Проектирование ТП на изготовление детали и средств технологического оснащения

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Конструкция, назначение и условия работы детали

Превентор, рисунок 1 состоит из следующих основных сборочных единиц и деталей: корпуса 1; крышки 2; уплотнителя 3; поршня 4; кожуха 5.

Рисунок 1

Корпус 1 представляет собой стальную деталь с центральным проходным отверстием, в которую устанавливаются поршень 4 с уплотнителем 3 и кожух 5. При помощи прямоугольной резьбы корпус 1 соединяется с крышкой 2 и уплотняется прокладкой 6. Для предотвращения самоотвинчивания при проворачивании бурильного инструмента имеются стопорный винт 7. На боковой поверхности корпуса предусмотрены отверстия для подвода жидкости от станции управления и приварены четыре проушины предназначенные для подъема превентора. Фланец корпуса является присоединительным для крепления превентора к превенторному блоку противовыбросового оборудования устья скважины.

Крышка 2 представляет собой стальную деталь с центральным проходным отверстием. В канавки внутренней полости устанавливаются манжеты 8 и 9. Фланец крышки, в который ввинчиваются шпильки с гайками является присоединительным для крепления на превенторе агрегатов противовыбросового оборудования скважины.

Уплотнитель 3 представляет собой массивное резиновое кольцо, армированное металлическими вставками, придающими уплотнителю жесткость и предохраняющими от вытекания резины в процессе эксплуатации.

Поршень 4 имеет ступенчатую форму. На поршне 4 установлен уплотнитель 3. В наружные канавки поршня устанавливаются уплотнительные манжеты 10 и 11.

Корпус 1, крышка 2 и поршень 4 образуют в превенторе две гидравлические камеры: на открывание (А) и на закрывание (Б) превентора. Герметичность камер обеспечивается уплотнительными манжетами 8,9,10,11,12,13. Через отверстия в корпусе эти камеры соединены со станцией управления. При нагнетании масла в гидравлическую камеру Б поршень 4 движется вверх и обжимает уплотнитель 3, центральное отверстие которого сжимается, обхватывает и уплотняет любую часть колонны труб, оказавшуюся в зоне уплотнителя или перекрывает скважину при отсутствии в ней колонны труб при аварийной ситуации.

При нагнетании масла в гидравлическую камеру А закрытого превентора, поршень 4 из верхнего положения перемещается вниз, вытесняя масло в сливную линию станции управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.

Для работы в зимнее время превентор должен быть оснащен камерой обогрева.

Превентор является частью превенторного блока противовыбросового оборудования скважины, предназначенного для герметизации устья скважины и выполнения необходимых технологических операций при бурении и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин с целью предупреждения открытых фонтанов и загрязнения окружающей среды, а также обеспечения безопасных условий труда.

Превенторы обеспечивают расхаживание, проворачивание и протаскивание бурильных труб с замковыми соединениями (с фасками по обе стороны замкового соединения под углом 18^о), а также герметизацию устья скважины при закрытии уплотнителя на любой части бурильной колонны, обсадных или насосно-компрессорных труб, а также при отсутствии колонны труб при аварийной ситуации.

Превентор предназначен для эксплуатации в рабочих средах: нефть, газ, газоконденсат, буровой раствор, промывочная жидкость, вода и их смеси с объемным содержанием СО₂ до 6 (коррозионностойкое исполнение К1 по ГОСТ 13862).

При эксплуатации при температуре окружающей среды ниже 0С превенторы должны обогреваться.

Превенторы изготовлены в климатическом исполнении У, категория размещения 1 по ГОСТ 15150 для работы в умеренном макроклиматическом районе эксплуатации по ГОСТ 16350.

Основные технические характеристики превентора приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные технические характеристики превенторов

Наименование параметра	Значение параметра
Условный проход, мм Рабочее давление (Рр), МПа Диаметр проходного отверстия, мм Рабочий объем гидравлической камеры превентора, л: - на открывание - на закрывание Рабочий ход поршня, мм Давление гидроуправления (наибольшее), МПа: - на открывание - на закрывание Рабочая жидкость системы гидроуправления (основная)* Наибольший диаметр труб, пропускаемых с подвеской через превентор, мм Температура рабочей среды, ОС, не более Температура окружающей среды, оС: - для работы** - для хранения Маркировка фланцев:***	180 35 180 12,7 15,7 115 10,5 10,5 Масло всесезонное ВМГЗ ТУ38-101479 127 100 от 0 до плюс 45 от минус 60 до плюс 45 7 1/16 -5000 - R46
Габаритные размеры, мм, не более: - диаметр превентора по проушинам - диаметр превентора по корпусу - высота Размер конических резьб в отверстиях для подключения к гидростанции, дюймы Масса, кг, не более ______________________	914 746 960 1,0 2056
*Заменители основной рабочей жидкости: масла индустриальные И-20А по ГОСТ 20799-88, масло приборное МВП по ГОСТ 1805-76. **При эксплуатации при температуре окружающей среды ниже 0оС к превенторам подводится внешний парообогрев. ***Параметры даны по API 6А 17 редакции.

Конструктивно-технологический анализ детали

В общем случае к конструкциям деталей предъявляются следующие требования [7]:

- конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов и быть стандартной в целом;

- детали должны изготовляться из стандартных или унифицированных заготовок;

- размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные, т.е. экономически и конструктивно обоснованные точность и шероховатость;

- физико-химические и механические свойства материала, жесткость детали, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления, хранения и транспортировки;

- показатели базовой поверхности детали (точность, шероховатость) должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля;

- заготовки должны быть получены рациональным способом с учетом заданного объема выпуска и типа производства;

- метод изготовления должен обеспечивать возможность одновременного изготовления нескольких деталей;

- сопряжения поверхности деталей различных классов точности и шероховатости должны соответствовать применяемым методам и средствам обработки;

- конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

Указанные требования являются обобщением опыта проектирования и изготовления деталей, а степень соответствия этим требованиям характеризует конструктивно-технологический уровень детали.

Количественно технологичность конструкции корпуса превентора кольцевого ПУГ-180х21-10-00 может быть оценена совокупностью показателей технологической рациональности и преемственности детали, в число которых входят коэффициент сложности конструкции детали; коэффициент применяемости унифицированных или стандартных конструктивных элементов детали; коэффициент повторяемости конструктивных элементов детали; коэффициент точности и шероховатости поверхности детали; коэффициент обрабатываемости детали и коэффициент использования материала при механической обработке [8, 9].

Коэффициент сложности конструкции детали определяется выражением в виде

(1.1)

где - коэффициенты, определяемые как

, (1.2)

где - уточнения.

Коэффициент зависит от количества поверхностей на исходной заготовке, с которых удаляется стружка при изготовлении детали. При этом, комбинированные поверхности, образуемые за один рабочий ход одним инструментом, учитываются в качестве одной поверхности.

Для существующей конструкции корпуса

, (1.3)

где - количество обрабатываемых резанием и общее количество формообразующих поверхностей детали, соответственно.

Подставляя численные значения требуемых показателей из чертежа детали и технологического процесса обработки детали резанием в выражения (1.3) и (1.2), находим

и .

Коэффициент учитывает общее количество заданных на чертеже данных по обеспечению требуемых точностей формы и взаимного расположения поверхностей в пределах 0,05 мм.

Для существующей конструкции корпуса

, (1.4)

где - количество поверхностей детали, к которым предъявляются требования по точности формы и их взаимному расположению в пределах 0,05 мм.

Подставляя численные значения требуемых показателей из чертежа детали в выражения (1.4) и (1.2), находим

и .

Коэффициент учитывает количество различных видов обработки резанием (технологических операторов).

Для существующей конструкции корпуса

, (1.5)

где - количество технологических операторов;

- общее количество технологических переходов обработки резанием.

Подставляя численные значения требуемых показателей из карт технологического процесса обработки детали резанием в выражения (1.5) и (1.2), находим

и .

Коэффициент учитывает соответствие точности и шероховатости поверхностей детали некоторым оптимальным величинам, под которыми подразумеваются рекомендуемые в качестве экономичности и конструктивно обоснованные величины. Величина , входящая в выражение для этого коэффициента определяется по формуле

, (1.6)

где - количество зон, на которых параметр для j-ой поверхности отстоит от оптимального сочетания.

Подставляя численные значения требуемых показателей из чертежа детали в выражения (1.6) и (1.2), находим

и .

Согласно выражению (1.1), коэффициент сложности конструкции детали будет составлять

.

Коэффициент применяемости унифицированных или стандартных конструктивных элементов детали определяют по формуле

, (1.7)

где - общее количество конструктивных элементов в детали;

- количество унифицированных конструктивных элементов;

n - количество неунифицированных элементов.

Поскольку все формообразующие поверхности корпуса можно считать унифицированными, то коэффициент применяемости унифицированных или стандартных конструктивных элементов детали можно принять равным .

Коэффициент повторяемости конструктивных элементов детали рассчитывают по формуле

, (1.8)

где - количество повторяющихся конструктивных элементов детали;

- общее количество конструктивных элементов детали.

Подставляя численные значения требуемых показателей из чертежа детали в выражение (1.8), находим

.

Коэффициент относительной обрабатываемости материала детали выражает относительную скорость резания, соответствующую 60-минутной стойкости резцов в сравнении с эталонной сталью (сталь 45 ГОСТ 1050-84, ). Для стали 30ХМ ГОСТ 4543-71 величина этого коэффициента составляет , что характеризует обрабатываемость этой стали как удовлетворительную.

Коэффициент использования материала при механической обработке определяют по соотношению

, (1.9)

где - массы готовой детали и заготовки, соответственно.

Подставляя численные значения требуемых показателей из карт технологического процесса обработки детали резанием в выражение (1.9), находим

Таким образом, по рассчитанным показателям ТКИ можно сделать вывод о среднем уровне технологичности данной конкретной детали.

Необходимо отметить, что корпус превентора изготавливают из заготовки, получаемой штамповкой.

Обрабатываемые поверхности корпуса с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют значительных технологических трудностей, однако наличие изготавливаемых фасонных канавок под уплотнения и фасонной сложносопряжённой выточки создает некоторые затруднения при окончательной обработке детали.

На технологичность конструкции детали, подвергаемой обработке резанием, влияют как технологические факторы (обрабатываемость материала, выбор баз и размерных связей, форма и размеры детали, требования точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей), так и организационные (объем выпуска и тип производства). При этом, объем выпуска и тип производства определяют степень технологического оснащения, механизации и автоматизации технологического процесса.

2. Характеристика материала заготовки

Таблица 2 - Химический состав

Х имический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.30
Молибден (Mo)	0.15-0.25
Марганец (Mn)	0.40-0.70
Никель (Ni), не более	0.30
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr)	0.80-1.10
Сера (S), не более	0.035

Таблица 3 - Механические свойства

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	s 0,2, МПа	s B, МПа	d 5, %	y, %	KCU, Дж/м 2	HB
	15	735	930	11	45	78
КП 395	<100	395	615	17	45	49	187-229
КП 440	100-300	440	635	16	45	59	197-235
КП 440	100-300	440	635	14	40	54	197-235
КП 490	<100	490	655	16	45	59	212-248

Таблица 4 - Механические свойства при повышенных температурах

t испытания,°C	s 0,2, МПа	s B, МПа	d 5, %	y, %	KCU, Дж/м 2
260	590	730	20	70	186
200	490	660	21	70
300	520	710	21	69	206
400	480	630	22	75	199
500	430	500	22	80	142
600	340	330	29	89	142
800	80	130	69	67
1000	41	56	64	100
1200	14	26	55	100

Таблица 5 - Механические свойства в зависимости от температуры

t отпуска,°С	s 0,2, МПа	s B, МПа	d 5, %	y, %	KCU, Дж/м 2	HRC э
200	1320	1520	12	50	69	49
300	1330	1450	11	51	49	45
400	1220	1370	12	55	69	42
500	1080	1130	16	60	127	36

Таблица 6-Механические свойства в зависимости от сечения

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	s 0,2, МПа	s B, МПа	d 5, %	y, %	KCU, Дж/м 2	HRC э
Место вырезки образца - центр	40	650	820	17	71	147	27
Место вырезки образца - центр	60	630	800	17	69	157	27
Место вырезки образца - 1/2R	80	660	790	17	67	137	25
Место вырезки образца - 1/2R	100	610	780	18	64	147	25
Место вырезки образца - 1/3R	120	620	750	16	63	137
Место вырезки образца - центр	40	790	930	13	61	118	30
Место вырезки образца - центр	60	740	870	16	64	127	31
Место вырезки образца - 1/2R	80	760	890	14	64	108	30
Место вырезки образца - 1/2R	100	700	830	17	65	137	27
Место вырезки образца - 1/3R	120	690	840	18	63	118	25

Таблица 7 - Температура критических точек

Критическая точка	°С
Ac1	757
Ac3	807
Ar3	763
Ar1	693

Таблица 8 - Ударная вязкость

Состояние поставки, термообработка	-20	-40	-60
Закалка 880 С, масло. Отпуск 350 С.		42
Закалка 880 С, масло. Отпуск 550 С.	147		108

Таблица 9 - Предел выносливости

s -1, МПа	n	s B, МПа	s 0,2, МПа	Термообработка, состояние стали
407	1Е+7	820	710	Закалка 870 С, вода. Отпуск 600 С [37]

Таблица 10 - Прокаливаемость

1.5	3	4.5	6	9	12	15	18	21	24
49.5-54	48-53	46-52	43.5-51	37-48	33.5-44.5	30-39.5	28-37.5	26.5-35.5	24-34.5

Таблица 11 - Физические свойства

Температура испытания,°С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	208	207	204	197	188	176	160
Плотность, pn, кг/см3	7820	7800	7770	7740	7700	7660
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)		46	44	42	42	39	37	36	32
Уд. электросопротивление (p, НОм · м)	230
Температура испытания,°С	20 - 100	20 - 200	20 - 300	20 - 400	20 - 500	20 - 600	20 - 700	20 - 800	20 - 900	20 - 1000
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)	11.6	12.5	13.2	13.8	14.3
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С))	462

Таблица 12 - Материалы заменители

Заменитель
Стали: 35ХМ, 35ХРА.
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 10702-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78.
Назначение: Шестерни, валы, цапфы, шпильки, гайки, и различные другие детали, работающие при температуре до 450-500°С.

3. Выбор метода получения заготовки

Метод получения заготовки определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска. Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеупомянутые данные. При выборе способа получения заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению формы и размерам заготовки к параметрам основной детали и снижению трудоемкости заготовительных операций, а также последующей механической обработки.

Верхняя часть заготовки 1 получена ковкой на молоте, а нижняя часть 2 получена горячей штамповкой в открытом штампе. Сварка заготовок производится под слоем флюса после предварительной обработки под сварку фасок.

В качестве присадочного металла применяют проволоку, марок Св-18ХМА, Св-ЮХМ, Св-ЮМХ и Св-10Х5М по ГОСТ 2246-60

Хромомолибденовую сталь лучше сваривать проволокой марки Св-18ХМА. Диаметр проволоки в зависимости от толщины металла берется по таблице 13.

Таблица 13

Толщина металла, мм	до 3	4-6	7-10
Диаметр присадочной проволоки, мм	3-4	4-5	4-6

Кромки металла перед сваркой должны быть зачищены до металлического блеска. При температуре окружающей среды ниже нуля должен проводиться предварительный подогрев изделия до 250-300° С. Если толщина свариваемого металла больше 16 мм, то вне зависимости от температуры окружающей среды изделие предварительно подогревают до той же температуры, причем она должна сохраняться во время сварки примерно постоянной.

При толщине металла до 5 мм сварка ведется в один слой, а при большей толщине - в два и больше слоев. При двухслойной сварке первый слой накладывается на всю толщину металла, а вторым слоем усиливают шов. Сварка должна проводиться без перерыва. Контроль сварочного шва по API 17 редакции А, для швов работающих под давлением В базовом варианте применялась цельная поковка массой более 2400 кг, что не технологично и вызывает необоснованные затраты металла и материально-технических ресурсов при производстве изделия. Стоимость сварной заготовки сопоставима со стоимостью цельной поковки, но сварная заготовка более технологична, что приведёт к снижению себестоимости изготовления изделия, Стоимость сварной заготовки состоит из стоимости материала и стоимости сварочных работ. Вес сварной заготовки составляет 1407 кг. Стоимость заготовки по данным заводов изготовителей составляет 60000 рублей. Стоимость материала 32000 р/т

Таблица 14 - Материалы заменители

Заменитель
Стали: 35ХМ, 35ХРА.
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 10702-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78.
Назначение
Шестерни, валы, цапфы, шпильки, гайки, и различные другие детали, работающие при температуре до 450-500°С.

4. Обоснование маршрутной технологии изготовления детали

Разработка технологического процесса состоит из комплекса взаимосвязанных работ, предусмотренных стандартами ЕСТПП и должна выполняться в полном соответствии с требованиями ГОСТ 14.301-83 «Общие правила разработки технологических процессов и выбора технологического оснащения». При разработке маршрутной технологии придерживаются следующих основных принципов:

а) в первую очередь, обрабатывают поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке;

б) после этого обрабатывают поверхности с максимальным припуском для выявления дефектов заготовки;

в) необходимо соблюдать принцип концентрации операций при котором как можно больше поверхностей должно обрабатываться в одной операции;

г) необходимо соблюдать принципы совмещения и постоянства баз;

д) необходимо учитывать, на каких стадиях технологического процесса целесообразно производить механическую, термическую и другие виды обработки в зависимости от требований чертежа;

е) поверхности, к которым предъявляются наиболее высокие требования по качественно-точностным характеристикам, окончательно обрабатываются в последнюю очередь.

Разработка маршрута обработки любой детали начинается с предварительного выбора вида обработки отдельных поверхностей заготовки и определения методов достижения точности, соответствующей требованиям чертежа, серийности производства и технологических возможностей существующего в наличии на предприятии оборудования. После анализа этих данных приступают к составлению планов механической обработки детали. Устанавливая последовательность обработки, попутно определяют количество установов и позиций заготовки на станке. С учетом особенностей конструкции заготовки; так же стремятся обработать за один установ наибольшее количество поверхностей. Вновь разработанная маршрутная технология обработки корпуса превентора представлена в комплекте карт технологического процесса.

Операционная технология для изготовления корпуса разработана с учетом места каждой операции в маршрутной технологии. К моменту проектирования каждой операции известно, какие поверхности и с какой точностью обрабатываются на предшествующих операциях, какие поверхности и с какой точностью нужно обрабатывать на данной операции. Проектирование операций связано с разработкой их структуры, с составлением схем наладок, расчетом настроенных размеров и ожидаемой точности обработки, с назначением режимов обработки, определением нормы времени и т.д. Номера поверхностей при составлении операционной технологии указаны на эскизах.

5. Выбор оборудования

Выбор оборудования является одной из важнейших задач при разработке технологического процесса механической обработки детали. От правильного выбора зависит производительность, экономное использование площадей, механизации и автоматизации ручного труда, электроэнергии и, в итоге, себестоимость изделия.

При выборе станочного оборудования учитывается следующее: характер производства, методы достижения заданной точности при обработке, соответствие станка размерам детали, мощность станка, удобство управления и обслуживания станка, габаритные размеры и стоимость станка, возможность оснащения станка высокопроизводительными приспособлениями и средствами механизации и автоматизации, кинематические данные станка, а также наличие имеющегося оборудования.

Результаты выбора оборудования представлены в таблице 15.

Таблица 15-Выбор оборудования

№ операции	Наименование операции	Модель оборудования
010	Токарно-карусельная с ЧПУ	16DS125
015	Токарно-карусельная с ЧПУ	16DS125
055	Токарно-карусельная с ЧПУ	16DS125
060	Токарно-карусельная с ЧПУ	16DS125
065	Сверлильная ЧПУ	СВКоZ
070	Комбинированная ЧПУ	СВКоZ
075	Горизонтально-сверлильная	W100А

Токарно-карусельный станок 16DS125 применяется при выполнении операций 010, 015, 055, 060, что обусловлено возможностью обработки заготовок диаметром до 1000 мм и силовыми характеристиками станка: возможностью проведения обдирки заготовок и деталей после термической обработки. Кроме того, положительным фактором обработка внутренних поверхностей за один установ, за счет чего происходит сокращение вспомогательного времени на операцию.

Горизонтальный координатно-расточной станок W100A применяется при выполнении операции 075 для сверления двух отверстий и нарезки резьбы. Он значительно дешевле применявшегося ранее обрабатывающего центра с ЧПУ ИР800ПМФ4

Технические характеристики станков для выполнения операций технологического процесса изготовления корпуса приведены в таблицах

Таблица 16-Технические характеристики координатно-расточного станка СВК_оZ

Технические данные	Размерность	СВКоZ
Размер стола	мм	1400х2240
Наибольшая масса заготовки	тонн	3
Мощность привода главного движения	кВт	11

Таблица 17 - Технические характеристики координатно-расточного станка W100А

№ п/п	Параметры	Значение
1	Диаметр рабочего шпинделя, мм	100
2	Конус рабочего шпинделя	ISO 50
3	Число ступеней оборотов рабочего шпинделя	23
4	Диапазон оборотов рабочего шпинделя, мин-1	7,1-1120
5	Число ступеней оборотов планшайбы	16
6	Диапазон оборотов планшайбы, мин-1	7,1-224
7	Мощность главного двигателя, кВт	11
8	Максимальный момент кручения на шпинделе
9	- при минимальных оборотах, Н*м	3350
10	- при максимальных оборотах, Н*м	78,5
11	Перемещение рабочего шпинделя W	900
12	Диаметр планшайбы, мм	600
13	Диаметр / глубина центрирующего отверстия планшайбы, мм	280H6/ 8
14	Перемещение задвижки планшайбы, мм	210
15	Максимальный диаметр торцевого точения, мм	900
16	Вертикальное перемещение шпиндельной головки Y, мм	1120
17	Мин. высота оси шпинделя над рабочим столом, мм	0
18	Продольное перемещение стола Z, мм
19	- с опорой / без опоры расточных оправок, мм	1250
20	- только без опоры расточных оправок, мм	750
21	Макс.расстояние между торцом планшайбы и подшипником опоры, мм	2800
22	Максимальный вес обрабатываемой детали, кг	3000
23	Размеры зажимной поверхности рабочего стола, мм	1250x1250
24	Зажимные «T» пазы стола - размер	22H8
25	- шаг, мм	160
26	- количество	9
27	Диаметр / глубина центрирующего отверстия заж. поверхности стола, мм	180H6/ 6
28	Габариты, мм	5950?2600?3000

Таблица 18 - Технические характеристики токарно-карусельного станка 16DS125

Технические данные	Размерность	16DS125
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки	мм	1600; 1400**
Наибольшая высота обрабатываемой заготовки	мм	1600
Наибольшая масса заготовки	тонн	10
Наибольшее допустимое усилие резания	кН	50
Диаметр планшайбы (варианты)	мм	1250; 1400
Пределы частоты вращения планшайбы (регулирование бесступенчатое)	об/мин	1…320
Пределы частоты вращения планшайбы для фрезерования (регулирование бесступенчатое)*	об/мин	0.0005…5
Наибольший крутящий момент на планшайбе	кНм	32
Мощность привода главного движения	кВт	2x55
Наибольшая длина хода портала**	мм	по заказу
Пределы рабочих подач портала**	мм/мин	0,1…8000
Скорость установочных перемещений портала**	мм/мин	8000
Наибольший ход поперечины (перемещение бесступенчатое)	мм	1000
Наибольшая длина хода суппорта	мм
по горизонтали		3100
по вертикали		1400
Пределы рабочих подач суппорта
	мм/об	0,01…100
	мм/мин	0,1…2000
Скорость установочных перемещений суппорта	мм/мин	16000
Пределы частоты вращения шпинделя инструмента (регулирование бесступенчатое)*	об/мин	5…520, 30…3150
Наибольший крутящий момент на шпинделе инструмента*	кНм	2,4
Мощность сверлильно-фрезерного привода*	кВт	52
Число позиций магазина токарного инструмента, не менее	шт	6
Число позиций магазина сверлильно-фрезерного инструмента, не менее*	шт	30
Система управления		УЧПУ

6. Выбор технологической оснастки

Cуществует ряд унифицированных переналаживаемых токарных планшайб многократного применения, отличающихся конструкцией, наружными диаметрами, количеством пазов для закрепления наладок, размерами и расположением центрирующих элементов.

При переходе от обработки одной детали к другой конструируется соответствующая наладка; базирующаяся на отверстие: возможны случаи базирования и крепления наладки непосредственно на планшайбу. Крепление наладки осуществляется винтами, а детали - Г-образными прихватами. Прихваты передвигаются в планшайбе по Т-образным пазам. Унифицированная планшайба с наладкой обеспечивает точность обработки деталей с биением не более 0,04 мм.

Планшайбы диаметром 1000 мм и выше выполняются с восемью пазами. Центрирование наладок производится по центральной выточке и по переставным штырям, расположенным по окружности. Штыри могут устанавливаться при обработке деталей диаметром 400 - 700 мм. Допустимое число оборотов при любом способе крепления детали не более 300 в минуту.

7. Расчет промежуточных припусков, допусков и размеров заготовки по укрупненным нормативам

Припуски на механическую обработку определяем расчетно-аналитическим и опытно - статистическим методами.

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для 427^+0,3 по токарной операции.

Заготовка сварная, состоящая из двух поковок.

Верхняя полая часть - поковка полученная методом свободной ковки припуски и допуски на поковки из углеродистой и легированной сталей при ковки на молотах устанавливают по ГОСТ 7829-70

Припуски и допуски на поковки из тех же сталей при ковки на прессах устанавливают по ГОСТ 7060-79

Нижняя часть получена штамповкой в открытом штампе, припуски и допуски по ГОСТ 7505-74

Технологический маршрут обработки состоит из двух операций: чернового растачивания перед сварочной операцией и чернового и чистового растачивания после сварки.

Заготовка устанавливается в приспособлении к станку и базируется на поверхность 386 (см. КЭ технологического процесса).

Суммарное значение R_z и Т, характеризующие качество кованых заготовок, составляет 2000 мкм [23, табл. 11]. Для чернового и чистового растачивания величина Т и R_z численно равна: 250 мкм и 240 мкм - для чернового и 40 мкм и 40 мкм - для чистового [23, табл. 24].

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:

, (2.1)

где =1,6 мм - величина смещения оси поверхности [1, табл 34].

=5,5 мм - величина эксцентричности центрального отверстия [1, табл 33].

Суммарное значение пространственного отклонения равно:

(мм)

Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания равно:

(мм)

Погрешность установки при черновом растачивании равна:

, (2.2)

где - погрешность базирования;

- погрешность закрепления.

Погрешность базирования в рассматриваемом случае _б=0

Погрешность закрепления заготовки _з принимаем 0 мкм [1, табл. 38]. Тогда погрешность установки при черновом растачивании будет равна:

=0.

Далее производим расчет минимальных припусков, пользуясь основной формулой [1, табл. 26]:

. (2.3)

Минимальный припуск под растачивание:

черновое =15.456 (мм);

чистовое ().

Для чернового растачивания:

().

Для заготовки:

();

Рассчитываем величину расчетного максимального припуска по формуле:

(2.4)

Затем, для перехода предшествующего конечному, определяем расчетный размер путем сложения наименьшего предельного размера по чертежу и расчетного минимального припуска 2z_min.

Записываем все наибольшие и наименьшие предельные размеры по всем технологическим переходам. Определяем общий припуск z_0max и z_0min, суммируя промежуточные припуски на обработку, и делаем проверку правильности назначения припусков.

T_dз - T_dд =z_0max - z_0min (2.5)

Проверка: 2z_imax - 2z_imin=д_Di-1 - д_Di;

1,882-1,552=0,63-0,3;

0,33=0,33;

16,226 -15,456=1,4 - 0,630;

0,77=0,77.

Следовательно, расчеты произведены верно.

Cписок использованной литературы

превентор деталь технология оснастка

1. Сорокин В.Г. «Марочник сталей и сплавов» М.: Машиностроение 1989 г.

2. Панов А.А. «Обработка металлов резанием».

3. Горбацевич А.Ф. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» Минск Высшая школа 1975 г.

4. Справочник технолога том 1 и 2 под редакцией Косилова А.А. Москва, машиностроение 1986 г.

5. «Общемашиностроительные нормативы времени» М. Машиностроение 1989 г.

6. «Общемашиностроителные нормативы времени, режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках». Москва машиностроение 1967 г.

7. Сахаров С.Н. «Металлорежущие инструменты» Москва машиностроение 1989 г.

8. Нефедов Н.Е. «Сборник задач примеров по резанию металлов и режущего инструмента» Москва машиностроение 1977 г.

9. Методические указания по расчету приспособлений».

10. Ансеров М.А. «Приспособления для металлорежущих станков», М.: Машиностроение 1975 г.

11. Бабук В.В. «Дипломное проектирование по технологии машиностроения», Минск высшая школа 1975 г.

12. Балобанов А.Н. «Краткий справочник технолога - машиностроения», М.: «Издательство станков» 1982 г.

13. Добрыднев И.С. «Курсовое проектирование по предмету технология машиностроения», Москва машиностроение 1985 г.

14. Маталин А.А. «Технология машиностроения» М.: Машиностроение 1985 г.

15. Егоров М.Е. «Основы проектирования машиностроительных заводов».

16. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учебн. пособие. - М.: Машиностроение, 1985 г.

17. Титов Н.Д. Технология литейного производства. - М.: Машиностроение, 1968 г.

18. Методические указания к проведению индивидуальной работы по курсу «Технология изготовления штампованных, литых и сварных заготовок» для студентов всех форм обучения по специальности 120100 «Технология машиностроения» / Воронеж. политехн. институт; Бородкин В.В, И.А. Чечета, В.А. Сай. Воронеж, 1992 г.

19. Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка: Учеб. пособие. - М.: Машиностроение, 1975 г.

20. Методические указания к выполнению индивидуальной работы по дисциплине: «Организационно-технологическая подготовка производства», для студентов всех форм обучения по специальности 12.01.00 - «Технология машиностроения» (в электронном виде на магнитном носителе) Часть 1. Раздел «Технологичность конструкции изделий. Обработка резанием». Сост.: Бородкин В.В., Болдырев А.И., Бочаров В.Б., Кириллов О.Н., Чечета И.А. / Воронеж: ВГТУ, 1999 г.

21. Проектирование технологических процессов механической обработки деталей: Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине «Технология машиностроения»/ В.Н. Самохвалов. - Самара: СамИИТ, 2000 г.

22. Технология машиностроения (специальная часть)./ Б.Л. Беспалов, Л.А. Глейзер, И.М. Колесов и др. - М.: Машиностроение, 1973 г.

23. Ковшов А.Н. Технология машиностроения: Учеб. для студ. машиностроительных специальн. вузов. - М.: Машиностроение, 1987 г.

Размещено на Allbest.ru