в 1 мм в нержавеющей стали 1Х18Н9Т через кондукторную втулку с принудительной механической подачей неприемлемо ввиду частой поломки сверл, что происходит вследствие большего вылета сверла по сравнению со сверлением без кондукторной втулки, отсутствия контроля момента притупления, забивания стружкой кондукторной втулки и канавок сверла. В дальнейшем была применена подача под действием определенного усилия (груза).

Схема устройства для сверления по новому методу следующая: шпиндель настольно-сверлильного станка опускается под действием груза, укрепленного на рукоятке. Пружина служит для устранения поломки сверла на выходе из детали и вступает в работу лишь в конце обработки. Для регулирования усилия пружины используется подвижный упор.

Рассмотрим результаты исследований, при выполнении которых каждый последующий опыт проводился с оптимальными параметрами, определенными по результатам предыдущего.

При опытах число оборотов шпинделя было принято 1200 об/мину работа производилась без кондукторной втулки, заточка сверла стандартная (угол при вершине 118—120°), толщина просверливаемой пластины 3 мм.

результаты экспериментальных исследований

по своим масштабам явно недостаточны для широких обобщений

При малой нагрузке наблюдалось быстрое затупление сверла; оно не ломалось, а просто прекращался процесс резания. Наилучшие результаты получены при грузе весом в 1,6 кг.

О зависимости количества обработанных отверстий от угла при вершине сверла можно судить по кривой. Установлено оптимальное значение угла при вершине 128 — 130°, .что объясняется, по-видимому, свойствами стали 1Х18Н9Т.

При экспериментах с вылетом сверла в 5 мм проводился хронометраж машинного времени. Дополнительно было опробовано сверление без оправки через кондукторную втулку длиной направления 2 мм. В результате установлено, что при работе и с укороченной втулкой стойкость сверла незначительная, так как кроме увеличения вылета сверла (до 9 мм) ухудшаются условия охлаждения и отвода стружки. Наблюдалась и поломка сверл.

Необходимо отметить, что приведенные выше результаты экспериментальных исследований по своим масштабам явно недостаточны для широких обобщений, но в достаточной степени показывают влияние тех или иных параметров на стойкость сверла, а также необходимость применения механизированной заточки.

Результаты опытов позволили спроектировать работоспособную силовую головку для сверления отверстий диаметром до 1,2 мм в деталях из стали 1Х18Н9Т, обеспечившую минимальный расход сверл.

экспериментальная проверка

требуют операции, не характерные для агрегатных станков

Обязательной экспериментальной проверки требуют операции, не характерные для агрегатных станков. Так, например, торцовая щетка, используемая для зачистки первого ребра цилиндра вело- двигателя, была изготовлена после опробования нескольких других конструкций. Испытывались цилиндрические и торцовые щетки с разной толщиной и длиной вылетов ворса при работе с различными скоростями и подачами. В другом случае необходимо было изыскать метод механизированной зачистки по радиусу 0,3 мм кромок всасывающих и выхлопных окон этого же цилиндра, так как во всей поточной линии только эта операция выполнялась вручную. Было испытано несколько оригинальных конструкций механических шаберов, но они оказались непригодными.

Метод закругления кромок абразивными кругами не удалось даже проверить из-за трудностей, связанных с принятием схемы обработки. Пригодным оказался метод пластической деформации кромок, причем для выполнения этой работы была разработана конструкция особой насадки.