2.2. Ход работы

Рассмотрим особенности обработки гладких и резьбовых отверстий на примере головки блока цилиндров автомобиля ЗиЛ-131.

Базовый узел – двигатель автомобиля ЗиЛ – 131.

Деталь – головка блока цилиндров (см. приложение В).

Назначение: головка блока цилиндра закрывает цилиндры сверху и служит для размещения в ней камер сгорания, клапанного механизма и каналов для подвода горючей смеси и отвода отработавших газов. Деталь работает в условиях повышенных температур, давлений, повышенного износа (посадочные отверстия под седла и втулки клапанов).

Описание конструкции: Деталь относится к классу «корпуса». В головке блока цилиндров имеются впускные и выпускные каналы, перекрываемые клапанами, и отверстия для ввертывания свечей зажигания. Через впускные каналы в цилиндры поступает горючая смесь, а через выпускные каналы выходят отработавшие газы. Между блоком и головкой ставят металло-асбестовую уплотняющую прокладку, обеспечивающую герметичность соединения. Блок и головка имеют двойные стенки, образующие полость, которую заполняют охлаждающей жидкостью. Эту полость называют рубашкой охлаждения. В головке блока цилиндров имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания. В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов, изготовленные из чугуна. Головка крепится к блоку цилиндров болтами.

Материал головки цилиндра: алюминиевый сплав АК9ч ГОСТ 1583-93 (см. табл. 2.2).

Таблица 2.2. - Химический состав в % материала АК9ч ГОСТ 1583 - 93

Fe	Si	Mn	Ni	Al	Cu	Pb	Be	Mg	Zn	Sn	Примесей
до 1	8 - 10.5	0.2 - 0.5	до 0.1	86.94 - 91.63	до 0.3	до 0.05	до 0.1	0.17 - 0.3	до 0.3	до 0.01	всего 1.5

Механические свойства при Т=20^oС материала АК9ч .

Сортамент	Размер	Напр.	в	T	5		KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж/м2	-
литье в кокиль, ГОСТ 1583-93			235		3			Закалка и искуственное старение
литье в кокиль, ГОСТ 1583-93			147		2
Твердость АК9ч термообработанного , ГОСТ 1583-93								HB 10 -1 = 50 - 70 МПа

На рабочем чертеже головки блока цилиндров (приложение В) обозначим обрабатываемые поверхности, выберем маршруты их обработки (табл. 2.3), составим маршрутный технологический процесс (табл. 2.4).

Таблица 2.3. – Обоснование метода обработки поверхностей

№ поверхности	Размер, мм	Требования к поверхности			Маршрут обработки	Технологический приём, обеспечивающий технические требования
		Точность, квалитет	Шерохова-тость Ra, мкм	Технические требования
1	D 67	Н 14	25		Зенкеровать отверстие
2	D 60	Н 7	6,3		Зенкерование черновое чистовое, развертывание черновое чистовое
3	D 20	H7	0,8		Сверление, зенкерование, развертывание черновое, развертывание чистовое
4	M10,23	6H	6,3		Сверление, нарезание резьбы метчиком
5	М13	6H	6,3		Сверление, нарезание резьбы метчиком
6	M10,33	6H	6,3		Сверление, нарезание резьбы метчиком
7	M16	6H	6,3		Сверление, нарезание резьбы метчиком
8,9	115	js7	0,63	Допуск параллельности и плоскостности	Фрезерование черновое, чистовое. Шлифование	Обработка одной поверхности с базированием по противоположной
10, 11		js12	6,3		Фрезерование черновое
12, 13	580	js12	6,3		Фрезерование черновое

Таблица 2.4 - Маршрутный технологический процесс

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Режущий, вспомогательный и измерительный инструменты
005	Литейная (в кокиль под давлением)
010	Очистка и обрубка
015	Термическая (нормализация)	печь
020	Вертикально-фрезерная (пов. 8)		Фрезы торцевые и цилиндрические, оправка, штангенциркуль, УСП
025	Горизонтально-фрезерная (пов. 9)	Горизонтально- фрезерный мод. 6Р81Г
030	Горизонтально-фрезерная (пов. 10, 11)
035	Горизонтально-фрезерная (пов. 12, 13)
040	Вертикально сверлильная (пов.3)	Вертикально-сверлильный мод.VDM 32Xn	Сверло спиральное Р18, зенкер, развертка черновая, чистовая, УСП
045	Вертикально сверлильная (пов.1,2)	Вертикально-сверлильный мод.2Р135	Зенкер, развертка черновая, чистовая, УСП
050	Вертикально сверлильная (пов.4)	Вертикально-сверлильный мод.VDM 32Xn	Сверло спиральное и метчик, УСП
055	Вертикально сверлильная (пов.5)
060	Вертикально сверлильная (пов.6)
065	Вертикально сверлильная (пов.7)
070	Плоскошлифовальная (плоскости разъема 8, 9)	Плоско-шлифовальный мод. 3Г71М	Круг абразивный, план-шайба
075	Моечная
080	Контрольная

Наладка на выполнение горизонтально-фрезерной операции приведена в приложении Г. Заготовка на операции устанавливается на обработанную плоскость и два отверстия, схема базирования показана на рис. 2.1.

Рисунок 2.1. – Схема базирования на плоскость, круглый и срезанный пальцы

В условиях мелосерийного производства в качестве оборудования для выполнения отверстий можно предложить вертикально-сверлильный станок VDM 32 Xn (рис. 2.2), характеристики которого приведены в табл. 2.5. Режущий инструмент описан в табл. 2.6 и показан на рис. 2.3 – 2.5. Рассчитанные режимы резания приведены в табл. 2.7.

Рисунок 2.2. – Вертикально-сверлильный станок VDM 32 Xn. Станок с поворотным, наклонным столом и автоматической подачей пиноли

Таблица 2.5. Технические характеристики VDM 32 Xn Макс. диаметр сверления Ø 32 мм Макс. нарезание резьбы М 22 Размеры стола 500 x 420 мм Размеры стола-основания 370 x 363 мм Т-образные пазы стола 2 х 14 мм Т-образные пазы стола-основания 2 х 14 мм Расстояние: шпиндель-стол 620 мм шпиндель-основание 1265 мм Угол наклона головки ±45° Вертикальное перемещение стола 490 мм Вертикальное перемещение головки 285 мм Вылет 320 мм Угол наклона стола ±90° Угол поворота стола 360° Диаметр колонны Ø 120 мм Ход пиноли 155 мм Конус шпинделя MK 4 Диапазон числа оборотов (12) 125-3030 об/мин Автоматическая подача пиноли 0,1 / 0,2 / 0,3 мм/об Производительность насоса СОЖ 6 л/мин Мощность двигателя 1,0/1,2 кВт (1440/2800 об/мин) Насос подачи СОЖ 0,85 кВт Высота 880×515×2220 мм Вес 540 кг Артикул 2100015

Таблица 2.6 – Применяемый инструмент

Наименование инструмента, тип	Материал режущей части	Диаметр инструмента D, мм	Длина инструмента L, мм	Конус Морзе №
Сверло спиральное длинное с коническим хвостовиком (ГОСТ 12121-77)	Р18	18	270	2
Зенкер с коническим хвостовиком (ГОСТ 12489-71)	Р18	19	233	2
Развертка с коническим хвостовиком (ГОСТ 1672-800	Р18	20	228	2

Рисунок 2. 3. – Сверло спиральное Рисунок 2.4. – Зенкер

Рисунок 2.5 – Развертка

Таблица 2.7 – Наладка станка

	Сверление	Зенкерование	Развертывание черн.	Развертывание чист.
Глубина резания t, мм	9	0,5	0,25	0,25
Подача, s мм/об	0,76	1,1	2,6	1,82
Скорость резания , v м/мин	20,05	43,97	5,24	5,13
Частота вращения, n об/мин	354,66	737,03	85,55	81,65
Принятая частота вращения , n об/мин	355	740	86	82

Вывод: Исследовали технологические процессы обработки отверстий на универсальных сверлильных станках с обеспечением заданных параметров точности и шероховатости поверхности, ознакомились с назначением и расположением механизмов и органов управления станков, изучили методику наладки и настройки станков, выполнили необходимые для настройки расчёты.