1.10. Разработка восстановительных операций
Для восстановления отверстия в нижней головке шатуна наибольшее применение получило осталивание (железнение) ванным методом. Сущность процесса состоит в том, что в качестве ванны используется сама деталь. Электролит удерживается в изношенном отверстии при помощи приспособлений с уплотнениями. В качестве источника питания для наносимого покрытия используется растворимые аноды из стали 10, 20.
В настоящее время в производстве широко используется железнение в холодном электролите на асимметричном токе с катодно-анодным соотношением 810. Для железнения применяется электролит с концентрацией хлористого железа FeCl24H2O – 200 г/л, йодистый калий KI – 20 г/л, HCl – 15 г/л. Температура электролита поддерживается в пределах 50 С, а плотность тока 5060 А/дм.
Технологический процесс железнения включает операции: электрохимическое обезжиривание, анодное травление, железнение, нейтрализацию с последующими промывками после каждой операции. Далее шатуны отправляют в сушку.
1.11. Расчёт режимов механической обработки
При обработке деталей на металлорежущих станках элементами режима обработки является: глубина резания, подача, скорость резания, мощность резания.
1.11.1. Токарная обработка
Обрабатываем отверстие нижней головки шатуна. Глубина резания t при черновой обработке равна или кратна припуску z на выполняемом технологическом переходе. При чистовой обработке (Ra<2,5) глубина резания принимается в пределах 0,10,4 мм. После назначения глубины резания t0,1 мм назначаем подачу из числа существующих в характеристике станка S=0,1 мм/об.
Скорость резания v рассчитывается по формуле:
 , (1.23)
где Сv, m, xv, yv – коэффициенты и показатели степени, учитывающие условия обработки; Т – период стойкости режущего инструмента; Kv – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, которые не учтены при выборе Cv.
Период стойкости режущего инструмента Т принимаем равным 60 минутам. Поправочный коэффициент Kv рассчитываем по формуле:
 , (1.24)
где Kmv1,67 – коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала; Knv1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; Kуv1 коэффициент, учитывающий главный угол резца в плане; Kу1v0,9 – коэффициент, учитывающий вспомогательный угол резца в плане; Krv1 – коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущей части резца; Kqv0,91 – коэффициент, учитывающий размеры державки резца; Kоv1 – коэффициент, учитывающий вид обработки; Kuv0,9 – коэффициент, учитывающий вид материала режущей части инструмента.
 .
Определим скорость резания по формуле (1.23):
 м/мин.
По расчётному значению скорости резания определяется частота вращения шпинделя с закреплённым резцом:
 , (1.25)
где dД – диаметр детали (отверстия), мм.
 об/мин.
Максимальная частота вращения шпинделя станка равна 450 об./мин. Принимаем частоту вращения шпинделя, близкую к расчётной n350 об/мин.
Тогда скорость обработки рассчитывается по формуле:
 , (1.26)
 м/мин.
Рассчитанные элементы режима резания необходимо проверить по мощности электродвигателя станка. Мощность резания определим по формуле:
 , (1.27)
где рz – составляющая силы резания.
 , (1.28)
где Срz, xрz, yрz, nрz – коэффициенты и показатели степеней, учитывающие условия обработки; Крz – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, неучтённые коэффициентом Срz.
 , (1.29)
где КMрz0,68 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; Крz1 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане режущей части инструмента; Кyрz0,94 – коэффициент, учитывающий передний угол режущей части инструмента; Крz1,1 – коэффициент, учитывающий угол наклона лезвия; КRрz1 – коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца.
 .
Коэффициент КRрz не учитываем, т.к. сталь резца не быстрорежущая.
 Н – составляющая силы резания.
 кВт – мощность резания.
Мощность резания, приведённая к валу электродвигателя, должна быть равна или несколько меньше мощности электродвигателя станка.
Условие выполняется: Nрэ
0,23<3.
1.11.2. Железнение
После выполнения токарной обработки предусмотрена гальваническая операция (железнение – см. п. 1.10) отверстия нижней головки шатуна.
1.11.3. Шлифование
Чистовое шлифование отверстия нижней головки шатуна. При шлифовании периферией круга с радиальной подачей (врезное шлифование) мощность определяется по формуле:
 , (1.30)
где d – диаметр шлифования, мм; b – ширина шлифования, мм; v'd – скорость вращательного движения детали, об./мин; Sp – перемещение шлифовального круга в радиальном направлении, мин./об., Сn, r, y, q, z – поправочный коэффициент и степени для табличных условий работы.
 об./мин.
 кВт.
Условие выполняется: Nрэст
3,6<8,275.
1.11.4. Хонингование отверстия нижней головки шатуна
Определяем скорость резания по формуле:
 , (1.31)
где vв – скорость вращательного движения хона, об/мин.; vв-п – скорость возвратно-поступательного движения хона, м/мин.
 , (1.32)
где D69,4 мм – диаметр хонингуемого отверстия; n155 об/мин. – частота вращения шпинделя станка.
 , (1.33)
где nвх10 ход/мин. – число двойных ходов хона; Lх0,15 м – длина хона.
 м/мин.
 м/мин.
 м/мин.
Мощность при вращательном движении определяется по формуле:
 , (1.34)
где Рх – осевая составляющая силы резания, м.
 , (1.35)
где fх – коэффициент трения резания; р – давление брусков, Па; S – площадь контакта одного бруска с обрабатываемой поверхностью, м2; n – количество брусков в хоне, ед.
 Н.
 кВт.
Условие выполняется: Nвэст
1,25<2,8.
1.11.5. Растачивание отверстия верхней головки шатуна
Протачиваем отверстие верхней головки шатуна до ремонтного размера. Глубина резания t при черновой обработке равна или кратна припуску z на выполняемом технологическом переходе. При чистовой обработке (Ra<2,5) глубина резания принимается в пределах 0,10,4 мм. После назначения глубины резания t0,1 мм назначаем подачу из числа существующих в характеристике станка S=0,1 мм/об.
Скорость резания v рассчитывается по формуле:
, (1.23)
где Сv, m, xv, yv – коэффициенты и показатели степени, учитывающие условия обработки; Т – период стойкости режущего инструмента; Kv – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, которые не учтены при выборе Cv.
Период стойкости режущего инструмента Т принимаем равным 60 минутам. Поправочный коэффициент Kv рассчитываем по формуле:
, (1.24)
где Kmv1,67 – коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала; Knv1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; Kуv1 коэффициент, учитывающий главный угол резца в плане; Kу1v0,9 – коэффициент, учитывающий вспомогательный угол резца в плане; Krv1 – коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущей части резца; Kqv0,91 – коэффициент, учитывающий размеры державки резца; Kоv1 – коэффициент, учитывающий вид обработки; Kuv0,9 – коэффициент, учитывающий вид материала режущей части инструмента.
.
Определим скорость резания по формуле (1.23):
м/мин.
По расчётному значению скорости резания определяется частота вращения шпинделя с закреплённым резцом:
, (1.25)
где dД – диаметр детали (отверстия), мм.
 об/мин.
Максимальная частота вращения шпинделя станка равна 2000 об/мин. Принимаем частоту вращения шпинделя, близкую к расчётной n850 об/мин.
Тогда скорость обработки рассчитывается по формуле:
, (1.26)
 м/мин.
Рассчитанные элементы режима резания необходимо проверить по мощности электродвигателя станка. Мощность резания определим по формуле:
, (1.27)
где рz – составляющая силы резания.
, (1.28)
где Срz, xрz, yрz, nрz – коэффициенты и показатели степеней, учитывающие условия обработки; Крz – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, неучтённые коэффициентом Срz.
, (1.29)
где КMрz0,68 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; Крz1 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане режущей части инструмента; Кyрz0,94 – коэффициент, учитывающий передний угол режущей части инструмента; Крz1,1 – коэффициент, учитывающий угол наклона лезвия; КRрz1 – коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца.
.
Коэффициент КRрz не учитываем, т.к. сталь резца не быстрорежущая.
 Н – составляющая силы резания.
 кВт – мощность резания.
Мощность резания, приведённая к валу электродвигателя, должна быть равна или несколько меньше мощности электродвигателя станка.
Условие выполняется: Nрэ
0,50<3.
|
