Вакуумное напыление

020.Фрезерная (обработка  лысок);

030. Круглошлифовальная (черное и чистовое шлифование посадочных мест подшипников);

040. Токарная (нарезание  резьбы);

045. Контрольная;

050. Маркировочная;

 

 

 

 

Таблица 3.3

Способ обработки	Переход	IT	Ra
Токарная	Черновое	11…12	10
Токарная	Чистовое	8…9	2.5
Шлифование	Черновое	8…9	1.25
Шлифование	Чистовое	6…7	0.63
Фрезерование	Черновое	12..14	20
Фрезерование	Чистовое	9..11	3.2

 

3.2.6 Выбор баз, составление  маршрута обработки поверхностей  делали

При обработке деталей  типа ступенчатых валов обычно используют базирование заготовки по центровым отверстиям. Этот метод базирования обеспечивает принцип постоянства баз (одна и та же база используется при обработке различных поверхностей на различных переходах), а значит, погрешность установки будет равна 0.

 

3.2.7 Расчет припусков на обработку

Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.

Расчетный величиной  является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитываются с использованием минимального припуска.

 

Расчет припусков на размер Ra=1.25

 

Обработку указанной  поверхности следует производить  в 4 этапа:

Точение предварительное;

Точение окончательное;

Шлифование черновое;

Шлифование чистовое;

Для обработки целесообразно выбрать в качестве технологической базы ось заготовки, которая является двойной направляющей базой.

Определяем значение шероховатости и глубины дефектного слоя на каждой операции.

Точение предварительное – Rz =63, П=60;

Точение окончательное – Rz=20 П=30;

Шлифование черновое – Rz=10, П=20

Шлифование чистовое – Rz=6 П=10

3) Определяем значение  допусков Т для соответствующих  операций. Для окончательной операции  значение допуска берется с  чертежа детали.

Точение предварительное –T=120 мкм (12 кв.)

Точение окончательное- Т=48 мкм( 10кв.)

Шлифование черновое – Т = 18мкм (8 кв.)

Шлифование чистовое – Т =8 мкм (6кв.)

4) Так как на всех  операциях деталь устанавливается  по центровым отверстиям, ввиду  чего погрешность установки :

 

 

5) Определим пространственные отклонения:

Для заготовки (Рзаг ):

 

- для установки вала по центровым  отверстиям

см= к L =1*85=85мкм

 

где, к- допускаемая кривизна проката;

L –общая длина заготовки;

Т – допуск на базовой поверхности  заготовки при зацентровки;

Пространственные отклонения при  предварительном точении:

 

 

Пространственные отклонения при  окончательном точении:

 

 

На операциях шлифования пространственные отклонения малы и не учитываются.

6) Определение расчетных значений  минимальных припусков:

 

 

7) Расчетные припуски :

 

 

8) Расчетные размеры:

 

Ai =Ai-1+2Zрасчi-1

A4=7.00 мм

A3=7.00+0,068=7,068 мм

A2=7.068 +0,125=7,193мм

A1=7.193+0,304=7,497 мм

A0=7.497 +0,690=8,187мм

 

9) Определение наибольших  предельных размеров:

 

Абмi =Аi +Hmin+Ti

Абм4=7-0.004+0.008=7.004 мм

Абм3=7,068-0.004+0.018=7.082 мм

Абм2=7,193-0.004+0.048=7.237 мм

Абм1=7,497-0.004+0.120=7.613 мм

Абм0=8,187-0.004+0.180=8.363 мм

 

10) Определение наименьших  предельных размеров:

 

Анмi =Аi +Hmini

Анм4=7-0.004=6.996 мм

Анм3=7,068-0.004=7.064 мм

Анм2=7,193-0.004=7.189 мм

Анм1=7,497-0.004=7.493 мм

Анм0=8,187-0.004=8.183 мм

 

11) Определение предельных  значений припусков:

 

12) Проверка расчетов

 

 

Следовательно, для каждой операции расчет припуска выполнен правильно.

 

Таблица припусков (см.приложение 1)

 

3.2.8 Техническое нормирование  заданных операций. Расчет режимов  обработки

Отрезная 005: отрезная.

Основное технологическое  время:

1-ый переход ( отрезать 010, L=85мм)

Расчетный параметр Lp=10мм.

Число проходов i=1.

Подача S=0.5 мм/об, n=20 об/мин.

 

 

Операция 015: токарная с  ЧПУ.

Основное технологическое  время:

Точить 0 6.7-0.15 :

Расчетный размер Lp=8мм.

Число проходов i=1.

Подача S=0.2 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

1.2 Точить 0 7.6-0.15

 

 

Расчетный размер Lp=32мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.2 мм/об, n=1400 об/мин.

 

2-ой переход

2.1 Снять фаску 0,5х450 06

Расчетный размер Lp=0.5 мм

Число проходов i=1

Подача S=0.05 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.2 Точить 0 6.3-0,1

 

 

Расчетный размер Lp=6мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.1 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.3 Обточить канавку  2 мм 0 6 глубиной 0.8 мм:

Расчетный размер Lp=0,8мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.05 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.4 Снять фаску 0,5х450

 

Расчетный размер Lp=0,5мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.05 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.5 Точить 0 7.2-0,1

 

 

Расчетный размер Lp=31мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.1 мм/об, n=1400 об/мин.

 

2.6 Снять фаску 0,5х450

 

Расчетный размер Lp=0,5мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.05 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.7 Точить 0 6.5-0,15

 

 

Расчетный размер Lp=15мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.2 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.8 Снять фаску 0,5х450

 

Расчетный размер Lp=0,5мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.05 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.9 Точить 0 7.2-0,1

 

Расчетный размер Lp=7мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.1 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

Основное технологическое  время на все переходы:

t 0=0.035+0.196+0.007+0.0042+0.011+0.22+0.003+0.053+0.003+0.05=0.62мин.

Вспомагательная время :

 

tB=tус+ tупр+ tси+ tизм;

 

где tус= 0,3 мин. – время  на установку и снятие детали;

0,25мин.- время на закрепления  и открепление заготовки;

tси=0 – время смены  инстумента;

tизм= 0,07мин. –изменить  число оборотов шпинднля;

tупр=0 т.к контроль  заготовки не производится

tB=(0,3+0,25)+0,07*1+0+0=0,62 мин.

Организационное обслуживание:

tорг=(0,0006….0,08)(0,62+0,62)=0,074 мин.

Техническое обслуживание :

 

tто=Ти/k;

 

где Ти – время на замену затупившегося инструмента (отсутствует);

k=T/t0; - число заготовок;

tто=0

Время перерывов работы:

tпер=0.025(t0+tB)=0.025(0.62+0.62)=0.031 мин.

В результате:

 

tшт= t0+ tв+ tорг+ tто+ tпер=0,62+0,62+0,074+0+0,031=1,345мин

 

Подготовительно-заключительное время на партию:

Получить и сдать  инструмент: 7 мин.

Наладка станка: 25мин.

Итого: Тпз=7+25=32мин.

Операция 015: токарная с  ЧПУ.

Основное технологическое время:

1.1 Точить 0 6.7-0.15 :

Расчетный размер Lp=8мм.

Число проходов i=1.

Подача S=0.2 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.1 Снять фаску 0,5х450 06

Расчетный размер Lp=0.5 мм

Число проходов i=1

Подача S=0.05 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.2 Точить 0 6.3-0,1

 

 

Расчетный размер Lp=6мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.1 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

2.3 Обточить канавку  2 мм 0 6 глубиной 0.8 мм:

Расчетный размер Lp=0,8мм

Число проходов i=1.

Подача S=0.05 мм/об, n=1400 об/мин.

 

 

ОСНОВНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ  ВРЕМЯ НА ВСЕ ПЕРЕХОДЫ:

t 0=0.035+0.007+0.0042+0.011=0.095мин.

Операция 025: фрезерная.

Основное технологическое  время:

1-ый установ

1-ый переход (фрезеровать  лыску 8х6.3)

Подача ступенчатая, t=0.15 мм ( на дв.ход), S=0.03 мм/зуб, z=6шт,n=2500 об/мин.

 

 

где =46,7; q=0.44; x=0.24; y=0.26; u=0.1; p=0.13; m=0.37 [1]

t=0.75 мм;

Sz=0.03 мм/зуб, z=2

n=2500 об/мин

 

 

Время на ход:

Число ходов:

Основное технологическое  время:

 

2-ой установ

(фрезеровать лыску  8х6.3)

Подача ступенчатая, t=0.15 мм ( на дв.ход), S=0.03 мм/зуб, z=6шт,n=2500 об/мин.

 

 

где =46,7; q=0.44; x=0.24; y=0.26; u=0.1; p=0.13; m=0.37 [1]

t=0.75 мм;

Sz=0.03 мм/зуб, z=2

n=2500 об/мин

 

Время на ход:

Число ходов:

 

Основное технологическое  время:

Операция 0 35: круглошлифовальная

шлифовать 0 7,1-0,03 Ra=1.2

Расчетный размер Lp=0,1мм

Число проходов i=1

Подача S=0.004 мм/дв.ход, n=400 об/мин.

 

 

1.2 шлифовать Расчетный размер Lp=0,1мм

Число проходов i=1

Подача S=0.004 мм/дв.ход, n=400 об/мин.

 

 

1.3 шлифовать торец

Подача S=0.004 мм/дв.ход, n=400 об/мин.

 

 

2- переход

2,1 шлифовать 0 7js 6 Ra=1.2

Расчетный размер Lp=0,07мм

Число проходов i=1

Подача S=0.001 мм/дв.ход, n=400 об/мин.

 

 

2.2 шлифовать Расчетный размер Lp=0,07мм

Число проходов i=1

Подача S=0.001 мм/дв.ход, n=400 об/мин.

 

 

2.3 шлифовать торец

Подача S=0.001 мм/дв.ход, n=400 об/мин.

Число проходов i=1

 

 

Основное технологическое  время на все переходы t0=0.625+0.625+0.625+0.625+0.125+0.175+0.175+0.125=3.1 мин.

 

Операция: Токарно-винторезная

1-ый установ:

1.1 нарезать резьбу М6-6g

 

 

2-ой установ:

2.1 нарезать резьбу  М6-6g

 

 

Заключение

 

В результате выполнения технологической части проекта были выполнены: отработка выбранного узла на технологичность, разработка маршрута сборки узла и маршрута технологической обработки детали – вал.

 

4. Система автоматического управления

 

4.1 Описание комплексной  принципиальной схемы

 

Рис.4.1 Комплексная принципиальная схема

 

Конструкция установки  имеет технологическую камеру CV большого диаметра с системой водяного охлаждения. Большой объем камеры позволяет обрабатывать образы больших размеров и несколько образцов одновременно. Для обеспечения удовлетворительной быстроты откачки и требуемой степени вакуума установка оснащена мощной вакуумной системой, состоящей из турбомолекулярного насоса и форвакуумного насоса. Вакуумная система способна обеспечивать и поддерживать заданное время вакуум P=1х10-4 Па.

Высоковакуумный насос  присоединен вакуумной камере через трубопровод со встроенными вакуумной ловушкой и затвором. Напуск технологической среды осуществляется через регуляторы расхода газа с присоединенными к ним газовыми баллонами. Для обеспечения такого соединения используют регуляторы давления.

Система охлаждения установки  осуществляется путем циркуляции воды через основные источники тепла: турбомолекулярный насос, вакуумная камера, автономный источник ионов, магнетроны. Подача воды на эти элементы осуществляется через водяные клапаны. Присутствует также, аварийная система прекращения подачи воды, посредством ручного выключения водяного клапана.

Разработанная конструкция  вакуумной установки позволяет  наносить монослойные (полислойные) покрытия на пластиковые защитные козырьки различных  типоразмеров. Вынесение источников магнетронного напыления за контур основной камеры позволяет увеличить количество одновременно обрабатываемых изделий, а также, обеспечивает легкий съем и замену для возможности нанесения различных пленок. Автономный источник ионов расположенный подвижной дверце камеры позволяет осуществлять предварительную очистку поверхности козырьков перед нанесение пленки (для защитных стекол возможен процесс предварительной подготовки поверхности стекол без использования AIS, а с применением химических методов).

Загрузка изделий осуществляется вне вакуумной камеры на быстро съемные барабаны.

 

4.2 Описание процессной модели

 

В данном курсовом проекте  разрабатывается процессная модель автоматического управления для  установки нанесения тонкопленочных покрытий в вакууме (см. лист «Процессная  модель»).

4.2.1 Деление технологии на процессы

В работе установки можно выделить следующие основные процессы:

Загрузка;

Форвакуумная откачка;

Высоковакуумная откачка;

Технологический процесс:

Нанесение покрытия;

Завершение работы установки.

На листе «Процессная  модель» приведена подробная  последовательность действий при проведении каждого из процессов

Загрузка образцов

Процесс проводятся в  ручном режиме, и носит подготовительный характер.

Критерий начала: свободна вакуумная камера, подложки очищены  и готовы к нанесению пленки.

Критерий окончания: подложки установлены на фиксаторах, вакуумная камера закрыта.

Ресурсы: барабан с  фиксаторами.

Откачка механическим насосом

Предназначена для создания условий для высоковакуумной  откачки турбомолекулярным насосом. Откачка производится насосом 2НВР-5Д.

Критерий начала: BK=1 вакуумная камера закрыта.

Критерий окончания: P=1 Па;

Ресурсы:

Клапана VE1,VE4-VE6;

Механический насос NI;

Вакуумный контроллер Sentorr ;

Последовательность процесса:

Проверка закрытия камеры;

Закрыть клапаны VE1,VE4;

Открыть клапаны VE5,VE6;

Включить насос предварительной откачки NI;

Включить вакуумный  контроллер SenTorr, проверка давления в камере каждую 1с, при достижении P=1 Па запустить программу высоковакуумной откачки;

Откачка диффузионным насосом

Критерий начала: Давление в вакуумной камере P=1 Па;

Критерий окончания: P_NА=10-4 Па;

Ресурсы:

Клапан V1;

Вакуумный контроллер Sentorr;

Турбомолекуляярный насос Na;

Вакуумный затвор VT c датчиками  положения ВК2, ВК3;

Гидрореле W1;

Последовательность процесса: