Проект участка по производству технологической оснастки для электромеханического восстановления и укрепления деталей машин

86

Проект участка по производству технологической оснастки для электромеханического восстановления и укрепления деталей машин

РЕФЕРАТ

Куцак Р.С. Комплексний дипломний проект

“Проект дільниці по виробництву технологічної оснастки для електромеханічного відновлення i зміцнення деталей машин”

Дипломний проект. ХГТУ. 5С. 1999

Пояснювальна записка: 119 стр.; Додаток стр.; Креслення 10 аркушів формату А1.

В проекті розроблена конструкція інструменту для элекромеханичної обробки плоских поверхонь деталей машин на вертикально-фрезерувальному верстаті. Запропоновано більш досконалий спосіб отримання заготівки, що дозволяє підвищити коефіцієнт використання металу. Ряд операцій виконується на більш продуктивному обладнанні у порівнянні з базовим технологічним процесом. Спроектована оригінальна протяжка. Розроблено оригінальний заточний пристрій.

Запропоновані в проекті технологічні, конструкторські i організаційні рішення дозволили отримати економічний ефект у розмірі 20562 гр.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Состав продукции цеха, регламент его работы и характеристика

1.2 Назначение детали и анализ технических условий на ее изготовление

1.3 Определение программы запуска и типа производства

1.4 Технико-экономическое исследование приемлемых методов и способов получения заготовки

1.5 Расчет и конструирование заготовки по общим припускам

1.6 Расчет припусков на обработку корпуса

1.6.1 Аналитический расчет припуска на поверхности ш142Н9 корпуса БПИШ 731273.009

1.6.2 Аналитический расчет припусков на поверхность ш170h14(-10) крышки БПИШ 712212.003

1.7 Разработка и обоснование маршрута технологического процесса

1.8 Расчет режимов резания

1.8.1 Аналитический расчет режимов резания и технических норм времени

1.8.2 Табличный метод расчета режимов урезания

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

1.4 Технико-экономические исследования приемлемых методов получения заготовки

1.5 Расчет и конструирование заготовки по общим припускам

1.6 Разработка и обоснование маршрута технологического процесса

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет протяжки переменного резания

2.2 Конструкции специального высаживающего и сглаживающего инструмента для восстановления и упрочнения плоских поверхностей

2.3 Возможность дальнейшего развития упрочняющей технологии электромеханической обработки

2.4 Расчет пружины

2.5 Выбор подшипников качения

2.6 Расчет оси на срез

3. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Цель проведения исследования

3.2 Содержание и анализ исследования

4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

4.1 Состав продукции цеха, регламент его работы и характеристика

4.2 Определение потребного количества оборудования и производственной площади участка

4.3 Расчет плановой себестоимости продукции участка

4.4 Расчет себестоимости и условной внутризаводской цены детали

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Определение экономического эффекта

5.2 Расчет величин капитальных вложений

5.3 Определение экономии от снижения себестоимости

5.4 Расчет общих показателей экономической эффективности

6. ОХРАНА ТРУДА

6.1 Назначение охраны труда на производстве

6.2 Анализ условий труда

6.3 Электробезопасность

6.4 Освещение производственного помещения

6.5 Оздоровление воздушной среды

6.6 Защита от шума и вибрации

6.7 Пожарная безопасность

6.8 Техника безопасности на участке

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

В условиях все возрастающей напряженности работы машин, связанной с увеличением мощности, скорости, давления, а также с повышенными требованиями к точности их работы, вопросы надежности приобретают исключительно большое значение. На ремонт и восстановление работоспособности машин затрачиваются огромные ресурсы . Это во многом объясняется низкой прочностью поверхностного слоя сопрягаемых деталей машин, который составляет всего долю процента от всей массы деталей. Следовательно, для повышения долговечности машин решающее значение имеет упрочнение трущихся поверхностей деталей в процессе их изготовления и ремонта. Электромеханическая обработка (ЭМО), основана на термическом и силовом воздействии, она существенно изменяет физико-механические показатели поверхностного слоя деталей и позволяет резко повысить их износостойкость, предел выносливости и другие эксплуатационные характеристики деталей. Процесс ЭМО имеет основные разновидности: электромеханическое сглаживание (ЭМС) и электромеханическую высадку металла (ЭМВ). Высадка является основной операцией электромеханического способа восстановления деталей, а поэтому часто под ЭМВ подразумевают сам способ восстановления.

Как правило, ЭМС сопровождается упрочнением поверхностного слоя, поэтому в некоторых случаях его называют электромеханическим упрочнением (ЭМУ), а по существу ЭМУ есть следствие ЭМС.

1. Технологическая часть

1.1 Состав продукции цеха, регламент его работы и характеристика

Корпус коробки выводов выпускает фирма «Эллара» - цех 04 , который расположен на территории ОАО «Южэлектромаш». В цехе имеются участки по механической обработке валов-роторов, станин, щитов подшипниковых, коробок выводов, крышек и участка по сборке электродвигателя АИМС132. В цехе находится инструментальная кладовая, заточное отделение, материальная кладовая ремонтной базы, ремонтная база цеха, участок ТНП, служба ремонта технической оснастки, контрольный пункт, испытательная станция, склад готовой продукции, КПП.

Цех 04 работает в 1 рабочую смену; рабочих часов в неделю-40;действительный фонд работы оборудования Фд.о.-1965г.; действительный годовой фонд времени рабочих в 199г.-2036г.; коэффициент выполнения норм - 1.2; количество часов работы в смену - 8.

Асинхронные электродвигатели типа АИМС132, выпускаемые цехом 04, применяются для привода стационарных машин во взрывоопасных производствах: угольной, химической, газовой, нефтеперерабатывающей промышленности.

1.2 Назначение детали и анализ технических условий на ее изготовление

Корпус коробки выводов и крышка является базовой деталью для выводных концов присоединения электродвигателя с электросетью. Основной базирующей поверхностью корпуса, по которой его устанавливают на станину, является плоскость К. Поверхности главных отверстий и торцов, на которых базируется крышка и муфта, являются вспомогательными базами корпуса. Резьбовые отверстия на корпусе обеспечивают крепление присоединяемых к нему деталей.

К корпусным деталям предъявляют комплекс технических требований определяемых в каждом конкретном случае, в первую очередь исходя из их служебных назначений.

Точность геометрической формы плоских базирующих поверхностей. Она регламентируется, как допуск прямолинейности поверхности. Для поверхности до 500мм отклонение от плоскости и параллельности обычно находится в пределах 0.01-0.07мм.

Точность диаметральных размеров и формы отверстий находится в пределах 1/5-1/2допуска на диаметр отверстия.

Позиционный допуск осей 4 отверстий ш12Н14(+0.43) R0.4мм (допуск зависимый). Позиционный допуск 5 отверстий М10-7Н R0.2мм (допуск зависимый). База - ось отверстия Н (допуск зависимый). Позиционный допуск осей 2 отверстий М12-7Н R0.3мм (допуск зависимый). База - ось отверстий Ц (допуск зависимый). Позиционный допуск осей 6 отверстий ш18(+0.035) R0.6мм (допуск зависимый). База - ось отверстий С (допуск зависимый).

Параметры шероховатости плоских базирующих поверхностей Ra=12.5мм; поверхность главных отверстий Ra=25мкм и Ra=12.5 мкм.

1.3 Определение программы запуска и типа производства

Тип производства определенный по коэффициенту зкрепления операции, который указывает на количество операций, выполняемых на одном станке в течении года, по формуле:

Кз.о.=ф/Тср.шт. (1.1)

где ф - такт выпуск деталей

ф=(Фд.о.*60)/Nвып, мин (1.2)

где Фд.о. - действительный годовой фонд времени работы оборудования при 1-сменной работе

Фд.о.= Fн(1-a/100)q; ч (1.3)

где Fн- годовой номинальный фонд времени на 1999г.

а- процент простоя в планово-предупредительном ремонте;

количество рабочей смены

Фд.о.=2036(1-3.5/100)1=1965ч

Такт выпуска

ф=(1965*60)/10000=11.8мин.

Среднее штучное время

m Тср.шт.= У Тшт/m; мин. (1.4)

i=1

где Тшт.i - норма штучного времени на i-ой операции, мин.

m - количество операций, шт.

Тср.шт.=14.228/8=1.78 мин.

Коэффициент закрепления операции

Кз.о.=11.8/1.78=6.6

Производство крупносерийное, т. к. Коэффициент закрепления операции меньше десяти

1<Кз.о.<10

Если тип производства серийный (крупносерийный, среднесерийный, мелкосерийный), для определенной нормы штучно- калькуляционного времени необходимо определить оптимальный размер партии деталей, запускаемой в производство.

Количество деталей в партии по укрупненному способу определяем по формуле:

n=(Nзап.*t)/Ф; шт. (1.5)

где Nзап.- готовая программа запуска, шт.

Ф - число рабочих дней в 1999г. - 255

t - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей для бесперебойной работы сборочного цеха.

Nзап.=Nвып.(1+в/100); шт. (1.6)

где Nвып.- годовая программа выпуска, шт

в - технологические потери, % в=0.5-1%

Nзап.=10000(1+1/100)=10100 шт.

n=(10100*5)/255=197.8=198 шт.

Суточный выпуск деталей определяем по формуле:

Nсут.=N зап./Ф; шт. (1.7)

Nсут. =10100/255=39.6=40 шт.

Период запуска партии деталей в производство (ритм запуска) определяем по формуле:

R зап. =n/Nсут.; дн. (1.8)

Rзап.=198/40=4.95=5 дн.

Количество запусков партии деталей в году определяем по формуле:

Sп.расч.=Ф/Rзап. (1.9)

Sп.расч.=255/5=50.8=51

Откорректируем расчетное с нормируемым Sп.норм=48

Размер партии

Rзап.норм=Ф/Sп.норм. (1.10)

Rзап.норм.=255/48=5

Оптимальный размер партии

nопт.=Nсут.*Rзап.сут.; шт. (1.11)

nопт.=40*5=200 шт.

1.4 Технико-экономическое исследование приемлемых методов и способов получения заготовки

В связи с крупносерийным производством форма заготовки максимум должна быть приближена к форме готовой детали с минимальными припусками на заготовку. В технических требованиях указано как в корпусе так и в крышке, что предельные отклонения на литье по 2 классу готовности ГОСТ 26645-85.

На базовом предприятии корпус и крышку получают путем машинного литья в песчано-глинистую сырую форму. Ее применяют для малых и средних отливок в серийном и массовом производстве, что обеспечивает более высокую производительность.

Машинная формовка по сравнению с ручной позволяет получить более качественные однородные отливки со стабильными параметрами точности.

Наиболее близким методом литья, приемлемым при крупносерийном производстве является литье в копиль. Отливки, полученные таким методом имеют точность размеров 11.12 квалитетов, а шероховатость Ra=10...5мкм. Все это позволяет в 2-3 раза уменьшить припуск под механическую обработку резанием. Но существуют и недостатки этого метода литья - увеличивается возможность появления в отливке трещин, газовых раковин, недоливов и др. дефектов. И т.к. корпус коробки выводов и крышки применяется во взрывоопасной промышленности и в технических требованиях указаны места контроля «взрыв», то это является существенной причиной, чтобы отклонить получение заготовки методом литья в кокиль. А так же, литье в кокиль, является более дорогостоящим методом.

Выбор вида исходной заготовки можно оценить одним из упрощенных способов сравнивая себестоимость двух вариантов

С3=аm3Кп [1] (1.12)

где а- стоимость 1т серого чугуна 2-й группы сложности на 1999 г. составлял 6032 гр;

mз - масса заготовки ;

Кп - коэффициент, учитывающий тип и вид производства заготовок [1] табл.6

Себестоимость при машинной формировке:

Сз'=6032*8.8*1=53082 гр.

Себестоимость литья в кокиль:

Сз''=6032 * 7.8 = 47050гр.

Мы видим, что по себестоимости заготовок литье в кокиль дешевле, чем машинная формировка. Но так как при литье в кокиль используют специальные литейные машины, уровень автоматизации которых возрастает с увеличением серийности производства, то по технико-экономическим показателям будет в итоге выше, чем при машинной формировке , где оборудование дешевле и проще.

Оценкой выбора вида заготовки может также служить и коэффициент использования материала Ки.м.

Ки.м.=mu/mз (1.13)

где mu- масса детали

mз- масса заготовки

Ки.м.=7.0/8.8=0.88

Для рациональных вида и формы выбранной заготовки значение коэффициента Ки.м. должны быть близки к 1.

В связи с проведенным анализом оставляю заводской метод получения заготовок машинным литьем в песчано-глинистые формы.

1.5 Расчет и конструирование заготовки по общим припускам

В технических требованиях чертежа указана точность, с которой должна изготавливается отливка 9-0-0-9т ГОСТ 26645-85

Формовочные уклоны по ГОСТ 3212-80 в сторону увеличения размеров тела отливки. Неуказанные радиусы скруглений 3 мм.

Твердость отливки НВ 170-207. Предельные отклонения на угловые размеры + - 30'.



Рис 1.1 Схема разъема заготовки

Допуски на размеры исходной заготовки и припуски на механическую обработку устанавливаю пользуясь ГОСТом 26645-85

Таблица 1.1 Допуски на размеры исходной заготовки

Размер на детали	Общий припуск	Допуск	Расчетный размер заготовки	Принятый размер заготовки

Корпус

ш142 ш66 45 18	3,8*2=7,6 1,5*2=3,0 +3,0 +2,8	2+-1,0 1,8+-0,9 2,0+-1,0 1,2+-0,6	134,4 63,0 48,0 20,8	134+-1,0 63+-0,9 48+-1,0 21+-0,6

Крышка

ш142 40 25	3.8*2=7,6 +3,0 +2,8	2+-1,0 2+-1,0 1,2+-0,6	149,6 43,0 27,8	150+-1,0 43+-1,0 28+-0,6

1.6 Расчет припусков на обработку корпуса

1.6.1 Аналитический расчет припуска на поверхности ш142Н9 корпуса БПИШ 731273.009

Минимальный припуск при обработке поверхности вращения определяю по следующей формуле:

2Zimin=2((Rzi-1+Ti-1)+Vс^2i-1+е^2i-1), мкм [2] (1.14)

где Rzi-1 - высота микронеровной поверхности по ГОСТ 2789-13 на предыдущем переходе;

Тi-1 - глубина дефектного слоя, полученного на предыдущем переходе;

сi-1 - суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей, оставшихся после выполнения предшествующего перехода;

еi-1 - погрешность установки заготовки на станке при выполняемом переходе.

Для обработки отверстия ш142 предлагаю такой маршрут: черновое, получистовое, чистовое и тонкое рачитывание. Обработка производится на специальном агрегатном станке модели 12А488. Базируется отливка на плоскость в специальном приспособлении.

Суммарное значение пространственных отклонений при базировании на плоскость равна деформации литых заготовок

со=сдеф; мкм [2]с174 (1.15)

сдеф=Ддеф.у*L3 (1.16)

где: Ддеф.у - величина удельной деформации литой заготовки, мкм/мм;

L3 - общая длина заготовки, мм

Величину удельной деформации отливок Ддеф.у для корпусных деталей принимаю 0.7...1.0 мкм/мм

сдеф.=1*256=256 мкм

Величина остаточного коробления после первого технологического перехода механическая обработка определяется:

сост=Ку*сдеф, мкм (1.17)



где Ку - коэффициент уточнения [2] табл.22 с. 181

сост=0,06*256=15,4 мкм

Пространственное отклонение при обработке закономерно уменьшается. Поэтому уже после чистовой обработки величина отклонения столь мала, что ею пренебрегают.

Таблица 1.3 Таблица расчета припуска

										Предельные
	Элементы	расчетный	расчетный	Допуск		Предельный	значения при-
Технологич.		припуска		припуск	размер	д,	размер,мм	пусков,мкм
переходы					2Zmin,	dр,мм	мкм	d min	dmax	пр	пр.
	Rz	T	с	е	мкм					2Zmin	2Zmin
Заготовка	600		256		______	139,368	3800	135,6	139,4	________	______
Растачивание:
черновое	100	100	15	120	2*1083	141,534	630	140,9	141,5	2166	5336
получистовое	50	50		56	2*158	141,85	250	141,6	141,9	316	696
чистовое	25	25			2*50	141,95	150	141,8	142	150	200
тонкое					2*25	142,1	100	142	142,1	100	200
										2507	6432

Погрешность установки еу определяют в общем виде как векторную сумму погрешности базирования еб и погрешности закрепления ез, т.е:

еу=Vеб^2+ез^2 [2] (1.18)

Базирование заготовки происходит по плоскости и отверстиям в них в зажимном приспособлении с пневматическим зажимом. Погрешность установки еу определяю по табл. 77 с. 159 [3] еу=120 мкм.

Пользуясь формулой 1.14 определяю минимальный отпуск по всем переходам и заношу в табл. 1.3

2Zmin1=2(600+V256^2+120^2)=2*1083 мкм

2Zmin2=2(100+V15.4^2+56^2)=2*158 мкм

2Zmin3=2(50+V0+0)=2*158 мкм

2Zmin4=2(25)=2*25 мкм

Имея расчетный размер после последнего перехода ш142.1 для остальных переходов получаем:

тонкое растачивание dp4=142.1-0.05=141.95 мм

чистовое растачивание dp3=141.05-0.1=141.85 мм

получистовое растачивание dp2= 141.85-0.316=141.534 мм

черновое растачивание dp1=141.534-2.166=139.368 мм

dmax1=142.1 мм; dmin1=142.1-0.1=142 мм;

dmax2=141.95 мм; dmin2=141.95-0.15=141.8 мм;

dmax3=141.85 мм; dmin3=141.85-0.25=141.6 мм;

dmax4=141.534 мм; dmin4=141.534-0.63=140.904мм;

dmaxзач=139.368 мм; dminзач=139.368-3.8=135.568 мм

Минимальные предельные значения припусков Zmin и максимальные Zmax

тонкое растачивание: 2Zmin=142.1-141.95=0.15 мм

2Zmax=142-141.8=0.2 мм

чистовое растачивание: 2Zmin=141.95-141.85=0.1мм

2Zmax=141.8-141.6=0.2 мм

получистовое растачивание: 2Zmin=141.85-141.534=0.316 мм

2Zmax=141.6-140.904=0.696 мм

черновое растачивание: 2Zmin=141.534-139.368=2.166мм

2Zmax=140.904-135.568=5.336мм

Общие припуски Zo min и Zo max определяем суммируя промежуточные припуски и записываем их значения в мкм.

2Zo min=2166+316+150+100=2507 мкм

2Zo max=5336+696+200+200=6432 мкм

Общий номинальный припуск:

Zo ном=Zomin+Bз+Вд (1.19)

Zо ном=2507+3800+100=6407 мкм

dз ном=dд ном-Zо ном

dз ном=142-6.407=135.593 мм

Произвожу проверку правильности выполненных размеров:

Zmax1 - Zmin1=5336-2166=3170 мкм

дзаг - д1=3170 мкм

Расчет выполнен верно.

d max растачив. тонкое o 142.1мм

d min растачив. тонкое o142мм

д растачив.тонкое 100 мкм

d max растачив.чистовое o 141.95 мм

d min растачив.чистовое o 141.8мм

д растач.чистовое 150 мкм

d max получистовое o141.85 мм

d min получистовое o 141.6 мм

д растач.получистовое 250 мкм

d max черновое o 141.534 мм

d min черновое o 140.904 мм

д растачив. черновое 630 мкм

d max заготовки o 139.368

d ном. заготовки o 135.593

d min заготовки o135.568

д заготовки 3800 мкм

2Zmax

растачив.черновое 5336 мкм

2Z min

растачив.черновое 2166 мкм

2Zmax

растачив. п/чистовое 696 мкм

2Zmin

растачив.п/чистовое 316 мкм

2Zmax

растачив.чистовое 200 мкм

2Zmin

растачив. чистовое 150 мкм

2Zmax

растачив.тонкое 200 мкм

растачив.тонкое 100 мкм

2Zmin

растачив.тонкое 100 мкм

Схема графического расположения припусков и допусков на

обработку отверстия o 142 H9(+0.1) корпуса.

1.6.2 Аналитический расчет припусков на поверхность ш170h14(-10) крышки БПИШ 712212.003

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки, базирование и закрепление остается таким же как и при расточке внутреннего отверстия ш142 ранее рассчитанного. Данные переношу из табл. 1.3

Таблица 1.4 Таблица расчета припусков

										Предельные
	Элементы	расчетный	расчетный	Допуск		Предельный	значения при-
Технологич.		припуска		припуск	размер	д,	размер,мм	пусков,мкм
переходы					2Zmin,	dр,мм	мкм	d min	dmax	пр	пр.
	Rz	T	с	е	мкм					2Zmin	2Zmin
Заготовка	800		256	__	___	171,482	4100	171,482	175,582	__	__
Обточка:
черновая	100	100	15,4	120	2*1083	169,316	3200	169,316	172,636	2166	2946
чистовая	50	50	__	56	2*158	169	1000	169	170	316	2636
										2482	5582

Далее рассчитываем минимальный припуск для каждой ступени обработки:

черновая : 2Zmin1=2(800+V256^2+120^2)=2*1083 мкм

чистовая : 2Zmin2=2(100+V15.4^2+56^2)=2*158 мкм

Расчетный размер

dp1=169+0.316=169.316 мм

dp2= 169.316+2.166=171.482 мм

Наибольший предельный размер:

dmax1=169+1.0=170 мм

dmax2=169.316+3.2=172.636 мм

dmaxзач=171.482+4.1=175.582 мм

Максимальные и минимальные предельные значения припусков: пр

чистовое обтачивание: 2Zmin1=169.316-169=0.316 мм

2Zmax1=172.636-170=2.636 мм

черновое обтачивание: 2Zmin2=171.482-169.316=2.166 мм

2Zmax2=175.582-172.636=2.946 мм

Общие припуски Zo min и Zo max определяем суммируя промежуточные припуски и записываем ихзначения внизу соответствующих граф:

2Zo min=316+2166=2482 мкм

2Zo max=2636+2946=5582мкм

Общий номинальный припуск

Zо ном=2482+3800=6282 мкм

dзном=dд ном+Zо ном=170+5.582=175.582мм

Произвожу проверку правильности выполненных расчетов:

Zmax1-Zmin1=2636-316=2200мкм

д2-д1=3200-100=2200 мкм

Расчеты выполнены правильно.

д заготовки 3800 мм

2Zmax обтачив.черновое

д обтачив. черновое 3200 мм

2Z max обтачив.чистовое

д обтачив.чистовое 1000мм

D min чистовая

o 169 мм

D max чистовая

o 170 мм

D min черновая

o 169.316 мм

D max черновая

o 172,636 мм

D min заготовки

o 171.482 мм

D max заготовки

o 175.582 мм

1.6.3 Назначение припусков на поверхности обработки корпуса табличным методом

Этот метод состоит в том, что по специальным таблицам выбирают общий припуск на каждую поверхность изделия, получая таким образом размеры заготовки, а затем производим определение операционных и промежуточных размеров и допусков.

Расчет начинаю с последней операции обработки. По таблицам соответствующих видов обработки устанавливаю размеры промежуточных припусков на каждую операцию и затем определяю промежуточные размеры заготовки.

Наименьшее значения рекомендуемых припусков выбираются из справочников и из ГОСТ 26645-85.

1.7 Разработка и обоснование маршрута технологического процесса

Заводской технологический процесс предусматривает обработку на универсальном оборудовании, которое применимо при серийном производстве. Большое количество оборудования ведет к тому, что деталь много раз переустанавливается на различные приспособления, а значит существует не соблюдение постоянства баз.

Таблица 1.7 Базовый маршрут обработки корпуса

№ операции	Наименование операции	Модель станка
005 010 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 075 080 085	Карусельно-фрезерная Сппециально-сверильная Токарно-револьверная Токарно-револьверная Радиально-сверлильная Радиально-сверлильная Радиально-сверлильная Радиально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Резьбонарезная Резьбонарезная Резьбонарезная Слесарная Гидроиспытание Контрольная	6М23С3106 2С150С902 1П365 1П365 2А53 2А53 2А53 2А53 2А125 2А125 2А125 5053 5053 2А125 Стол Н555 Н6-26

В связи с этим внедряю специальные агрегатные станки, на которых обрабатывается деталь сразу на несколько операций с одной установки, при этом соблюдается принцип постоянства баз. Используется специальный комбинированный инструмент для сверления и закрепления отверстий.

Технология изготовления корпусной детали предусматривает первоначальную обработку плоскости основания к 4 отверстиям ш12Н14 в нем с целью получения технологических баз. Затем последующую обработку от них основного отверстия ш142Н9.

Такой маршрутный технологический процесс при крупносерийном производстве является наилучшим. При обработке совмещаются конструкторские и технологические базы, соблюдается принцип постоянства баз.

Таблица 1.6 Предлагаемый маршрутный технологический процесс корпуса

№ операции	Наименование операции	Модель станка	Технологическая база	Приспособление
1	2	3	4	5
005	Карусельно-фрезерная	6М23Н261	Противоположная поверхность фланца 152*152	Специальные приспособления
010	Автоматная-токарная	1283	Плоскость основания и торец шейки	Специальные приспособления
015	Агрегатная	12А485	Плоскость основания и торец шейки	Специальные приспособления
020	Агрегатная	12А488	Плоскость основания и отверстия в нем	Специальные приспособления
025	Агрегатная	12А486	Плоскость основания и отверстия в нем	Специальные приспособления
030	Агрегатная	12А487	Плоскость основания и отверстия в нем	Специальные приспособления
035	Агрегатная	12А489	Плоскость основания и отверстия в нем	Специальные приспособления
040	Гидроиспытание	Н6-26	Плоскость основания и отверстия в нем	Специальные приспособления, ванна

Применение агрегатных станков целесообразно при крупносерийном производстве. Оборудование такого плана позволяет увеличить производительность труда и уменьшить нетрудоемкость изготовления корпуса. Рабочая зона станков соответствует габаритам корпуса. Мощность, жесткость и кинематические возможности станков позволяют вести работу на оптимальных режимах резания.

Базовый технологический процесс крышки

№ операции	Наименование операции	Модель станка
005 010 015 020 025 030 035 040 045 050	Токарная Токарная Токарная Токарная Токарная Сверлильная Резьбонарезвая Сверлильная Резьбонарезная Гидроиспытание	16К20 16К20 16К20 16К20 16К20 2М112 2М112 2М112 2М112 Н6-26

Проектируемый технологический процесс крышки

№ операции	Наименование операции	Модель станка
005 010 015 020 025 030	Токарная Токарно-револьверная Специальная сверлильная Вертикально сверлильная Резьбонарезная Гидроиспытание	1К282 1П365 2Г175БС1770 2А135 5053 Н3-26

По предлагаемому технологическому процессу уменьшилось количество станков, а значит, освободилась площадь, освободилось количество основных рабочих, а значит, получается экономия по заработной плате.

1.8 Расчет режимов резания

1.8.1 Аналитический расчет режимов резания и технических норм времени

Операция 005 - фрезеровать плоскость основания корпуса на корусельно-фрезерном станке модели 6М23Н261. Размеры обрабатываемой поверхности ш189 мм. Материал заготовки - высокопрочный чугун В440 ГОСТ 7293-85 с пределом прочности при растяжении ув=28 МПа.

Вид заготовки - литье в земляные формы. Припуск на обработку h=5 мм. Шероховатость поверхности Rz=16 мкм. Гибкостью технологической системы (станок - приспособление - инструмент - заготовка) пренебрегаем. Марку твердого сплава выбираю по нормативам [3] ВК8.

Диаметр фрезы Д=250 мм, а числом зубьев Z=24. Значение геометрических параметров фрезы: ц=45п,цп=45п, ц1=5п, б=8п ,г=8п.

Назначение режима резания.

Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за 2 рабочих хода: t1=h=4 мм; t2=1мм.

По карте 7 определяем подачу на один зуб фрезы Sz. Для обработки чугуна ув=280 МПа фрезой оснащенной сплавом ВК8, при работе на станке мощностью 11кВт принимается подача Sz=0.30 мм/зуб

Для фрезы с Д=250 мм назначаем период стойкости Т=240 мм. Допустимый износ по задней поверхности зубьев фрезы h3=1.5 мм.

Определяем стойкость резания в м/мин, допускаемую режущими свойствами фрезы, принимая ширину заготовки b, равной ширине фрезерования В.

V=((CvDqv)/(TmtXvSzYvBUvZPv))Kv, м/мин (1.21)

Для заданных условий обработки находим по справочнику [4] Cv=445; qv=0.2; Xv=0.15;Yv=0.35; Uv=0.2; Pv=0; m=0.32. Для чугуна В440поправочный коэффициент:

Kv=KMvKNvKUv (1.22)

где KMv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (табл. 1)

KMv=(190/HB)Nv (1.23)

KMv=(190/190)1.25=1

KNv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (табл. 5)

Kuv - коэффициент, Учитывающий материал инструмента (табл. 6)

Kuv=0.83

Kv=1*0.8*0.83=0.664

V=(445*2500.2/(2400.32*40.15*0.30.35*1890.2*240))*).664=66.68м/мин=67м/мин=1.12 м/с

Определяем частоту вращения шпинделя станка:

n=1000v/ПД, мин-1 (1.24)

 n=(1000*67)/(3.14*250)=85 мин-1

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка: ng=80мин-1

находим действительную скорость резания:

Vg=РДn/1000, м/мин (1.25)

Vg=(3.14*250*80)/1000=62.8 м/мин=63м/мин=1.05м/с

Вычисляем минутную подачу:

SM=Sz*Z*ng, мм/мин (1.26)

SM=0.3*24*80=576 мм/мин

Корректируем минутную подачу по паспортным данным станка:

SMg=580 мм/мин

8. Определим силу резания:

Pz=((10Cp*tx*Szy*Bn*Z)/Dq*nw)KMp, Н (1.27)

Сp=54.5 (табл.41), x=0.9; y=0.74; u=1.0; q=1.0; w=0

KMp=(HB/190)n; n=1.8 (1.28)

KMp=(190/190)1.0=1

Pz=((10*54.5*40.9*0.30.74*1891.0*24)/2501.0*800)*1=14190 H

Определяем эффективную мощность резания, кВт

Ne=Pzv/(1020*60), кВт (1.29)

Ne=14190*63/(1020*60)=10.6 кВт

Следовательно, обратка возможна, поскольку NMn>Nэф

Определение основного времени производится по формуле

To=L/SM, мин (1.30)

где L=l+y+Д=50+189+4=243 мм

То=243/580=0.42 мин

Норму минутного времени на операцию Тшт подсчитывают по формуле:

Тшт=То+Тв+Тт.об.+То.об.+Тл.н.

где То - основное время; Тв - вспомогательное время; Тт.об. - время на техническое обслуживание рабочего места; То.об. - время на организационное обслуживание рабочего места; Тл.н. - время на личные надобности рабочего.

Определение вспомогательного времени.

а) Время на установку и снятие детали вручную 0.09 мин

б) Время на закрепление детали двумя гайками со скользящими планками 0.48 мин

в) Время на очистку приспособления от стружки 0.09 мин

Тогда время на установку и снятие детали равно -

Туст.=0.09+0.48+0.09=0.66 мин

Время, связанное с переходом, при фрезеровании фрезой, установленной на размер, равно 0.05 мин. Время на перемещение стола на карусельно-фрезерном станке 0.1 мин.

Следовательно, вспомогательное время на операцию равно

Тв=0.66+0.05+0.1=0.81 мин (на две детали)

Определение времени на обслуживание рабочего места, перерывав на отдых и естественные надобности

а) на организационное обслуживание рабочего места в размере 1.2% от Топер. И равно 0.015 мин

Топер.=То.+Тв=0.42+0.81=1.23 мин

б)на техническое обслуживание рабочего места 2.5% и равна 0.03 мин

в) на отдых и естественные надобности 6% от Топер. И равно 0.074 мин

Тшт=0.42+0.81+0.03+0.015+0.074=1.349мин=1.35мин на две детали или 0.675 мин на 1 деталь

Определение подготовительно-заключительного времени.

При работе в приспособлении, установленном подъемником, Тп.з. на партию деталей равна 17 мин. Поворот стола на угол 1 мин.

Тп.з.=17+1=18 мин

Операция 030. Зенкерование ш66+0.5 на агрегатном станке 12А486

Глубина резания t=0.5 (D-d)

t=0.5(66-63)=1.5 мм (1.31)

Подача при зенкеровании приведена в табл. 26 [4] и равна S=1.6-2.0мм/об. Принимаю S=1.6 мм/об

Скорость резания

V=(CvDq/(Tm*tx*Sy))*Kv, м/мин [4] (1.32)

Значение коэффициента Cv и показателей степени приведены в табл.29, а значениепериода стойкости Т - в табл.30. Т=60 мин.

Cv=105; q=0.4; x=0.15; y=0.45; m=0.4, без охлаждения.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

Kv=KMv*Kuv*Klv

где KMv - коэффициент на обработанный материал (табл. 1)

KMv=(190/HB)nv=(190/190)1.3=1

KUv - коэффициент на инструментальный материал (табл. 6)

KUv=0.83

Klv - коэффициент, учитывающий глубину сверления (табл.31)

Klv=1.0

При зенкеровании литых отверстий вводится дополнительный поправочный коэффициент Knv (табл. 5)

Knv=0.8

Kv=1.0*0.83/0.8=0.664

Скорость резания

V=(105*660.4/(600.4*1.50.15*1.60.5)*0.664=54.04 м/мин

Определяю крутящий момент Нм и осевую силу, Н

Мкр=10См*Dq*tx*Sy*Kp (1.32)

Po=10CptxSyKp (1.33)

Значения коэффициентов См и Ср и показателей степени приведены в табл.32 [4]

См=0.196; q=0.85; x=0.8; y=0.7

Kp=KMp=(HB/190)n; Kp=(190/190)0.4=1 (1.34)

C =46; q=----; x=1.0; y=0.4

Mkp=10*0.196*660.85*1.50.8*1.60.7*1=127.5 HM

Po=10*46*1.51.0*1.60.4*1=1380 H

Мощность резания, кВт, определяют по формуле:

Ne=(Mkp*n)/9750,

где чистота вращения инструмента, мин -1

n=1000v/ПD (1.35)

n=1000*54/(3.14*66)=261 мин -1

Ne=127.5*261/9750=3.4 кВт

Следовательно, обработка возможна, поскольку

Nшп/Ne

Определение основного времени производится по формуле:

То=Lp.x./nS, мин (1.36)

где Lp.x. - длина рабочего хода

Lp.x.=Lрез+y, мм (1.37)

Lp.x.=21+6=27 мм

То=27/(295*1.6)=0.057 мин

Норма штучного времени на операцию Тшт определяют по формуле

Тшт=То+Тв+Тотд+Тобсл [5]

Вспомогательное время состоит из:

Времени на установку и снятие детали на два пальца tуст=0.24 мин

Времени, связанном с переходом состоит из времени на переход tпрх=0.03 мин, времени на приемы, связанные с переходом, не вошедшие в комплексы t=0.015 мин

tпер=0.03+0.015= 0.045 мин

Тотд=0.34*0.03=0.01 мин

Время на обслуживание рабочего места в % от Топер, что составляет Тобсл=0.0085 мин. Норма штучного времени равна

Тшт=0.057+0.285+0.01+0.0085 мин=0.36 мин

Подготовительно-заключительное время на партию деталей

Тп.з.=11 мин

1.8.2 Табличный метод расчета режимов урезания

Операция 010. Автоматная токарная.

Станок модели 1283.Это восьми шпиндельный вертикальный полу-автомат последовательного действия. Станок настроен на двухцикловую обработку.

Позиция 3,4. Расточить отверстие поверхности (1) черновая (см.карты эскизов приложение). Наладка из двух резцов: резец токарный проходной отогнутый правый с углом в плане 450 и пластинкой из твердого сплава ВК6 ГОСТ 18877-73. Угол врезки пластины в стержень 100. Державка сталь 45 ГОСТ 1050 -88, сечение державки 32х20,длина 170мм. Параметры режущей части : главный угол в плане ц=45п;ц1=45п;г=8о; радиус при вершине r=0.8

Назначаем режимы резания табличным методом.

Глубина резания t1=4,5мм;t2=4 мм

Назначаем подачу, исходя из шероховатости поверхности Rа=25мкм при черновом растачивании из таблицы 12[4]

S=0.12.......0,25 мм/об, принимаю S=0,225 мм/об;

Стойкость Т=200 мин [5]

Скорость резания V=Vтабл.*К1*К2*К3, м/мин (1.38)

V1таб=85м/мин; К1=0,7; К2=0,75;К3=1 [5] стр.29

V2таб=70м/мин

V1=85*0,7*0,75*1=46,6 м/мин;

V2=70*0,7*0,75=36,7м/мин

Число оборотов n1=1000V/пD=1000*46,6/3,14*134=110,8мин-1

n2=1000*37/3,14*172=69 мин

Принимаю n=112мин-1

Скорость действ. V1=ПDn/1000=3,14*134*112/1000=47м/мин

V2=3,14*172*112/1000=60м/мин

Определяю основное время

Т0=Lp*x / n*S ; Lp*x= lрез.+ y + Lдоп.

L1 p*x=18+5+6=29мм Т1о=29/112*0,225=1,15мин

L2p*x=15+8+3=26мм Т2о=26/112*0,225=1,03мин

Принимаю Т0 лимит прю=1,15мин.

Позиция 5,6 переход 4 - подрезать торец, черновая обработка.

Наладка из одного резца - резец левый, проходной прямой державочный. Основные параметры резца: ц=600 ц=360;ґб=100;г=120 пластинка из твердого сплава ВК8, державка сталь 45ГОСТ1050-88 сечением 25х16

Назначаю режимы резания:

Глубина резания t=4мм

Подача S=0,316мм/об [5] стр23;

Стойкость Т=200мин

Скорость V=Vтабл.*К1*К2*К3 при ц=600 Vтабл.=95м/мин

V=95*0,55*1*1,05=55м/мин

Числс оборотов n=1000*V/ПD=1000*55/3,14*170=103мин-1

Принимаю n=105 мин -1

Действительная скорость V=ПDn/1000

V=3,14*170*105/1000=56м/мин

Определяю основное время

То=Lp*x/n*S

Lp*x=19+3+6=28мм; То=28/105*56=0,05мин

Позиция 7,8 переход 5-расточить отверстие напроход, обработка получистовая. Наладка из одного резца - резец токарный проходной отогнутый правый с углом в плане 450 и пластинкой из твердого сплава ВК6ГОСТ18877-73. Угол врезки пластины в стержень 100. Державка из стали 45ГОСТ1050-88, сечение державки 32х20, длина 170мм. Параметры режущей части : ц=450;ц1=450;г=80;r=0,8мм

Назначаю режимы резания:

Глубина резания t=1,5мм

Подача V=105*0,55*0,9*1=52м/мин

Число оборотов n=1000*V/ПD=1000*52/3,14*137=120,9мин-1

Принимаю n=112мин-1

Действительная скорость V=ПDn/1000=3,14*137*112/1000=48м/мин

Определяю основное время

То=23/112*48=0,004мин

Сила резания Рz=10CptxSyхnKp [4]с.274 (1.41)

Рz=10*92*41,0*0,2250,75*600*0,89=1071H

Операция 015-агрегатная.Станок модели 12А485

I. поз. загрузочная

II. поз. переход 2:сверлить 2 отв. Ш 11

Сверло 2301-0404 ГОСТ2092-77

Назначаю режимы резания:

Определяю длину рабочего хода головки

Lp*x=Lрез+у,мм [5] стр.303

Lp*x=8+6=14

Назначаю подачу S0=0,25мм/об [5]стр.112

Стойкость определяю по карте С-3 [5] стр.114

T=20 мин

Определяю V=Vтабл.*К1*К2*К3; V табл.=20м/мин стр.118

V=20*1,2*1,6*1=38,4м/мин

Число оборотов n =1000*V/ПD=1000*38/3,14*11=1100мин-1

Минутная подача Sм=S0*n=0,25*1100=275 мм/мин

Уточнение скорости резания по принятым числам оборотов

V=ПDn/1000=3,14*11*1100/1000=38м/мин

Расчет основного машинного времени

Т0=Lp*x/Sм=14\275=0,05 мин

Переход 3:сверлить 2 отверстия ш 12

Lp*x=14мм; S=0,25 мм/об [5]стр.112

Т=20мм

V=20 м/мин; n=1000*30/3,14*12=1008мин-1

Sм=0,25*1008=252мм/мин

V=ПDn/1000=3,14*12*1008/1000=38 м/мин

Т0=14/252=0,055 мин

Переход 4: сверлить 2 отверстия ш 16

Lp*x=14+6=20 мм; S=0,35мм/об; Т=40 мин

Определяю V=17*1,2*1,2*1=24,5 м/мин

n=1000*24,5/3,14*16=488 мин-1; Sм=0,35*488=171мм/мин

V=ПDn/1000=3,14*16*488/1000=24,5 м/мин

Т0=20/171=0,12мин.

Остальные переходы и операции определяю табличным методом и вношу в сводную таблицу режимов резания и норм времени.

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет протяжки переменного резания

Протягивание является одним из наиболее производительных видов обработки металлов резанием. Высокая производительность при протягивании объясняется большой суммарной длиной режущих кромок, одновременно участвующих в срезании металла. Протягивание позволяет получить обработанные поверхности высокой точности с малыми параметрами шероховатости. Протяжки являются сложным и дорогостоящим специальным инструментом. Поэтому экономическая эффективность от их применения в полной мере выявляется лишь при массовом и серийном характере производства изделий.

Проанализировав эти аргументы, окончательной операцией обработки отверстия диаметром 30H7 в детали - вилка, применяем протягивание. Произведем расчет протяжки переменного резания для этой операции по [7].

2.1.1 Определим припуск предварительного обработанного отверстия

Припуск определяем по таблице [7. табл.1] тогда диаметр предварительного отверстия

Do = D - Ao мм, (2.1.1)

где D = 30 - диаметр протянутого отверстия, мм

Ао = 0.6 мм - припуск предварительного отверстия.

2.1.2 Выбор материала протяжки

Материал протяжки выбираем по [7. табл.17]. Для обработки углеродистой стали протяжку изготовляют из быстрорежущей стали Р6М5.

2.1.3 Выбор хвостовика

Хвостовиком принимаем цилиндрический для быстросменного патрона. Размеры хвостовика выбираем по [7. табл.18].

2.1.4 Определяем усилие Px, допустимое прочностью хвостовика

Px = Fx[x] H,(2.2)

где Fx = 380 мм2 - наименьшая площадь поперечного сечения хвостовика

[x] = 300 H/мм2 - допустимое напряжение в материале протяжки.

Подставляя известные величины в формулу (2.2), получим:

Px = 380 300 = 114 kH

2.1.5 Определим усилие допускаемое тяговой силой станка

Усилие Q принимаем с коэффициентом 0.9, тогда:

Q = 0.9 QH (2.3)

где Q - усилие, допускаемое тяговой силой станка;

QH = 200 Н - номинальная тяговая сила (1 табл.14)

2.1.6 Определим глубину стружечной канавки

Максимальная глубина ho[] стружечной канавки по допускаемому усилию определяется по формуле

ho[] = 0.5 (Do - 1.1Pдоп/[x]) мм,(2.4)

где Рдоп = Рx - допустимое усилие, Н

Подставляя известные величины в формулу (2.4), получим:

ho = 0.5 (29.4 - 1.1114000/300) = 3.979 мм

2.1.7 Определим шаг черновых зубьев

Шаг определяется по формуле

t = mL мм,(2.5)

где L = 50 мм - длина протягиваемого отверстия

m = 1.5 мм - модуль зубьев.

Количество одновременно обрабатываемых зубьев выбираем по [7. табл.19] Zi = 5 шт.

2.1.8 Определим профиль стружечной канавки

Профиль стружечной канавки определяется по [7. табл.20].

2.1.9 Определим подачу на черновые зубья протяжки

Подача определяется по формуле

Sz = Fa / (LKmin) мм,(2.6)

где Kmin = 2.5 - коэффициент заполнения стружечной канавки

Fa = 12.6 мм2 - площадь стружечной канавки.

Подставляя известные величины в формулу (2.6), получим:

Sz = 12.6/(502.5) = 0.1

2.1.10 Определим фактическую величину коэффициента заполнения стружечной канавки

Значение коэффициента определяется по формуле

Kmin = Fa / (LSzu)(2.7)

Подставляя известные величины в формулу (2.7), получим:

Kmin = 12.6 / (500.1) = 2.52

2.1.11 Выбор геометрии черновых зубьев

Передние и задние углы черновых зубьев выбираем по

[7. табл. 6 и табл.7]. Передний угол = 15, а задний =3.

2.1.12 Определяем количество зубьев в черновых секциях протяжки

В первой черновой секции количество зубьев принимаем равное 2. Sчc1 = 2. В остальных черновых секциях количество зубьев определяется по формуле

Zчс = Pz / Pдоп = СpDSzuxZiKjKcKy шт,(2.8)

Значения всех коэффициентов берем из таблиц

[7. табл. 12 и табл. 13].

Cp = 700; Xp = 0.85; Kj = 0.93; Kc=Ku = 1

Подставляя известные величины в формулу (2.8), получим:

Zчс = 700300.10.8550.93/114000 = 0.4

Принимаем Zчс = 2.

2.1.13 Произведем расчет припуска

Припуск на переходные зубья Аоп и число переходных секций i определяем по [7. табл.21]

Аоп = 0.18 мм, in = 2.

Припуски на чистовые зубья. Аочт равен Аоит = 0.1 мм

Припуск на черновые зубья определяем по формуле

Аоч = Ао - (Аоп + Аопт) мм,(2.9)

Подставляя известные величины в формулу (2.9), получим:

Аоч = 0.6 - 0.18 - 0.1 = 0.32 мм.

2.1.14 Определим припуски на двузубую черновую секцию

Припуски определяются по формуле

Аоч.1 = 1.8Szu/Zчс мм,(2.10)

Подставляя известные величины в формулу (2.10), получим:

Аоч.1 = 1.80.1/2 = 0.09 мм.

2.1.15 Определим количество черновых секций

Количество черновых секций без первой определим по формуле

iu = Aоч - Aоч.1 / (2Szu) шт,(2.11)

Подставляя известные величины в формулу (2.11), получим:

iu = 0.32-0.09/(20.1) = 1.15

Принимаем iu = 2.

2.1.16 Определим число зубьев в черновой части

Zч = Zч.1 + Zч.с. i шт,(2.12)

Подставляя известные величины в формулу (2.12) , получим:

Zч = 2+22 = 6 шт

2.1.17 Определим длину черновой части

Длина черновой части определяется по формуле

lч = Zч t мм,(2.13)

где lч - длина черновой части, мм

Zч - число зубьев в черновой части, шт

t - шаг зубьев, мм.

Подставляя известные величины в формулу (2.13), получим:

lч = 610=60 мм

2.1.18 Определим число переходных секций

Число переходных секций определим по [7. табл.21].

2.1.19 Определим подачу на переходных секциях

Назначим подачу на 1 и 2 переход. секции соответственно Szn1 = 0.9 мм, Szn2 = 0.9 мм.

2.1.20 Определим число переходных зубьев и длину этой части протяжки

Число переходных зубьев определяется по формуле

Zn = Zn.c in шт, (2.14)

где Zn.c. =2 - число переходных зубьев в первой секции

Подставляя известные величины в формулу (2.14), получим:

Zn = 22 = 4 шт.

Длина переходной части равна (2.13)

ln = 410=40 мм

2.1.21 Определим количество чистовых зубьев и их укороченный шаг

Количество укороченных зубьев определяется по формуле

Zч.м. = Aочт/(2Szu.m) шт,(2.15)

Подставляя известные величины в формулу (2.15), получим:

Szчм = 0.1 (20.01) = 5

Шаг чистовых зубьев определим из соотношения

tчт = 0.7t = 7мм

2.1.22 Определим размеры стружечной канавки для чистовых и калибрующих зубьев

Размеры определяются по таблице [7. табл. 20].

2.1.23 Определим длину чистовой части протяжки

Длина чистовой части протяжки определяется по формуле

lчт = Zчт tчт мм,(2.16)

Подставляя известные величины в формулу (2.16), получим:

lчт = 57 = 35 мм.

2.1.24 Определим диаметр калибрующих зубьев

Диаметр калибрующих зубьев определяется по формуле

D = Dmax - мм, (2.17)

где Dmax - максимальный диаметр обрабатываемого отверстия, мм

- изменение диаметра отверстия после протягивания, мм.

Подставляя известные величины в формулу (2.17), получим:

D = 30+0.021 = 30.021 мм

При протягивании заготовок из стали, диаметр отверстия увеличивается на 0.0050.01 мм. Учитывая это Dk = 30.021 - 0.01 = 30.011 мм.

2.1.25 Определим количество калибрующих зубьев

Количество калибрующих зубьев Zk определяется по таблице [7. табл. 22]. Zk = 7 шт.

2.1.26 Определим длину калибрующей части

Длина калибрующей части определяется по формуле

lk = Zk tk мм,(2.18)

Подставляя известные величины в формулу (2.18), получим:

lk = 77 = 49 мм

2.1.27 Определим задний угол калибрующих зубьев

k = 115` jk = 152

2.1.28 Определим длину режущей части

lp = 60 + 40 + 35 = 135 мм.

2.1.29 Определим цилиндрическую ленточку на вершинах калибрующих зубьев

Цилиндрическую ленточку на вершинах калибрующих зубьев принимаем fk = 0.2 мм.

2.1.30 Определим ширину выступов между выкружками

Ширину выступов между выкружками определяем по формуле

Вв = (1.1 1.3) D мм, (2.19)

Подставляя известные величины в формулу (2.19), получим:

Вв = 1.29 30 = 7 мм

2.1.31 Определим количество выкружек

Количество выкружек на черновых зубьях определяется по формуле

Nчерн. = D / (ZcВв) шт,(2.20)

Количество выкружек на чистовых зубьях определяется по формуле

Nчист. = D / (2 Вв) шт,(2.21)

Подставляя известные величины в формулы (2.20) и (2.21) получим:

Nчерн. = 30(27) = 6 шт.

Nчист. = 30(27) = 6 шт.

2.1.32 Определим ширину выкружек

Ширину выкружек для черновых зубьев определяем по формуле

Вчерн. = D/Nч (Zc-1)/Zc мм,(2.22)

Ширину выкружек для чистовых зубьев определяем по формуле

Вчист. = Вчерн -2 мм,(2.23)

Подставляя известные величины в формулы (2.22) и (2.23), получим:

Вчерн. = 307 (2-1)2 = 6.73 мм

Принимаем Вчерн = 7 мм.

Вчист = 7-2 = 5 мм.

2.1.33 Определим радиусы выкружек и диаметры шлифовального круга

Данные выбираем по таблице [7. табл.23]. Rвч = 36 мм,

Dч = 60 мм.

2.1.34 Выбираем размеры центрового отверстия

Данные выбираем по таблице [7. табл.16]

2.1.35 Определим длину хвостовика

Длину хвостовика определяем из таблицы [7. табл.18].

Lх = 80 мм.

2.1.36 Определим диаметр шейки протяжки

Диаметр шейки протяжки определяется по формуле

D2 = D1 - 1 мм,(2.24)

Подставляя известные величины в формулу (2.24), получим:

D2 = 28- 1 = 27 мм.

2.1.37 Определим длину переходного конуса, длину и диаметр передней направляющей

Эти размеры принимаем следующими

lk = 35 мм ln = 50 мм

2.1.38 Определим длину и диаметр задней направляющей

Диаметр задней направляющей равен Du = 30f7, а длина направляющей составляет 50 мм.

2.1.39 Определим длину протяжки

Длину протяжки определяем по формуле

Lп = lp + lk + l1 + lk + ln + lu мм,(2.25)

Подставляя известные величины в формулу (2.25) , получим:

Lп = 135 + 49 + 80 +16 +30 = 399 мм

2.2 Конструкции специального высаживающего и сглаживающего инструмента для восстановления и упрочнения плоских поверхностей

Разработаем конструкции специального высаживающего и сглаживающего инструмента для восстановления и упрочнения плоских поверхностей на вертикально фрезерном станке.

2.2.1 Конструкция высаживающего инструмента приведена в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.2.С.01.01.СБ)

Роликовый инструмент состоит из конусного хвостовика (16) и скалки (13), закрепленной на фланце хвостовика через изоляционное кольцо (6) и изоляционные втулки (2), изготовленные из текстолита. Скалка служит для направления вилки (1), в нижней части которой на радиальных подшипниках качения (21) и (22) установлена ось (11), с роликом (12). Давление инструмента на деталь и плавность работы всего инструмента осуществляется с помощью пружины (23). Ролик (12) толщиной 56 мм, диаметром 80 мм может быть изготовлен из твердого слава иди быстрорежущей стали. Оптимальные геометрические параметры высаживающих роликов следующие угол заточки 60 фаска при вершине не должна быть меньше 0.2 … 0.3 мм. В крышках (9) и (10) и стаканах (14) и (15) установлены щелевидные уплотнения, служащие для предотвращения загрязнения подшипников пылью и другими микрочастицами. При осуществлении процессов выдавливания и сглаживания цепь главного движения в станке отключается. Ролик вращается вокруг своей оси за счет трения о поверхность обрабатываемой детали. Шпонка (27) служит для исключения поворачивания вилки относительно детали.

Принципиальная схема обработки плоских поверхностей на вертикально фрезерном станке представлена в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.2.С.13.02) . Ток от источника подводится с помощью гайки (19).

2.2.2 Конструкция сглаживающего инструмента приведена в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.2.С.01.18.СБ)

Конструкция сглаживающего инструмента аналогична конструкции выдавливающего. Отличие заключается в связи с тем, что рабочим инструментом является не вращающийся ролик, а неподвижно закрепленная пластина (7) которая изготовляется из твердого сплава ВК3.

Пластина, со сферической рабочей поверхностью, крепится к планке (5) с помощью зажима (3).

Плотное прилегание пластины к планке осуществляется завинчиванием гайки (12). Сама планка крепится к вилке четырьмя болтами (11).

Твердосплавная пластина - инструмент имеет возможность поворачиваться вокруг оси винта-зажима, на величину, обеспечивающую использование всей сферической поверхности пластины.

Сглаживанием достигается низкая шероховатость поверхности, размер и величина выступов могут регулироваться числом повторных рабочих ходов и давлением инструмента. Измерение микротвердости в сечениях высаженного и сглаженного профиля показывает увеличение твердости отдельных участков в 2 … 3 раза по сравнению с твердостью сердцевины.

Сглаживание обеспечивает увеличение контактной поверхности сопрягаемой детали и снижение ее шероховатости увеличение твердости и упругих свойств контактной поверхности необходимый натяг сопряжения.

Заточку твердосплавных пластин проводят на приспособлении к заточному станку, кругами из белого электокорунда 40-25 СТ1-СТ2, доводят алмазным кругом.

Конструкция приспособления для профилирования инструмента приведена в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.2.С.06. 01.СБ).

Пластину (9) устанавливают между валом (8) и прижимом (4). Вал установлен в корпусе (6) в двух подшипниках (12) и поворачивается маховиком (7).

Все приспособление крепится в специальных заточных тисках, которые имеют возможность поворачиваться относительно трех осей координат. Необходимый угол заточки пластины определяется поворотом всего приспособления на станке, а значение радиуса пластины определяется расстоянием от оси вращения вала до шлифовального круга станка.

2.3 Возможность дальнейшего развития упрочняющей технологии электромеханической обработки

В условиях серийного производства и ремонта деталей основной задачей совершенствования должно явиться повышение производительности процесса и обеспечение высокого качества. Это должно осуществляться путем применения многинструментальных приспособлений, которые во многих случаях позволяют исключить электроконтактное устройство, что особенно важно при упрочнении деталей большой длины, так как при этом обеспечивается стабильность теплообразования по всей длине детали, и, кроме того, экономиться электроэнергия.

Схема четырехконтактного приспособления, которое устанавливают в суппорте (7) токарного станка приведена в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.2.C.13.03).

Приспособление предназначено для отделочно-упрочняющей обработки шеек валов. Обоймы (3), в которых крепятся вращающиеся ролики (4), имеют возможность поворачиваться на стойке (2) и штоке пружинной державки (6), что обеспечивает хороший контакт роликов с обрабатываемой заготовкой (5). Непосредственное присоединение концов вторичного конура трансформатора (8) к обоймам (3) обеспечивает стабильность электрического режима независимо от длины обрабатываемой заготовки (5) и наименьшие потери энергии по сравнению с подачей тока через патрон станка.

Одновременная работа четырех роликов позволяет значительно увеличить подачу и, следовательно, производительность обработки. При этом, разумеется, увеличивается суммарная поверхность контакта заготовки с инструментом и соответственно должна быть увеличена плотность тока до 200 … 250 Амм2.

Такая схема упрочнения электромеханической обработки особенно эффективна при обработке больших поверхностей длинных деталей, как, например, валы турбин, различные штоки гидравлических машин, где производительность, стабильность и качество обработки имеют решающее значение.

2.4 Расчет пружины

Проведем расчет параметров пружины по [3]. Установим необходимые параметры пружины

P1 - сила пружины при предварительной деформации

P2 - сила пружины при рабочей деформации

N - выносливость

D - наружный диаметр пружины

- относительный инерционный зазор пружины сжатия

P3 = P2/(1-0.05)P2/(1-0.25)(2.26)

Так как P1 = 25 кгс и P2 = 100 кгс, подставляя известные величины в формулу, получим:

Р3 = 105 133 кгс

N = 1107 D = 75 80 мм = 0.05 0.25.

Выбираем, исходя из заданного диаметра, и стремления обеспечить наиболее критическую скорость, останавливаемся на витке со следующими данными

пружина II класса, разряда 3 ГОСТ 13772-68. Номер 69

Р3 = 125, D = 60, d = 5.

z1 = 8.230 кгсмм - жесткость первого витка.

fз = 15.460 - max прогиб первого витка, мм.

Сталь 65Г по ГОСТ 1050-74. HRCэ = 46…52

3 = 96 кгсмм2 - max касательное напряжение.

Выбираем рабочий ход пружины h = 10 мм. Жесткость пружины определяем по формуле

z = (P2-P1)h кгсмм (2.27)

Подставляя известные величины в формулу (2.27), получим:

z = 3.75 кгсмм.

Число рабочих витков пружины

n = z1/z шт;(2.28)

Подставляя известные величины в формулу (2.28), получим:

n = 20.98/3 6

Уточняем жесткость по формуле

z = z1/nкгсм;(2.29)

Подставляя известные величины в формулу (2.29), получим:

z = 20.98/6 = 3.49

При полутора нерабочих витках n1 = n+n2 = 6+1.5 =7 витков.