Модернизация кольцераскатного автомата кузнечно-прессового цеха

kn = 1,0.

Масса штампованной заготовки составляет Qзаг = 0,64 кг.

Стоимость заготовки получаемой на ГКМ определим исходя из себестоимости:

Sштамп = (3730,6411,130,871,291,0/1000)-(0,87-0,55)25/1000

Sштамп = 0,264 руб.

Экономический эффект при использовании в качестве заготовки стандартного проката установим по формуле:

Э = (Sпрок - Sштамп) N (75)

Э = (0,264 - 0,151) 15000 = 1695 руб.

Стоимость одной заготовки, сделанной штамповкой на ГКМ (или электровысадкой), дороже, чем заготовка из проката примерно в 1,751 раза.

3.4 Расчет припуска на обработку

Найдем припуск на обработку поверхности 17 js6 ( 0.0055). Построим следующий состав технологических операций: обтачивание предварительное; обтачивание чистовое; шлифование предварительное; шлифование чистовое.

В такой последовательности технологических операций получается точность обработки поверхности по 6 квалитету. Процесс обработки поверхности 17 js6 ( 0.0055) включает в себя обтачивание предварительное и чистовое, шлифование предварительное и шлифование окончательное. Технологический маршрут изготовления данного вала вносим в таблицу 9. Суммарное отклонение находим по формуле:

, (76)

где Дк = 2 - прокат калиброванный 12-й квалитет

l = 74 - длина от торца заготовки до конца участка.

скор = Дкl = 2•74 = 148 мкм.

(77)

Допуск на поверхности, установим по ГОСТ 7505--74 для горячекатаного проката:

д3 = 210 мкм; мкм;

182 мм.

Расчет минимальных значений припусков считаем, пользуясь основной формулой:

(78)

Минимальный припуск под предварительное обтачивание:

мкм;

под окончательное обтачивание

мкм;

под предварительное шлифование

мкм;

под окончательное шлифование

мкм.

Так же производим расчет по остальным графам таблицы.

Наибольшие предельные размеры находим прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

3.5 Разработка маршрутно-операционной технологии

Основные операции: заготовительная операция; токарная операция; фрезерная операция; сверлильная операция; шлифовальная операция.

3.5.1 Заготовительная

Нарезать заготовки длиной l = 268 0,5 мм;

Подрезать торцы в размер l = 266 0,1 мм;

Центровать с двух сторон (оба торца).

Таблица 9 - Расчет припусков и предельных размеров на обработку поверхности 17js6

Технологические переходы обработки поверхности 17js6	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2zmin	Расчетный размер dp, мм	Допуск д, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	Т	с				dmin	dmax
Заготовка - прокат	150	250	182		18,5825	210	18,58	18,79
Обтачивание
предварительное	50	50	11	2?582	17,4185	100	17,42	17,52	1160	1270
окончательное	30	30	7	2?111	17,1965	70	17,20	17,27	220	250
Шлифование
предварительное	10	20	4	2?67	17,0625	18	17,063	17,081	137	189
окончательное	5	55	5	2?34	16,9945	11	16,9945	17,005	68.5	75.5
ИТОГО									1585,5	1784,5

3.5.2 Токарная операция

Токарная операция производится за два установа на токарном станке с системой ЧПУ.

I установ (заготовка закрепляется в трех кулачковом патроне с упором вращающимся центром)

Точить предварительно цилиндрический участок 18 h14 на длину 67 мм;

Точить окончательно цилиндрический участок: 22 h14 на длину 129 мм; 14 h14 на длину 30 мм;

Точить предварительно конус с припуском под чистовое точение и шлифование (предварительное и окончательное);

Точить чистовым цилиндрический участок: 16 на длину 15 мм; 17,4 на длину 23 мм (припуск под окончательную обработку);

Точить конус чистовым (припуск под окончательную обработку).

Снять фаски с учетом припуска.

Точить канавку под выход инструмента при нарезании резьбы.

Обработка резьбового участка М16х1,0-6g на длину 13 мм.

II установ (заготовка закрепляется в трех кулачковом патроне с упором вращающимся центром)

Точить предварительно цилиндрический участок 18 h14 на длину 73 мм;

Точить окончательно цилиндрический участок 14 h14 на длину 35 мм;

Точить предварительно конус с припуском под чистовое точение и шлифование (предварительное и окончательное);

Точить цилиндрический участок чистовым: 16 на длину 15 мм; 17,4 на длину 23 мм (припуск под окончательную обработку);

Точить конус чистовым (припуск под окончательную обработку).

Снять фаски с учетом припуска.

Точить канавку под выход инструмента при нарезании резьбы.

Обработка резьбового участка М16х1,0-6g на длину 13 мм.

3.5.3 Сверлильная операция

Сверлильная операция включает в себя следующие технологические переходы:

сверление двух глухих отверстий (с торцев) 6,8 мм на глубину l = 29 мм под резьбу М8-7Н;

обработка двух резьбовых отверстий М8-7Н на глубину l = 26 мм.

3.5.4 Кругло шлифовальная операция

Круглошлифовальная операция включает в себя следующие технологические переходы выполняемые за два установа:

Предварительное и окончательное шлифование цилиндрических участков;

Предварительное и окончательное шлифование конусных участков.

Обработка двух цилиндрических участков с переустановкой вала

Предварительно шлифовать 170,0055 с припуском под чистовое шлифование на длину 23;

Шлифовать 170,0055 с подшлифовкой торца окончательно.

Обработка двух конусных участков с переустановкой вала

Предварительно шлифовать конус с припуском под чистовое шлифование,

Шлифовать конус окончательно.

3.6 Выбор типа и формы организации производства

Для серийного производства рассчитать количество деталей в партии. Выбрать форму организации производства.

3.6.1 Выбор типа производства

Расчет коэффициента закрепления операций:

mp= (NTшт)/(60Fдз.н.), (79)

где N - годовая программа, шт;

Fд - годовой фонд рабочего времени, час;

Tшт - штучно-калькуляционное время, мин;

з.н - нормативный коэффициент загрузки оборудования;

з.н= 0,7; N=10 000; Fд = 3987 часа.

На основании определения расчетного числа станков по каждой операции определяем коэффициент закрепления операций согласно формуле:

Кз.о.=О/Р, (80)

где О- количество операций выполняемых на рабочем мест;

Р - установленное число рабочих мест.

О = з.н./з.р. (81)

3.6.2 Находим основное технологическое время

Установим нормирование операций, с помощью формул.

Токарная операция:

I установ

Точить предварительно 18 h14 на длину 67 мм

То = 0,17186710-3 = 0,205 мин;

Точить окончательно 22 h14 на длину 129 мм

То = 0,172212910-3 = 0,482 мин;

Для всех остальных переходов и операций вносим в таблицу 10.

3.6.3 Определение штучно-калькуляционного времени

Штучно-калькуляционное время определяем по формуле:

Тш.к. = цкТо , (82)

где цк - коэффициент;

цк = 1,35 - токарная;

цк = 1,30 - вертикально-сверлильная;

цк = 1,51 - фрезерная;

цк = 1,55 - кругло шлифовальная.

Последовательность расчета на примере токарной операции:

mpI = (83)

Тш.к. = 1,359,358 = 12,633 мин

mpI =

принимаем рI = 1 станок, зз.ф.= 1,131

О =

Определяем

КЗ.О.=

Тип производства - серийное.

Таблица 10 - Выбор оборудования

3.7 Выбор типового оборудования

3.7.1 Токарная операция

Оборудование. Токарная операция осуществляется на токарно-винторезном станке с ЧПУ мод. 16к20ф3с5.

Техническая характеристика данного станка

наибольшая длина поперечного перемещения суппорта, мм 250;

диапазон скоростей вращения шпинделя, об/мин 12,5-2000;

наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм 300;

наибольшая длина продольного перемещения, мм 800;

число скоростей 20;

наибольшая скорость продольной подачи, мм/мин 1250;

мощность электродвигателя главного движения, кВт 10;

Оснастка:

Токарный самоцентрирующий трехкулачковый патрон; вращающийся центр.

3.7.2 Сверлильная операция

Назначаем вертикально-сверлильный станок модели 2Н125-1. Основные параметры станка:

Частота вращения шпинделя, мин-1 40-2000

Величина подачи, мм/об 0,1…0,6

Корпус Морзе шпинделя № 2

Наибольший диаметр сверления по стали, мм 25

Количество операций частот вращения шпинделя 10

Количество ступеней подач 9

Мощность электродвигателя, кВт 2,2

3.7.3 Фрезерная операция

Фрезерование производится на фрезерном станке модели 6Д91 (шпоночно-фрезерный). Станок для обработки шпоночных пазов концевыми и шпоночными фрезами. Класс точности станков П.

Основные параметры станка:

ширина фрезеруемого паза, мм 6…30;

наибольшая длина фрезеруемого паза, мм 500;

наибольшая разбивка паза, мм 1,0;

частота вращения шпинделя, мин-1: 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 3150;

количество поперечных подач фрезерной головки 18;

мощность электродвигателя, кВт:

главного движения 2,2;

привода подач 1,5.

Оснастка: Приспособление на станке (тиски, делительная головка).

3.7.4 Круглошлифовальная операция

Круглошлифовальная операция осуществляется на круглошлифовальном станке модели 3Е12 (3У10В).

Оснастка: Поводковый патрон, вращающийся центр.

3.8 Выбор режущих инструментов

3.8.1 Заготовительная операция

Режущий инструмент: Подрезка - торцевой фрезой с вставными ножами. Одна фреза праворежущая торцевая 2214-0155 ГОСТ 3473-80. Вторая среда леворежущая торцевая 2214-0156 ГОСТ 3473-80.

Основные параметры:

посадочный диаметр, мм 40;

наружный диаметр, мм 125;

высота, мм 42;

число зубьев 12;

сплав ножей Вк6;

Центровое сверло: F6

Материал - быстрорежущая сталь (Р6М5).

Нарезка на штучные заготовки дисковой пилой оснащенной пластинками из твердого сплава (ВК6-ВК8).

Измерительный инструмент:

Линейка 2 класса точности металлическая ШП 250х5 ГОСТ 8026-75.

Штангенциркуль ШЦ (0-150) ГОСТ 164-80.

3.8.2 Токарная операция

Применяем стандартный режущий инструмент для станков с ЧПУ. Применение чернового и чистового резца. Все инструменты оснащены пластинками твердого сплава Т15К6.

Проходной упорный левый с шестигранной твердосплавной пластиной ГОСТ 21151-75;

Проходной упорный правый с шестигранной твердосплавной пластиной ГОСТ 21151-75;

Резьбовой наружный ГОСТ 18885-73.

Мерительный инструмент: Штангенциркуль ШЦ 0-150- ГОСТ 164-80.

3.8.3 Сверлильная операция

Режущий инструмент: Сверло 2300-0061 ГОСТ 886-77

Диаметр сверла, мм 4,9;

Длина спиральной части сверла, мм 87;

Длина сверла, мм 132;

Материал режущей части Р6М5

Метчик 2640-0053 Н2 ГОСТ 1604-71

Номинальный размер, мм М8-6g;

Шаг резьбы, мм 1,2;

Длина резьбовой части, мм 20;

Степень точности Н2;

Исполнение резьбового участка, правый;

Материал режущей части Р6М5.

Мерительный инструмент: Линейка ШП-2 250х5 ГОСТ 8026-75.

Штангенциркуль ШЦ-1 0-150 ГОСТ 164-80.

3.8.4 Фрезерная операция

Режущий инструмент

Шпоночная фреза 8 мм, из быстрорежущего материала Р6М5.

Мерительный инструмент

Линейка ШП-2 250х5 ГОСТ 8026-75.

Штангенциркуль ШЦ-1 0-150 ГОСТ 164-80.

3.8.5 Кругло шлифовальная операция

Мерительный инструмент: Настроенный на размер микрометр.

Возможно применение скобы рычажной (СРП 0-100 ТУ 2-044-366-82).

3.9 Режимы резания

3.9.1 Токарная операция

Черновое точение. При черновом (предварительном) точение устанавливаем подачу S = 0,5 мм/об. Допускаемая скорость резания составляет V= 90-110 м/мин

Чистовое точение. При чистовом точение устанавливаем подачу S = 0,25 мм/об. Допускаемая скорость резания составляет V=120-160 м/мин

Точение канавки. Подача S = 0,11 мм/об. Скорость резания V = 100 - 120 м/мин

Обработка резьбовой части. Подача S = 1 мм/об. Скорость резания V = 40-60 м/мин

3.9.2 Сверлильная операция

Сверление глухих отверстий.

Подача S0 = 0,08 мм/об;

Глубина резания t = 2,45 мм;

Скорость резания находится в диапазоне V = 22 м/мин (до 54 м/мин при твердом сплаве)

3.9.3 Фрезерная операция

Фрезерование лысок осуществляется шпоночной (торцовой) фрезой.

Подача на зуб Sz = 0,31 мм/зуб

Скорость резания находится в диапазоне V = 12 - 16 м/мин (до 40 м/мин)

Глубина резания t = 3 мм

3.9.4 Кругло шлифовальная операция

Скорость круга Vкр= 30-35 м/с

Скорость заготовки Vз = 15 - 55 м/мин

Устанавливаем: Vкр = 35 м/с;Vз = 50 м/мин

t = 0,015 мм

(Дкр = 400 мм; В = 60 ПП) - характеристика абразивного круга

Sпрод= (0,2 0,4)В = 0,360 = 1,8 м/мин

n = (84)

для шлифования посадки 17js6

n3=

n = об/мин

nст = 2000 об/мин

V= м/мин

Режимы резания сводим в таблицу 11.

Таблица 11 - Режимы резания

Заключение

Результатом работы - является модернизация кольцераскатного автомата под новую, более прогрессивную и современную технологию. В результате - получение более точной и качественной полно профильной заготовки кольца.

При модернизации разработаны следующие узлы: привод главного движения; гидропривода загрузочного устройства; узел раскатки; разработка раскатника; разработку системы активного контроля.

Привод главного движения.

Увеличена мощность привода главного движения, проведены расчеты по результатам которых выбран стандартный электродвигатель, стандартный редуктор. Проведены проверочные расчеты, подтверждающие прочность и работоспособность узлов и кинематических элементов. Разработана конструкция шпиндельного узла и общая компоновка привода.

Гидропривод загрузочного устройства.

Проведена разработка гидропривода автоматического устройства для загрузки-выгрузки колец подшипников на кольце раскатной автомат. Разработана гидравлическая схема. При выполнении работы определены основные параметры гидропривода, выбраны по расчетным величинам стандартный гидроцилиндр и гидроаппаратура. Проведен выбор трубопроводов. Определены потери и окончательно назначена насосная установка. Спроектирован блок управления.

Узел раскатки. кольцераскатный автомат подшипник ролик

Разработана компоновка расположения основных узлов, входящих в узел раскатки, таких как раскатник, опорный ролик, промежуточная опора.

Разработка системы активного контроля.

Разработана активная система управления процессом раскатки, т.е. возможность получения более точной заготовки. При разработке активной системы увеличивается процент точности параметров заготовки, при этом возможно добиться снижение припусков на дальнейшую обработку и получение стабильно качественной поверхности заготовки. Это все влияет на технологичность получения качественной заготовки.

Разработана компоновка расположения основных элементов системы и измерительная (пневмоконтактная) головка.

Разработан режущий инструмент - спиральное сверло для обработки цилиндрического отверстия. Оформлен чертеж. Проведены все необходимые расчеты подтверждающие прочность.

Разработан технологический процесс лезвийной обработки изготовления вала с оформлением комплекта технологической документации. Выбрана заготовка. Разработан технологический процесс, маршрут обработки, назначены режимы резания, выбрано технологическое оборудование и режущий инструмент.

Список использованных источников

Корсаков, В.С. Автоматизация производственных процессов: учебник для вузов / В.С. Корсаков. - Москва: Высшая школа, 1978. - 295 с.

Григорьев, Н.С. Автоматизация процессов в машиностроении: учеб. пособие / Григорьев. Н.С. - Вологда: 2000. - 145 с.

Шаумен, Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов: учебник для вузов / Г.А. Шаумен. - Москва: Машиностроение, 1983. - 364 с.

Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учебник для вузов / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. - Москва: Высшая школа, 2000. - 447 с.

Иванов, М.Н. Детали машин: учебник для вузов / М.Н. Иванов. Москва: Высшая школа, 1991. 383 с.

Чернавский, С.А.. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. пособие / С.А.Чернавский, К.Н.Боков. - Москва: Машиностроение, 1988. - 416 с.

Кузнецов, М.М. Автоматизация производственных процессов: учебник для вузов / М.М. Кузнецов, Л.И. Волчкевич, Ю.П. Замчалов. - Москва: Высшая школа, 1978. - 431 с.

Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: справочник / В.К Свешников, А.А Усов. - 2е изд., перераб. доп. - Москва: Машиностроение, 1988. - 512с.

Гидропривод и гидропневмоавтоматика станочного оборудования: Методические указания к выполнению курсовой работы. Часть 1. Статистический расчет и конструирование гидропривода. - Вологда: ВоГУ, 2011. - 38 с.

Алексеев, Г.А. Конструирование инструмента: учебник для вузов / Г.А. Алексеев, В.А. Аршинов, Р.М Кричевская. - Москва: Машиностроение, 1980. - 384 с.

Орлов, П.Н. Краткий справочник металлиста: справочник / П.Н. Орлов. - 3-е изд. - Москва: Машиностроение, 1986. - 960 с .

Малов, А.Н. Справочник технолога машиностроителя: Т. 2: / А.Н. Малов. - Москва: Машиностроение, 1972. - Т. 1. - 568 с.; т. 2. - 471 с.

Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебник для вузов / А.Ф.Горбацевич, В.А.Шкред. - 4-е изд. перераб. и доп. - Минск: Высшая школа, 1983. - 256 с.

Справочник технолога машиностроителя: справочник / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб.. и доп. - Москва: Машиностроение, 1985.

Орлов, П.Н. Краткий справочник металлиста: справочник / П.Н. Орлов. 3-е изд. - Москва: Машиностроение, 1986. - 960 с.

Копосова, Т.Б. Организация производства и менеджмент в промышленности. Рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов всех форм обучения: учебное пособие / Т.Б. Копосова, О.А. Грибанова. - Вологда: ВоГУ, 2001. - 31с.

Управление машиностроительным предприятием: учебник для машиностроительных специальностей вузов / Под ред. С.Г.Пуртова, С.В. Смирнов. - Москва: Высшая школа, 1989. - 240 с.

Ипатов, М.И. Организация и планирование машиностроительного производства: учебник для машиностроительных специальностей вузов / М.И. Ипатов, М.К. Захаров, К.А. Грачев. - Москва: Высшая школа, 1988. - 367 с.

Кожекин, Г.Я. Организация производства: учеб. пособие / Г.Я Кожекин, Л.М. Синица. - Минск: ИП Экоперспектива, 1998. - 334 с.

Размещено на Allbest.ru