Модернизация бурильной машины для вскрытия летки доменного производства ПАО "Северсталь"

x+5

z-60

z+60

11

x-3

12

z+13

Управляющая программа:

№ 001G27 S045 M104 T101

G27 - абсолютная система координат;

S045: 0 - включение скорости вращения;

M104: 1 - наличие подтверждения сигнала;

T101: 1 - подтверждение;

1 - инструмент.

№ 002G58 Z + 000000 F 70000

7 - быстрый ход с использованием электромагнита.

№ 003x + 000000

№ 004G26 - относительная система координат.

№ 005G01 F10200 L31

G01: 0 - линейная интерполяция с нормальными длинами;

L31 - коррекция инструмента по двум осям координат XZ.

№ 006z - 03000 F10600

№ 007x - 09400 F1020 № 031z + 03000 F70000

№ 008z + 01500 F10600 № 032G40 F10200 L33

№ 009x - 05000 F10200№ 033T104

№ 010z + 01500 F10600№ 034G26

№ 011x + 14400 F70000№ 035G01 F10200 L34

№ 012G40 F10200 L31№ 036x - 14600 F10600

№ 013T102№ 037z - 01200

№ 014G26№ 038z - 06000 F10200

№ 015G01 F10200 L32№ 039x - 00400

№ 016z - 01200 F10600№ 040z + 06000 F10600

№ 017x - 10000№ 041x + 00600 F10200

№ 018z - 01800 F10200№ 042z - 06000

№ 019x + 08180 F10600№ 043x - 00600

№ 020z - 03500 F10200№ 044z + 06000 F10600

№ 021x + 01820 F10600№ 045x + 01000 F10200

№ 022z + 06500 F70000№ 046x - 00600 F10600

№ 023G40 F10200 L32№ 047z + 02600 F70000

№ 024T103 S047№ 048x + 13400 F70000

№ 025G26№ 049G40 F10200 L34

№ 026G01 F10200 L33№ 050 G25x + 999999 F70000

№ 027z - 03000 F10600№ 051M105

№ 028x - 01600№ 052G25 z + 999999

№ 029x - 02600 F10600№ 053 M002

№ 030x + 04200 F10600

3.2 Расчет червячной модульной фрезы

Общие сведения для обработки зубьев

Способы зубообработки.

Зубья колес нарезают двумя способами:

копирования метод;

огибания метод.

Метод копирования осуществляется с помощью пальчиковых или дисковых фрез на горизонтально-фрезерных станках, режущие кромки, которые соответствующие профилю впадин зуба имеют профиль.

Основным методом изготовления зубьев является метод огибания. Образование зубьев этим способом производится по-разному: долблением; фрезерованием червячными фрезами; строганием зубьев гребенками; холодным и горячим накатыванием.

Основным процессом обработки зубьев является зубофрезерование червячными фрезами. Зубчатые колеса 5-6 степеней точности можно изготовить червячными фрезами. Используются червячные фрезы для нарезания зубьев при модуле до 5,5 мм - цельные, при модуле от 16 м - со вставными ножами, при модуле от 6 до 15 мм цельные и со вставными ножами.

Фрезы предназначены для черновой, чистовой обработки простых и фасонных поверхностей получистовой. Кроме высокой производительности при помощи фрезерования можно получать достаточно правильной геометрической формы поверхности и обрабатывать закаленные материалы, заменяя этим шлифование, при использовании фрез, оснащенных современными материалами.

Фрезы можно разбить на две группы: фрезы сборные и фрезы цельные. Фрезы могут быть концевые, закрепляющиеся на станках с помощью хвостовика и насадные, закрепляющиеся на станках с помощью буртиков шпинделя или оправок, входящих в отверстие фрезы.

Чистовые однозаходные фрезы червячные применяют для чистовой обработки зубчатых колес с профилем эвольвентным.

Представленная в работе фреза предназначена для чистовой обработки, класса А по ГОСТ 9324-60. В основу червячной фрезы положен эвольвентный червяк.

Выбор параметров конструктивных фрезы

Для изготовления зубчатого колеса 8 степени точности выбираем червячную фрезу общего назначения, фреза цельная, класса точности А, по ГОСТ 9324-80 II типа. По виду обработки - чистовая. Изготавливать на базе архимедова исходного червяка будем фрезу. Червяк в осевом сечении имеет трапециидальный профиль и представляет обычный винт. Червяк в торцевом сечении имеет профиль архимедовой спирали. Угол профиля нарезки чистовых фрез корректируется для повышения точности обрабатываемых колес.

Расчет фрезы червячной

Начальные данные зубчатого колеса: модуль нормальный mn = 16 (мм), выступов диаметр окружности dа = 181,8 (мм), впадин диаметр окружности df = 135,6 (мм), диаметр делительный dw = 164,3 (мм), колеса ширина bw = 30 (мм), зубьев число z = 10.

Выбираем размеры фрезы основные габаритные: при mn= 16 мм - диаметр фрезы = 265(мм), диаметр отверстия dотв = 70 (мм), число зубьев фрезы z0 = 10, длина L = 270 (мм)

Расчет размеров исходной инструментальной рейки

Находится шаг зубьев по формуле (3.14):

Р0 = р · mn, мм, (3.14)

где Р0 - шаг зубьев, мм;

mn - модуль нормальный, мм.

Р0 = 3,14159·16 = 50,2654 ,мм,

Угол фрезы профиля б равен углу зуба рейки профиля:

б0 = б = 20°

Высота зуба головки находится по формуле (3.15):

мм, (3.15)

где - коэффициент высоты зуба головки;

с· - коэффициент зазора радиального.

ha0 = 1,25 · 16 = 20 ,мм,

Высота шейки зуба находится из равенства:

Отсюда:

hf0 = 20 мм

Высоту зуба рассчитываем по формуле (3.16):

(3.16)

Радиус закругления зуба головки находится по формуле (3.17):

, мм, (3.17)

,мм,

Радиус закругления зуба ножки находится по формуле (3.18):

, ,мм, (3.18)

,мм,

Толщина зуба по формуле (3.19):

, мм, (3.19)

,мм,

Расчет параметров геометрических режущей фрезы части

Расчет геометрических параметров выполняем по методике, изложенной в [8, с.42].

Для чистовых фрез передний угол га = 0°, а задний угол ба = 12°.

Для шлифовального участка падение затылка находится по формуле (3.20):

, мм, (3.20)

Для шлифовального участка падение затылка по формуле (3.21):

К1 = 1,4 · К ,мм, (3.21)

К1 = 1,4 · 14,5 = 20,3 ,мм,

Для не шлифовального участка падение затылка по формуле (3.22):

Кнш =, мм, (3.22)

ба = 14?- для не шлифованного участка.

,мм

Глубина канавок стружечных по формуле (3.23):

,мм, (3.23)

где r - для стружечной канавки, радиус закругления (r = 2 мм).

Радиус дна канавки закругления по формуле (3.24):

,мм, (3.24)

,мм,

Диаметр расчетного цилиндра фрезы по формуле (3.25):

, мм, (3.25)

,мм,

Округляем до числа стандартного ,мм,

Число заходов для чистовых фрез n0 = 1.

Для облегчения шлифования размеры канавки [13, с.7]

Глубина hk = 1…2 (мм)

Радиус скругления

Ширина bk = 0,4 · mНО = 0,4 · 16 = 6,4 (мм)

Затылованию резцом при помощи кулачка подвергают не шлифованную часть зуба фрезы рисунок 3.8., величина спада которого К1 делается примерно в 1,5-1,75 раза больше величины спада кулачка для шлифованной части. Величина затылования К1 должна быть отнесена к диаметру d1, несколько большему, чем диаметр фрезы D., например, если половину ширины зуба составляет шлифованная часть, то D1 = D + 2a, где, а = b = .

Перед началом затылования резец находится в точке А и начинает обработку только в точке В, срезая при этом часть спинки зуба по кривой ВС.

В данном случае:

а =,мм,

D1 = 265 + 2 1,4 = 267,3 ,мм,

Зуб с затылованием двойным

Рисунок 3.8 - Шлифовальный круг

Расчет фрезы основных углов

На расчетном цилиндре угол подъема нарезки фрезы по формуле (3.26):

(3.26)

Равным углу подъема нарезки фрезы принимаем угол уклона стружечных канавок по формуле (3.27):

(3.27)

Направление винтовых стружечных канавок принимаем левое, т.к. оно должно быть противоположно направлено к виткам нарезки.

Стружечных канавок угол профиля [8, с.43]:

=,

==25о

Округляем до ближайшего стандартного полученное значение: =25о

Расчет шага стружечных винтовых канавок

Шаг канавок стружечных винтовых по формуле (3.28):

, мм, (3.28)

,мм,

Расчет в осевом сечении размеров профиля нарезки фрезы

Нарезки фрезы осевой шаг по формуле (3.29):

,мм, (3.29)

,мм,

Ход витков фрезы по формуле (3.30):

(3.30)

,мм,

Расчетный профильный угол [23, с.523]

Для червячной фрезы, угол профиля зубьев с винтовыми канавками по формуле (3.31):

для стороны правой:

(3.31)

для стороны левой по формуле (3.32):

(3.32)

Размеры профиля головки зуба и по высоте радиусы закругления у ножки принимаются, как и для исходной инструментальной рейки.

При нарезании зубчатых колёс на станке, угол установки фрезы по формуле (3.33).

=mo, (3.33)

где - угол наклона зубьев, =0о

=0о+4о13/=4о13/

Расчёт размеров конструктивных для фрезы

Длина наименьшой нарезки фрезы по формуле (3.34):

Lmin = 12,5m ,мм, (3.34)

Lmin = 12,516 = 200 ,мм,

Длина принятой нарезки фрезы L=270мм удовлетворяет условие LLmin

Выбираем сталь Р6М5 по ГОСТ 1955-73 с термообработкой для изготовления фрезы.

Выбор станка для обработки цепной звёздочки

Для нарезки зубчатого колеса выбираем зубофрезерный станок модель 53А50, техническую характеристику которого приведём в таблице 3.12.

Таблица 3.12 - Техническая характеристика станка 53А50

Наименьший диаметр обрабатываемых зубчатых колес,мм	500
Наибольший модуль зубьев обрабатываемых колес,мм	16
Вертикальная подача суппорта(фрезы)за один оборот заготовки,мм/об	0,75-7,5
Радиальная подача,мм/об	0,22-2,25
Диаметр стола, мм	650
Мощность электродвигателя, кВт	8
КПД станка Частота вращения шпинделя, мин.	0,65 40-405

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной ВКР произведен расчет и конструирование электромеханического привода механизма передвижения каретки, в котором сделан выбор асинхронного электродвигателя 4АМ100S4У3, стандартного коническо-цилиндрическо редуктора КЦ1-200-20-43-Ц-У2, передаточное отношение которого up =20. Произведен расчет цепной передачи, выбраны подшипники № 210 шариковые радиальные однорядные и сконструированы основные узлы.

Разработан гидравлический привод поворота бурильной машины для вскрытия летки, в котором были выбраны гидроаппараты: фильтр напорный Ф7КВ8-25/20, клапан обратный тип ПГ51 - 21, дроссель ПГ77-12 по ТУ27-20-2205-78, гидрораспределитель реверсивный, четырехлинейный, трехпозиционный с электроуправлением: ВЕ6.574.В220-Н-УХЛ-4 ГОСТ 24679-81 (с двумя электро-магнитами). Составлены принципиальные схемы гидропривода поворота платформы бурильной машины.

По исходным данным определены геометрические параметры, выбран необходимый гидроцилиндр ГЦ 50·36·100, подобрана и рассчитана насосная установка ЗАКП48-82. Также произведены расчеты потери давления в трубопроводах и гидроаппаратах. Изготовления звездочки для привода механизма передвижения каретки, рассчитан режущий инструмент - фреза червячная модульная и технологический процесс разработан для ее изготовления с использованием станков с ЧПУ.

Модернизация бурильной машины для вскрытия летки позволит увеличить такие показатели как, скорость работы машины, а, следовательно, и производительность. Также улучшится работа механизма передвижения каретки, что в лучшую сторону повлияет на качество вскрытия летки. В целом можно сделать вывод, что модернизацию бурильной машины для вскрытия лётки стоит считать эффективной и целесообразной.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Абрамов, Е.И. Элементы гидропривода - 2-е изд./ К.А. Колесниченко, В.Т. Маслов, - Высшая школа: Киев, 1977. - 557 с.

2. Алексеев, Г.А. Конструирование инструмента / В.А Аршинов, Р.М. Кричевская, - М.: Машиностроение, 1979. - 384 с.

3. Анурьев, В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Том 3 / В.И. Анурьев. - М.: Машиностроение, 1978. - 557 с.

4. Баранчиков, В.И. Справочник конструктора - инструментальщика / В.И. Баранчиков. - М.: Машиностроение, 1994. - 558 с.

5. Данилевский, В.В. Технология машиностроения. Издание четвёртое переработанное и дополненное / В.В. Данилевский. - М.: Высшая школа, 1977. - 479 с.

6. Журавлёв, С.А. Расчет и конструирование металлорежущего инструмента / С.А. Лопатин. - Л.: ЛПИ им. Калинина, 1984. - 70 с.

7. Иванов, М.Н. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. - 7-е изд., перераб. и доп./ М.Н. Иванов, В.А. Финагенов. - М.: Высшая школа, 2002. - 408с.

8. Косилова, А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. Том 2 / Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986. - 347 с.

9. Кузьмин, А.В. Расчеты деталей машин / перераб. и доп. А.В. Кузьмин. - Минск: Вышэйшая школа, 1986. - 402 с.

10. Кукин, П.П. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана Труда / В.Л. Лапин. - М.: Высшая школа, 1999. - 318 с.

11. Людкевич, Г.Г. Расчёт зуборезного инструмента / А.В Волков. - Новочеркасск: НПИ, 1978. - 80с.

12. Методические указания к выполнению курсовой работы. Часть 1. - Вологда, 1999. - 464 с.

13. Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту / К.А. Осипов. - М.: Машиностроение, 1990. - 211 с.

14. Ножненко, А.В. Выбор и эксплуатация редукторов на металлургических предприятиях: Справочник / Л.И. Данилов. - М.: Металлургия, 1983. - 423 с.

15. Ординарцева, И.А. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцева. - М.: Машиностроение, 1987. - 845 с.

16. Ряховский, О.А. Детали машин / О.А. Ряховский. - М.: МГТУ им. Баумана Н.Э, 2002. - 388 с.

17. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: Справочник / А.А Усов. - М.: Машиностроение, 1982. - 359 с.

18. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: Справочник. - Изд. 3-е / В.К. Свешниклв. - М.: ВНИИ, 1995. - 448 с.

19. Свирщевский, Ю.И. Расчет и конструирование коробок скоростей и подач / Н.Н. Макейчик. - Минск: Вышэйшая школа, 1976. - 590 с.

20. Семенченко, И.И. Проектирование металлорежущих инструментов / В.М. Матюшин, Г.Н Сахаров. - Л.: ЛПИ, 1961. - 951 с.

Размещено на Allbest.ru