Nagniatanie (2).doc

(2846 KB) Pobierz

 

 

OBSER

Nagniatanie

Nr projektu 5

Zajęcia wtorkowe 10-12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kowalczyk Karol ID-II-51

 

 

1.     Obróbka nagniataniem

 

Obróbka nagniataniem zewnętrznych powierzchni walcowych jest stosowana jako wykańczająca w technologii następujących części: wałków gładkich i stopniowych, czopów łożyskowych, drążków, śrub, zwrotnic, szpilek oraz długich osi, drągów, tłoczysk i innych.

 

Jest to metoda obróbki wykańczającej, polegająca na wykorzystywaniu miejscowego odkształcenia plastycznego, wytworzonego w warstwie wierzchniej na skutek współdziałania narzędzia z powierzchnią obrabianą. Narzędziem może być: rolka, kulka lub krążek.

 

Poniższy projekt dotyczy obróbki nagniataniem powierzchni walcowej szpilki, stosowanej jako obróbka wykańczająca. Celem tej obróbki jest polepszenie wykończenia powierzchniowego, zwiększenie własności wytrzymałościowych i eksploatacyjnych, poprawa kalibracji wymiarowej, zwiększenie gładkości powierzchni δ~0,9mm i czynniki ekonomiczne. Obróbkę nagniataniem wałków stosuje się w tym przypadku przy użyciu głowicy trzykrążkowej pneumatycznej.

 

 

2.     Założenia:

Przedmiotem obrabianym jest szpilka.

Materiał –18H2N4WA ulepszona cieplnie 34-38 HRC

Produkcja (roczna)masowa

 

3.     Obróbka poprzedzająca nagniatanie:

sposób obróbki – toczenie według kopiału 

chropowatość Ra [μm] 5-2,5

 

4.     Obróbka nagniataniem:

narzędzie nagniatające – głowica trzykrążkowa preumatyczna

Promień zaokrąglenia krążka R=10mm,

obrabiarka TPC40

 

5.     Parametry charakterystyczne tokarki TPC40:


-rozstaw kłów: 1000mm,
-wznios kłów: 200mm,
-przelot nad łożem: 400mm,
-przelot w przednim wybraniu łoża: 450mm,
-przelot nad suportem: 225mm,
-szerokość łoża: 400mm,
-gniazdo we wrzecionie: stożek Morsea Nr 6,
-średnica otworu we wrzecionie: 45mm,
-ilość prędkości wrzeciona: 18,
-zakres obrotów wrzeciona: 28-1400obr/min,
-ilość posuwóww całym zakresie obrotów wrzeciona: 42,
-moc silnika głównego: 7,5kW,
-masa tokarki: 2600kg. 

 

6.     Warunki nagniatania:

F= 2 [kN]

v = 1,15 [m/s]

p = 0,2 [mm/obr]

i = 1

ciecz chłodząca – olej CM lub nafta

 

chropowatość - Ra [μm] - 0,63-0,32

klasa dokładności IT 12

zwiększenie gładkości powierzchni δ~0,9mm

 

 

7.     Dobór narzędzia:

Zalecaną głowicą do obróbki szpilek jest głowica  PN3- trzykrążkowa pneumatyczna (R=10mm), dostosowana do tokarki uniwersalnej TUE40.

 

[“Technologia obróbki nagniataniem” – Doc. Dr inż W. Przybylski]

 

Schemat przedstawiający głowicę pneumatyczną, trzykrążkową:

 

Opis: obraz 019_1

 

Głowica PN3 z dławikiem na przewodzie odprowadzającym powietrze z cylindrów i zaworem do ręcznego sterowania. Ma ona ma najkorzystniejszy układ krążkowania szpilek. Schemat nagniatania wałka przedstawia poniższy rysunek.

Opis: C:\Users\Sylwia\STUDIAAA\OBSER\PROJEKT\nagniatanie\IMG.jpg

 

 

 

 

8.     Schemat kinematyczny:

 

Krążkowanie stopniowych powierzchni walcowych wraz z promieniowymi przejściami, pneumatyczną głowicą trzykrążkową jest tanim i wydajnym procesem obróbkowym. Podczas tego rodzaju obróbki jest wymaganee jedynie zgrubne ustawienie głowicy w osi wrzeciona. Stosuje się krążki o odpowiednich promieniach zaokrąglenia oraz sprężone powietrze o ciśnieniu 0,4-0,7 MPa. Podczas obróbki w strefę nagniatania należy doprowadzić obfity strumień oleju CM.

 

Dobrany przeze mnie układ krążkowania wałków na tokarkach, jest (zgodnie z  literaturą*) najkorzystniejszy z dostępnych.

 

*[“Technologia obróbki nagniataniem” – Doc. Dr inż W. Przybylski]

 

 

 

Konstrukcja PN3 jest przystosowana do zasilania sprężonym powietrzem z butli o ciśnieniu do 15Mpa. W tym przypadku trzeba zastosować dwustopniową redukcję ciśnienia:

 

 

Korzystając z sieci sprężonego powietrza w układzie zasilania powinien pracować zbiornik wyrównawczy jako stabilizator ciśnienia, ponieważ w warunkach produkcyjnych jest ono zmienne. Zmiany ciśnienia powodują niedopuszczalne, zwłaszcza w obróbce umacniającej, zmiany wartości siły nagniatania.

 

Glowicę ustala się kołkami stożkowymi i mocuje się po zdjęciu imaka na suporcie tokarki.

 

9.     Dobór parametrów

Zaproponowane parametry należy zweryfikować z wartościami teoretycznymi w literaturze – przede wszystkim siłę docisku F. Po procesie oczekujemy zwiększenia gładkości powierzchni δ~0,9mm.

 

Zgodnie z ww. literaturą, dla podanych założeń odczytuję z TABLICY 8-8 (str. 265)

Wartość posuwu oraz liczbę przejść:

 

posuw: p=0,30

liczba przejść: i=1

 

 

 

 

 

 

Dzielę przedmiot obrabiany (PO) na 2 sekcje:

 

10. Prędkość obrotowa - n (dla każdej sekcji)

 

n1=(v*1000)/(3,14*d)=(0,3*1000)/(3,14*21)= 4,5 [obr/sek]= 272 [obr/min]

n2=(v*1000)/(3,14*d)=(0,3*1000)/(3,14*18)= 5,3 [obr/sek]= 318 [obr/min]

 

11. Czas maszynowy nagniatania

 

 

 

tm1=(1*55,8)/(60*0,3*4,5)=0,68 [s]

tm2=(1*313,5)/(60*0,3*5,3)= 3,3 [s]

 

Gdzie:

n- prędkość obrotowa przedmiotu [obr/s]

L- długość drogi narzędzia (lub przedmiotu) dla jednego przejścia obróbkowego [mm]

p- posuw nagniatania [mm/obr]

i-ilość przejść obróbkowych

 

12. Dopuszczalny posuw wzdłużny

 

 

Gdzie:

Rz- wysokość nierówności powierzchni po nagniataniu

R- promień zaokrąglenia krążka

 

f=2,87*(10*0,0063)=0,72[mm/obr]

 

 

 

 

13. Siła docisku F nagniatania [wzór Кудря́вцевa]

 

F=0,01(50*[(d^2)]/6   [kN]

 

F1=0,01(50*[(21^2)]/6=1,235 [kN]

F2=0,01(50*[(18^2)]/6=1,04  [kN]

 

 

gdzie:

d – średnica obrabianej powierzchni szpilki [mm]

 

 

 

14. Podsumowanie i wnioski

 

Krążkowanie powierzchni walcowych pneumatyczną głowicą trzykrążkową jest tanim i wydajnym procesem obróbkowym.

Po skończonej obróbce część partii przekazać do laboratorium w celu kontroli. Przed kontrolą przedmiot należy umyć i konserwować.

Kontrolować zadane parametry procesu (prędkość, siłę, posuw, wymiary). Po skończonej obróbce obrabiarkę należy wyczyścić i zabezpieczać przed szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi.

 

 

                            7

 

Zgłoś jeśli naruszono regulamin