6020

Вивчення технологічного процесу виготовлення типових деталей Пластина

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Вивчення технологічного процесу виготовлення типових деталей Пластина Мета роботи: Ознайомитись з методикою проектування типового технологічного процесу виготовлення та обробки оптичних деталей пластина методами контролю якості поверхонь оптичних ...

Украинкский

2012-12-27

97.5 KB

5 чел.

Вивчення технологічного процесу виготовлення типових деталей Пластина

Мета роботи: Ознайомитись з методикою проектування типового технологічного процесу виготовлення та обробки оптичних деталей "пластина" методами контролю якості поверхонь оптичних деталей.

Завдання

1. Вивчити технологічний процес обробки оптичних деталей "пластина".

2. Скласти технологічний процес виготовлення плоскопаралельних пластин.

3. Провести розрахунок блоку.

4. Визначити режими обробки.

5. Провести обробку виконуючих поверхонь.

6. Вивчити устрій та принцип роботи верстата моделі 2ШП.

Обладнання для виконання лабораторної роботи

1. Верстат шліфувально-полірувальний моделі 2ШП.

2. Планшайба шліфувальна.

3. Полірувальник.

4. Наклеювальне пристосування із заготовками.

5. Абразивні матеріали.

6. Полірувальні матеріали.

7. Змащувально-охолоджувальна рідина.

8. Щітки.

9. Пензлики.

Теоретичні положення

    Технічні умови виготовлення заготовок оптичного скла встановлені ГОСТ 13240-78 "Заготовки оптические из стекла".

    Деталі з оптичних матеріалів повинні зберігати форму та прецизійну точність оброблених поверхонь під час довготривалої експлуатації, бути стійкими до дії механічних зусиль та кліматичних факторів, мати високу оптичну однородність та прозорість для променів світла. Інколи оптичні матеріали повинні мати особливі властивості, наприклад, спектральне пропускання світла, стійкість до радіаційного випромінювання та інше.

    Матеріалами, котрі відповідають цим вимогам, є оптичне неорганічне та органічне скло, оптичні кристали й кераміка.

    Найбільш поширеним в якості оптичного матеріала є оптичне скло, яке має різноманітні оптичні властивості, гарні технологічні та експлуатаційні характеристики.

    Розміри заготовки розраховують з урахуванням необхідного припуску на обробку та граничних відхилень розмірів. Значення припуску залежить від обраної технології, методу базування деталі при обробці та товщини дефектного шару поверхні заготовки. Дефектний шар утворюється при термічних процесах формоутворення із-за появи ум'ятин, складок, поверхневих повічок, включень в поверхню дрібних частинок порошка підсипки ("шамота").

    Оптичні деталі обмежені поверхнями трьох видів: виконуючими, допоміжними, вільними.

    Виконуючі поверхні потрібні для виконання деталлю свого службового призначення. Це поліровані сферичні, плоскі та несферичні поверхні.

    Допоміжні поверхні потрібні для приєднання до них оправ, кріпильних деталей, упорів та встановочних плат. Це шліфовані циліндричні або плоскі поверхні, які називають також установлювальними або допоміжними збірними.

    Вільні поверхні потрібні для виконання закінчених конструктивних та технологічних форм. Вони не торкаються з поверхнями інших деталей.

    Виконуючі поверхні оптичних деталей (Рис. 2.1.) позначені А і Б, допоміжні – В, вільні – Г. Виконуючі поверхні оправ, позначені А, необхідні для спряження з допоміжними поверхнями В оптичної деталі.

    Оптичні деталі мають основну та допоміжну бази, котрі служать конструкторським, вимі-

рювальним та технологічним цілям. Всі бази зв'язуються розмірними ланцюгами.

    Встановчою базою служить поверхня, яка визначає положення заготовки за допомогою координат щонайменше трьох опорних точок і залишає заготовку без трьох ступенів свободи. Встановчою базою вибирають поверхню, яка має найбільші габарити, щоб опорні точки розташувались якомога далі одна від одної.

    Оптичні деталі виготовляють механічною обробкою заготовок із зняттям припуску послі-

довним виконанням наступних операцій: точіння різцем, шліфування інструментом з закріп-

ленними ріжучими алмазними або абразивними зернами та притиркою з водними суспен-

зіями шліфуючих, а потім поліруючих порошків. Обробка деталей з оптичними поверхнями досягаються доводкою виконуваних поверхонь вільною притиркою.

    Припуск забезпечує можливість виготовлення деталей з необхідною точністю із заготовок з розмірами, які мають великі допуски і більш грубі по шорсткості поверхні, послідовним ви-

даленням шарів матеріалу.

    Для плоскої поверхні припуски показані на рис. 2.2., де позначено: а – припуск на грубе шліфування; б – припуск на тонке шліфування і полірування; в – повний припуск на обробку поверхні; г – розмір заготовки; д – розмір деталі після обробки.

    Щоб зменшити брак та знизити собівартість деталі, припуски розраховують, а потім на їх значення вносять поправки, отримані дослідно-статистичним шляхом.

    Припуск на розрізання заготовок встановлюють у залежності від глибини розрізу, товщини диска кругів, до котрої добавляють ширину 1.5 – 2.5 мм при глибині відповідно

10 – 65мм і більше.

    Припуски на грубе шліфування встановлюють в залежності від розмірів форми та виду заготовки. На товщину пластин назначають припуск

zt = 0.014 * D0 + 1.2 мм, а на діаметр z = 0.022 * D +1 мм.

    На довжину та ширину некруглих пластин назначають припуски 0.5 – 4 мм в залежності від розміру найбільшої сторони.

    Припуски на тонкі шліфування та полірування встановлюють у залежності від розміру, поверхневих нерівностей, котрі залишилися після грубого шліфування. Ці нерівності мають розмір 0.02 – 0.08 мм, але враховуючи можливі похибки базування, виробничі дефекти та ін., залишають припуск 0.15 – 0.3 мм на сторону, по розділяючи його між тонким шліфуванням та поліруванням і рахуючи, що поліруванням не змінюють товщину деталі.

    Існують дві операції: грубе і тонке шліфування. Процес шліфування скла може здійсню-

ватися двома способами: закріпленими абразивними зернами та суспензіями абразивних порошків.

    При грубому шліфуванні застосовують верстати з алмазними інструментами прямого або кругового профілю, які мають швидкість 20 м/с для обробки циліндричних та плоских поверхонь, чугунні шліфувальники суспензіями крупнозернистих абразивних порошків при ручній або машинній обробці на верстатах типу ШП. Грубе шліфування виконується алмазним чашечним кругом діаметром 500 мм (ГОСТ 16172-80) з частотою обертання 975 об/хв., що забезпечує швидкість різання 25 м/с. Розбирають блок при вимкнутому електромагніті. Заготовки відклеюють від пластин за допомогою електроплит, промивають у мийній установці барабанного типу в гарячому (90°С) 4%-му розчині кальцинованої соди, висушують і знову вже обробленною стороною наклеюють на пластини і встановлюють на столі станка. Після грубого шліфування другої поверхні різнотовщинність не перевищує

0.02 – 0.05 мм. Розбирання блока та промивання аналогічні.

    Далі збирають заготовки в стовбець для обробки неробочих поверхонь Кінцева операція попередньої обробки заготовок – фасетування, виконується вручну на станках з алмазною шайбою. Потім заготовки направляють на ділянку тонкого шліфування та полірування.

    Тонке шліфуваня виконують алмазним інструментом, пігулки якого укріплені на корпусі епоксидним клеєм в системі СПІД, суспензіями абразивних порошків М28, М14, М7 або М20, чугунними та латунними шліфувальниками.

    Операцію тонкого шліфування виконують способом поверхневого притира суспензіями мікропорошків електрокорунда зернистості М20 і М10 (ГОСТ 3647-71) за два переходи. Після промивки блоку, контролю плоскостності, рівномірності, шорсткості та відсутності подряпин на поверхні приступають до полірування, яке виконується після тонкого шліфуван-

ня для зменшення мікронерівностей, які залишилися. Для цієї операції є характерними три значні ознаки: полірування виконують водними суспензіями поліруючих порошків; в серійному виробництві заготовки полірують під час однієї установки з шліфуванням без розблокування полірування ведуть смоляним або суконим притиром. Інструмент – смоляний поліровальник – правиться під час одного переходу.

    Матеріали, які застосовуються для приклеювання деталей до підкладки пристосування або склеювання їх одне з одним, повинні відповідати наступним вимогам:

    • мати добру адгезію до поверхонь деталі та пристосування;

    • бути хімічно інертними;

    • не мати дряпаючих включень;

    • забезпечувати швидке відділення деталі після обробки;

    • розчинятися в доступних миючих засобах.

    В оптичному виробництві застосовують наступні наклеювальні матеріали шеллак, віск бджолиний, парафін нафтовий, гіпс, наклеювальні смоли.

    Поліровані поверхні оптичних деталей у процесі подальшої обробку

захищають від пошкоджень покраскою лаком. Захистні лаки повинні

утворювати при висиханні однорідну плівку, яка матиме добру адгезію до поверхні деталі. Лак повинен бути вологостійким, хімічно неактивним до матеріалу деталі та добре розчинятися при промивці дешевими миючими засобами. Найбільш поширені лаки на основі нітроцелюлози типу НЦ-25.

Також використовують матові емалі ХС-1107 і ПФ-163, фтороорганічні плівки лаку ФЛ-32Л.

    Складання блоку – відповідальна допоміжна операція. В задачу складання входить взаємна орієнтація заготовок одна відносно іншої та пристосування, рівномірне розгруження маси заготовок та робочого тиску, яке передається через них на пристосування, точна та надійна фіксація заготовок у заданному положенні. Спосіб збирання блоку залежить від обраної технології.

    З'єднання заготовок з пристосуванням для тонкого шліфування та полірування першої сторони виконується приклеюванням клеючими смолами. Кріплення смолами може бути двох видів: еластичне та цупке.

    Цупкий метод блокування – положення фіксують приклеюванням до пристосування тонким шаром смоли.

    Еластичний метод блокування – положення фіксують приклеюванням товстим шаром смоли.

    При застосуванні поодиноких або кратних заготовок обробку починають із операції збирання блоку заготовок та установки його на столі плоскошліфувального верстата. Заготовки оптичних деталей піддають контролю за геометричними параметрами, дефектами поверхні та показниками якості скла. За станом поверхні перевіряють всі заготовки знаходять наявність посіків, заколів, димів та глибину розташування цих дефектів. Безсвільність шукають у заготовках, які мають шліфовані, або поліровані поверхні, передивляючись скло в затемненому приміщенні на проекційному апараті.

    Пузирність оцінюють, передивляючись заготовки, на темному фоні при направленому боковому світлі.

    Двопроменезаломлення, показник заломлення, середню дисперсію, оптичну однорідність та однорідність партії заготовок за показником заломлення контролюють у заготовках піоля тонкого обпалювання шляхом контролю самих заготовок або зразків тієї ж марки і варки скла, які занурені в піч тонкого обпалювання.

    Для шліфування вільним абразивом застосовують металеві шліфувальники: плоскі планшайби (рис. 2.3.), сферичні чашки (рис. 2.4.), "гриби" (рис. 2.5.).

    Полірувальний інструмент має металевий корпус, на поверхню якого приклеєно войлок, фетр і ін., або нанесено шар полірувальної смоли (рис. 2.6.). Для закріплення оптичних деталей застосовують пристосування двох типів: для кріплення поодиноких деталей при поштучній обробці і для кріплення групи деталей, створюючих разом з пристосуванням блок. До таких пристосувань відносяться: вакуумний патрон, мембранний патрон, пристоcу-

вання з механічним кріпленням заготовок. Для групового кріплення використовують гіпсування, наклеювання смолою та посадку на оптичний контакт.

    Плоско-паралельні пластини відрізняються великою, різноманітністю фізико-механічних властивостей оптичних матеріалів, що застосовуються та широким діапазоном вимог до точності форми, взаємного розташувань і до чистоти полірованих поверхонь. Маршрут загальних операцій механічної обробки заготовок однаковий у більшості варіантів технологічних процесів (рис. 2.6), але організаційні форми процесів та засоби виконання окремих операцій можуть бути різними.

    При виготовленні пластин першою операцією техпроцесу є встановлення заготовок на пристосуваннях – складання блоку. Складанню блока передує його розрахунок, який зводиться до визначення кількості заготовок, які одночасно оброблюються та вибору схеми їх розташування, що забезпечує раціональне використання площі наявного пристосування.

    Кількість N заготовок на блоку (рис. 2.7) визначається схемою їх розташування та числом i зон. Діаметр D, що описує i-ту зону, для всіх схем розташування розраховується за формулами:

                                                     Di (I) = 1.02 D3(2 i – 1)

                                                     Di (3) = 1.02 D3 (0.2 i + 2i)

                                                     Di (4) = 1.02 D3 (0.46i + 2i)

де D3 – діаметр заготовки.

    Для визначення кількості зон задають значення 1, 2, 3, 4, і порівнюють Di з діаметром DNP наклейного пристосування. Розрахунок закінчують, коли різниця DNPDi < 2 D3. Перебирання всіх схем дозволить за мінімальної позитивної різниці DNPDi виявити оптимальній варіант. Число N заготовок на блоці при DNP / D3 8 знаходять по [таблиці 2.1], а при DNP / D3 > 8 – за формулою:

                                                     N = Ent[0.704 * (DNP / D3)2].

Для заготовок з D3 < 250 мм діаметр DNP знаходять з виразу

                                                                               2800

                                                     DNP = 500 – ——————.

                                                                           0.05D32 + 5.6

з наступним округленням значення DNP в сторону розмірів, які є у виробництві.

Таблиця 2.1

Схема

При кількості зон i

розташу-

1

2

3

4

5

6

7

8

вання

Загальна кількість N заготовок на блоці

1

7

19

37

62

93

129

173

223

2

3

12

28

50

78

113

154

201

3

4

14

31

54

83

118

159

207

Шліфувальнополірувальні та доводочні верстати

    У залежності від ступеня точності оброблюваних деталей шліфувально-полірувальні верстати (ШП), працюючі за методом притиру з використанням вільного абразива та поліруючої суспензії, розрізняються на три групи: для обробки деталей низької, середньої та високої точності (табл. 2.2.). Останні називаються доводочними і маркуються індексом ПД.

    Цифра, яка стоїть перед буквенним індексом моделі верстата, означає кількість робочих шпинделів у верстаті.

    Конструктивні особливості шліфувально-полірувальних верстатів різних груп розглянуті нижче на прикладі верстатів для обробки деталей (блоків) діаметром до 350 мм.

    Конструкція верстатів уніфікована, базовою моделю є верстат 3ШП-350М (рис.2.8.), який працює з найбільш інтенсивними режимами обробки. Верстат має зварну станину 1, в лівій 4 та правій 2 стійках, в якій розміщена електроапаратура управління; три шпіндельних блока 5 з приводами; циркуляційний живитель 3 з системами зливу та подачі абразивної або поліруючої суспензії в зону обробки.

    Шпіндельиий блок (рис. 2.9.) вмонтовано в корпус 15. Шпіндель 8 отримує обертання від двошвидкісного електродвигуна через ремінну передачу та черв'ячний редуктор 13. На шпінделі нерухомо укріплено зубчате колесо 12, що зчеплене з рухомим блоком 9 вала привода обертання планшайби кривошипа 11. Передаточне відношення зубчатих коліс 1:2 та 1:4.

Шліфувально-полірувальні та доводочні верстати . Таблиця 2.2.

Найбільший діа-

Типи верстатів для обробки деталей з точністю

метр деталі, мм

Низької

середньої

високої

20

5Ш-30

10П-32

СД-2

50

9ШП-50Л

100

6ШП-100М

3ПД-100

200

6ШП-200М

6ШП-200-2

2ПД-200

350

3ШП-350М

3ШП-350-2

3ПД-350

500

ШП-500

ПД-500М

700

ШП-750М

ПД-750

1000

ШП-1000

ПД-1000

1500

ОС-1500

СПА-1500

    Блок переключається ексцентриком при повороті важеля 10, розміщеного на лицьовій стінці верстата. Палець кривошипу через тягу 14 з'єднаний з важелем 14 вузла коливання механізму тиску, останій робить коливальні рухи з розмахом, пропорційному ексцентриситету кривошипу.

    Механізм руху уніфікований для всієї гамми шліфувально-полірувальних верстатів з діаметром обробки до 500 мм. Головка 1 із штангою 5 встановлена в підшипники на цапфах кронштейна 4 і може коливатися навколо осі цапф у вертикальній площині. На штанзі є повзун 2, поєднаний гнучкою тягою з корпусом діафрагменної пневмокамери 16. Вісь кріплення тяги до повзуна зміщена відносно осі цапф у сторону поводка 7. При подачі стисненого повітря у пневмокамеру 16 зусилля, що створюється діафрагмою, передається через гнучку тягу на повзун 2. Під дією моменту перевертання, головка зі штангою опускається до упору поводка 7 на блок, який оброблюється. Зусилля поводка регулюється зміненням тиску повітря у пневмокамері, або зміненням плеча моменту за допомогою переміщення повзуна 2 по штанзі ексцентриковим пальцем 3. У початкове положення головка зі штангою повертається пружиною 18 після зняття тиску повітря у пневмокамері.

    Зміщення штриха відносно центра обертання блока регулюється переміщенням державки 6 з поводком по штанзі.

    Уніфікований циркулярний живитель продуктивністю 20 л/хв працює за принципом доцентрового насоса (рис. 2.10); складається він із крильчатки 4, що обертається на валу електородвигуна 1, равлика 5, зливного патрубка 2 з фільтром та системи трубопроводів для злива і надання суспензії до робочої зони обробки. Бачок 3 живителя має сферичну форму для зменшення осадження частинок абразива під час роботи живителя.

    З підвищенням вимог до точності обробки оптичних поверхонь потрібно зменшувати інтенсивність режимів обробки шляхом зменшення частоти обертання шпінделя та частоти коливання поводка, а також створювати більше широкі можливості регулювання інших технологічним параметрів процесів обробки.

    У кінематику верстата 3ШП-350-2 для обробки деталей середньої точності закладені менш інтенсивні режими обробки, ніж у верстаті 3ШП-350М. У верстаті 3ШП-350-2 є загальний привід шпінделя і вузла коливання механізму тиску, але значно розширена можливість регулювання відношення між частотою обертання шпінделя і числом подвійних коливань поводка шляхом застосування клинового варіатора із діапазоном регулювання від 1:2 до 1.5:1.

    У доводочному верстатi 3ПД-350 разом з подальшим зменшенням частоти обертання шпінделя і кількості коливань поводка встановлені роздільні приводи обертання шпінделя і механізму коливання поводка від електродвигунів постійного струму із безступінним регулюванням в межах 1:10. Надання абразивних та поліруючих матеріалів відбувається вручну.

    У таблиці наведені основні технічні характеристики верстатів типу 3ШП-350, які розглядаються.

    Шліфувально-полірувальні верстати для обробки деталей діаметром до 500 мм включно конструктивно аналогічні верстатам 3ШП-350, але відрізняються габаритними розмірами, деякими елементами та режимами обробки.

Таблиця 2.3.

Технічні характеристики верстатів типу 3ШП-350

Частота

Число

Тип верстата

обертання

Подвійних

Зусилля на

Надання

шпінделя

Коливань

Паводок, Н

Суспензії

об/хв

Паводка в хв.

3ШП-350М

25; 50; 100;

8; 12.5; 25;

60 – 1100

200

50; 100

Циркулярний

3ШП-350-2

13; 20; 26; 32

6.5 – 96

40 – 900

Живитель

40; 64

3ПД-350

4.5 – 45

4.5 – 45

10 – 450

Вручну

Підмазкою

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичними відомостями роботи.

2. Скласти технологічний процес виготовлення плоскопаралельної пластини.

3. Провести розрахунок блока.

4. Вивчити принцип роботи верстата 2ШП та отримати навики праці на ньому.

5. Разом із лаборантом провести операції шліфування свого блоку.

6. Висновки по роботі.

7. Оформити протокол лабораторної роботи.

Звіт повинен містити:

1. Мету роботи.

2. Перелік обладнання та засобів виконання роботи.

3. Основні теоретичні відомості по роботі.

4. Розрахунок блока.

5. Технологічний процес виготовлення плоскопаралельної пластини.

6. Висновки по роботі.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21187. Власні числа та власні вектори оператора. Самоспряжені оператори 822 KB
  1 то він називається власним вектором оператора а число його власним числом. Таким чином дія оператора на власний вектор дає той же вектор помножений на власне число. Це алгебраїчне рівняння степені називається характеристичним рівнянням оператора .
21188. Ортогональні оператори. Квадратичні формию. Криві другого порядку 282 KB
  2 то одержимо друге означення ортогонального оператора або .3 Звідси маємо для матриці ортогонального оператора або 18.5 показує що рядки стовпці матриці ортогонального оператора ортогональні.1 витікають властивості ортогонального оператора: 1 Якщо ортогональний то і ортогональні.
21189. Криві другого порядку 454.5 KB
  Як було показано в попередній лекції загальне рівняння другого порядку в системі координат побудованій на власних векторах матриці квадратичної форми рівняння має вид 18.1 Спочатку розглянемо випадок коли це рівняння еліптичного або гіперболічного типу тобто . Якщо то рівняння 19. Якщо маємо два рівняння прямих що проходять через новий початок координат .
21190. Поверхні другого порядку 575 KB
  Розглянемо більш загальне рівняння яке містить в собі і квадратичний вираз на предмет того який геометричний об€єкт воно описує.1 перетвориться у рівняння 20. В новій системі координат рівняння 20. Перепишемо рівняння 20.
21191. Матриці. Лінійні дії з матрицями. Поняття лінійного простору 207 KB
  Лінійні дії з матрицями. Вона характеризується таблицею чисел яку можна записати окремо і розглядати як суцільний об€єкт що має назву €œматриця€ лат.2 Очевидно що матриця є узагальненням як числа так і вектора. Дійсно при m=1 n=1 матриця зводиться до числа при m=1 n=3 вона є векторрядок а при m=3 n=1 векторстовпець.
21192. Множення матриць. Поняття детермінанта 255.5 KB
  Множення матриць. Розглянемо якісно нову відмінну від введених в попередній лекції операцій а саме нелінійну операцію множення матриць. Визначити операцію множення матриць це означає вказати яким чином даній парі матриць ставиться у відповідність третя матриця яка і буде їх добутком.
21193. Властивості детермінантів 220.5 KB
  Детермінант транспонованої матриці дорівнює детермінанту даної. З очевидної рівності випливає що детермінант можна записати також у вигляді == =.2 Після транспонування одержимо детермінант в добутках якого індекси множників помінялись місцями.
21194. Логические модели представления знаний 99 KB
  3: sml vrt ktr tnk grz tks объекты; kls vnt krl vgr свойства. Предикаты и константы логической базы знаний Kонстанты Свойства 1 2 3 4 Колеса Винт Крыло Возит грузы kls Vnt krl vgr № Объекты Kонс танты Преди каты R kls R vnt R krl R vgr 1 Самолет sml Qsml Psml kls Psml vnt Psml krl Psml vgr 2 Вертолет vrt Qvrt Pvrt kls Pvrt vnt Pvrt krl Pvrt vgr 3 Катер Ktr Qktr Pktr kls Pktr vnt Pktr krl Pktr vgr 4 Танкер Tnk Qtnk Ptnk kls Ptnk vnt Ptnk krl Ptnk vgr 5...
21195. Алгоритмы решения логических задач 57 KB
  Используя дедуктивную логику из двух или нескольких исходных аксиом имеющихся в логической базе знаний можно вывести очередное утверждениеследствие или доказать истинность ложность целевого утверждения теоремы путем использования определенных правил вывода. Этот процесс получения новых знаний из имеющихся аксиом называют логическим выводом на знаниях. Основными типами логических задач которые решаются с использованием метода резолюций являются следующие: а задача вывода следствий в которой нужно найти все утверждения которые можно...