Модернизация выталкивателя заготовок стана 150

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи выпускной квалификационной работы

2. Конструкторская часть

2.1 Энергокинематический расчет привода выталкивателя заготовок

2.1.1 Определение мощности на приводном валу

2.1.2 Определение КПД привода

Определение требуемой мощности электродвигателя

2.1.4 Выбор электродвигателя

2.1.5 Определение энергокинематических параметров привода

2.1.6 Выбор редуктора

2.2 Проектный расчёт вала

2.2.1 Выбор материала приводного вала

2.2.2 Определение геометрических параметров приводного вала

2.2.3 Определение нагрузок, действующих на приводной вал

2.2.4 Предварительный выбор подшипнико

2.2.5 Силовой расчет приводного вала

2.2.6 Проверка долговечности выбранных подшипников

2.2.7 Уточненный расчет приводного вала

2.2.8 Подбор и проверочный расчет муфт

2.2.9 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений

2.3 Разработка пневматического привода прижимных роликов вытаскивающего распределительного устройства

2.3.1 Расчет и выбор пневмоцилиндра

2.3.2 Составление принципиальной схемы и описание привода

2.4 Расчёт и выбор пневмоаппаратуры и трубопроводов

2.4.1 Выбор пневмоаппаратуры

2.4.2 Расчёт воздухопроводов

2.4.3 Определение потерь давления в пневмоаппаратуре и трубопроводах

3. Технологическая часть

3.1 Разработка технологического процесса изготовления детали «цапфа»

3.1.1 Описание конструкции и назначение детали

3.1.2 Технологический контроль чертежа детали

3.1.3 Анализ технологичности конструкции

3.1.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

3.1.5 Выбор маршрута обработки детали

3.1.6 Расчет припуска на обработку

3.1.7 Выбор типового оборудования, типовых универсальных приспособлений, инструмента

3.1.8 Предварительное нормирование времени операций

3.1.9 Определение типа производства и формы организации технологических процессов

3.1.10 Выбор режущих инструментов

3.1.11 Выбор средств измерения

3.1.12 Выбор режимов резания

3.1.13 Уточнённое нормирование времени операции

3.1.14 Программа для токарной обработки на станке

3.2 Расчёт и проектирование чернового проходного резца

3.2.1 Выбор типа резца

3.2.2 Определение скоростей и сил при резании

3.2.3 Определение сечения державки

3.2.4 Выбор габаритных размеров резца

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Ведущим производителем металла в России, является ПАО «Северсталь» и по объему выпускаемой продукции занимает 17 место в мире. Такого успеха предприятие добилось благодаря объединению в рамках холдинга всех этапов производственного цикла. И в настоящий момент под контролем находятся: добыча сырья, получение, переработка металла и сбыт продукции. Тщательно рассчитанная на перспективу финансовая и технологическая политика «Северстали» позволила за 10 лет кризиса в стране не только выстоять, но и достичь того что выпускаемой продукцией пользуется весь мир. Аппарат управления поддерживает дисциплину, осуществляет четкий производственный контроль, распределение функций по подразделениям и цехам предприятия.

Агрегаты большой единичной мощности и современные технологии позволяют выплавлять десятки марок сталей, в том числе стали специального назначения.

Благодаря постоянному усовершенствованию оборудования, внедрению современных технологий и высокому научному потенциалу сотрудников представляется возможность непрерывно расширять ассортимент продукции, что позволяет удовлетворять запросы многих потребителей.

Надежная и бесперебойная работа основных цехов и производств обеспечивается мощным энергетическим хозяйством, хорошо оснащенной ремонтной базой, специализированными лабораториями, транспортными службами. Почти половина необходимой электрической и тепловой энергии обеспечивается за счет вторичных ресурсов. ПАО «Северсталь» имеет свой промышленный порт, железнодорожную сеть, авиакомпанию, самолеты которой совершают регулярные рейсы в Санкт-Петербург, Москву и Хельсинки.

Торговая сеть ОАО «Северсталь», реализует программу по сбыту готовых изделий, включая ЗАО «Северсталь - Инвест», основной задачей которого является выход на конечного покупателя.

В составе холдинга ПАО «Северсталь» развиваются также направления, связанные с жизненно важными сферами существования человека. Одной из таких является страхование, которым занимается одна из лучших на Северо-Западе страховая компания «Шексна». В область ее действия входит медицинское страхование, поставка медицинского оборудования и медикаментов, дополнительное пенсионное обеспечение, промышленная экспертиза, оценка имущества и туризм.

Череповецкий металл пользуется устойчивым спросом на внутреннем рынке, поставляется в страны СНГ, экспортируется в десятки зарубежных государств.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Непрерывный проволочный стан 150 предназначен для прокатки катанки и арматурной протяжки диаметром от 5,5 до 12 мм. из заготовок сечением 100*100 мм.

Подготовленные к прокатке заготовки принимаются из обжимного цеха поплавочно и укладываются в один ряд на загрузочные решётки. Передвижение заготовок осуществляется шлеппером.

Заготовки передаются по одной с помощью перекладывающего устройства на подводящий рольганг и по нему поступают к нагревательной печи.

Продвижения металла по наклонному поду печи производится при помощи рычагов толкателя, по унифицированным направляющим.

Выдача из печи осуществляется поштучно через боковое окно кладки с помощью вытаскивателя заготовок и вытаскивающего устройства.

Заготовки нагреваются до температуры прокатки, равной от 1100 до 1200 0С.

Затем заготовки поочерёдно при помощи распределительного устройства направляются один из четырёх калибров клети №1 черновой группы стана.

Прокатка на стане ведётся: на черновой к первой промежуточной группе стана - в четыре нитки, на вторых промежуточных группах (восьмиклетьевых) - в одну нитку.

Число проходов прокатываемого металла для круга диаметром 5,5; 6 и 6,5 мм. - 23, для круга 8,0 мм. - 21, диаметром 10,0 мм - 19, и для круга 12,0 - 17 проходов.

На стане используется проводковая арматура качения (роликовые коробки) и арматура скольжения (пропуски, трубки).

За клетью №9 черновой группы по каждой из четырёх ниток производится обрезка передних торцов раската и, в случае необходимости, порезка его на габаритные длины с помощью аварийных ножниц. Раскат в клеть №10 поступает по направляющим желобам. Прокатка в черновой, первой промежуточной группах клетей и в чистовых блоках происходит с максимальным натяжением. Прокатка в промежуточных клетях №№13-14-15-16 осуществляется без натяжения. Обрезка переднего конца раската и аварийная порезка перед чистовыми блоками производится соответственно летучими и аварийными (крошительными) ножницами.

Дополнительно устанавливаются разрывные ножницы во избежание скопления недоката в случае аварии на блоках.

Из восьмиклетьевых чистовых блоков катанка подаётся по направляющим трубам, оснащёнными секциями форсунок для охлаждения проката водой под высоким давлением. Утолщённые задние концы катанки перед виткоукладчиком срезаются дисковыми ножницами и разрезаются на скрапных ножницах.

Формируемые виткоукладчиком витки катанки подаются на движущийся транспортёр и с него непрерывно поступают в накопитель витков. На сетчатых транспортёрах веерообразно уложенные витки катанки охлаждаются воздушным потоком, создаваемым вентиляторами. На участке водовоздушного охлаждения осуществляется двух стадийное охлаждение, позволяющее получать готовый прокат с заданными механическими свойствами и структурой при минимальном количестве окалины на поверхности. Затем витки собираются на поворотных кругах.

Мотки с поворотных кругов снимаются перекладывающим устройством и укладываются на пресс для подпресовки и обвязки. При помощи шагающих транспортёров мотки передаются на роликовый конвейер, по которому поступают к навешивателям мотков и посредством их перекладываются на накопитель мотков.

Для взвешивания мотков в роликовом транспортёре установлены весы по правой и левой стороне. С накопителей мотки снимаются мостовыми кранами на склад готовой продукции или подаются на пакетовязальные машины для упаковки мотков в бухты.

Недокаты с промежуточных групп клетей и брак сматываются на бракомоталке.

Уборка окалины из-под стана производится путём смыва водой в яму, расположенную в скрапном пролёте. Из ямы окалина отгружается грейферными кранами в вагоны или в автомашины.

Выталкивающее - распределительное устройство предназначено для вытаскивания заготовок из методической печи, распределения их по ручьям и подачи в первую рабочую клеть.

Выталкивающее - распределительное устройство состоит из:

-- Аварийного вытаскивателя заготовок;

-- Распределительного устройства (распределителя);

-- Рабочего выталкивания заготовок.

Условия работы данного механизма можно охарактеризовать как тяжёлые. Рабочие органы непосредственно взаимодействуют с заготовками, нагретыми до 1100-12000С. Всё это повлияло на конструкцию агрегата - на системы смазки, охлаждения, механизмы прижимных роликов.

Наиболее нагруженным является рабочий выталкиватель заготовок. От аварийного он отличается механизмом прижима заготовок к приводному ролику. На рабочем выталкивателе для этого служат четыре прижимных ролика с четырьмя пневмоцилиндрами, на аварийном выталкивателе один общий ролик на четыре ручья и два пневмоцилиндра. Работа рабочего выталкивателя характеризуется более интенсивной нагрузкой. Чем на аварийном и достигает своего пика при подаче четырёх заготовок при сработавших прижимных роликах.

Аналогичный механизм применяется на мелкосортном стане 250. Отличие состоит в том, что технология прокатки на стане 250 предусматривает прокатку в два ручья, что наложило отпечаток на конструкцию рабочего вытаскивателя стана 250. Он имеет двух ручьевой приёмный и направляющий желоба, два пневмоцилиндра с двумя рычажными и консольно-закреплёнными на них прижимными роликами и приводной ролик одной конструкции с приводным роликом рабочего и аварийного выталкивателя стана 150. Из вышесказанного можно сделать вывод, что нагрузка рабочего выталкивателя стана150 в два раза выше чем на стане 250.

Если учесть, что стан 150 переводится на непрерывно литую заготовку сечением 100•100 мм, то нагрузка на данный узел ещё более возрастёт.

Выявление и устранение слабых мест в конструкции рабочего выталкивателяя заготовок становится целью данного проекта.

Перевод стана 150 на непрерывно литую заготовку неизбежно вызовет возрастание нагрузок на всех механизмах и главных приводах.

Проверка прочности приводного ролика покажет возможную работоспособность данного узла, но опыт эксплуатации его показывает, что необходимо провести ряд действий на осуществление модернизации, с целью повышения надёжности агрегата в целом, увеличить производительность и межремонтный период.

Требует улучшения и система прижима заготовок, так как имеющаяся не обладает достаточной надёжностью, ввиду частого выхода из строя прижимных роликов и прижимных рычагов (заклинивание шарниров).

Прижим роликов к заготовкам осуществляется при помощи четырёх пневмоцилиндров. Установленные в настоящее время пневмораспределители не обеспечивают надёжное срабатывание пневмоцилиндров ввиду высокой чувствительности к загрязнению и общей сложности монтажа и регулировки.

В цель дипломного проекта ставим обновление и усовершенствование рабочего вытаскивателя заготовок ввиду необходимости увеличения его производительности и надёжности в эксплуатации, что позволит поднять уровень рентабельности стана 150. Для данной цели нужно решить следующие задачи:

-- модернизация привода выталкивателя;

-- модернизация механизма прижима заготовок;

-- модернизация пневмопривода механизма прижима заготовок;

-- разработка технологии изготовления детали, задействованной в проекте;

-- проектирование необходимого режущего инструмента.

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Энергокинематический расчет привода выталкивателя заготовок

2.1.1 Определение мощности на приводном валу

Техническое задание:

Кинематическая схема привода изображена на рисунке 2.1.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

,

2.1.2 Определение КПД привода

,

где

Определение требуемой мощности электродвигателя

2.1.4 Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбираем по значению номинальной мощности в соответствие с условием:

Значение номинальной мощности электродвигателя берем .

Приемлемые типы двигателей серии А2 сводим в таблицу 2.1.

-

Тип двигателя	Номинальная мощность, кВт	Номинальная частота вращения, об/мин	Частота вращения приводного вала рабочей машины, об/мин n3	Передаточное число привода

Наиболее подходящим является двигатель с номинальной мощностью, и номинальной частотой вращения диаметр выходного вала:

2.1.5 Определение энергокинематических параметров привода

;

Мощность на тихоходном валу редуктора, кВт:

Угловая скорость тихоходного вала редуктора, с-1:

Крутящий момент на тихоходном валу редуктора, Нм:

Крутящий момент на приводном валу, Нм:

2.1.6 Выбор редуктора

На основании выполненных расчетов и кинематической схемы используем стандартный цилиндрический двухступенчатый , номинальное передаточное число i = 16, диаметр выходной ступени быстроходного вала d1 = 50 мм, диаметр выходной ступени тихоходного вала межосевое расстояние быстроходной ступени модуль зацепления быстроходной ступени m = 4 мм, межосевое расстояние , модуль зацепления тихоходной ступени m = 6 мм, (ГОСТ 16162-93 Общие технические условия. Редукторы и мотор-редукторы. Варианты сборки.) [6, стр. 34].

2.2 Проектный расчёт вала

2.2.1 Выбор материала приводного вала

В качестве материала быстроходного и тихоходного валов выбираем

сталь 45, термообработка - улучшение, твердость 269…302 НВ

Предел текучести

2.2.2 Определение геометрических параметров приводного вала

Диаметр ступени вала под муфту, мм:

,

где - допускаемые напряжения кручения [5, стр. 110].

В соответствие с габаритами муфты выбирается длина ступени

:

,

Согласно ширине подшипника и габаритам корпуса подшипникового узла выбирается длина ступени.

Размер длины ступени выбираем в соответствие с конструкцией ролика.

.

В соответствие с шириной подшипника и размерами корпуса подшипникового узла выбираем длину ступени.

Выполняем эскизную компоновку приводного вала.

2.2.3 Определение нагрузок, действующих на приводной вал

На приводной вал действует вес заготовки F = 24000 Н.

Сила от действия муфты, Н:

2.2.4 Предварительный выбор подшипников

В качестве опор приводного вала рабочей машины выбираем роликоподшипники радиальные сферические двурядные

Крышки торцевые с отверстием для манжетного уплотнения выбираются в соответствие с подшипниками: и глухие торцевые: . Подшипники приводного вала помещены в корпуса типа для подшипников качения

2.2.5 Силовой расчет приводного вала

Консольная сила FМ = 8030 Н, вес заготовки F = 24000 Н,

Вертикальная плоскость. Определение опорных реакций, Н.

,

,

,

,

,

Горизонтальная плоскость. Определение опорных реакций, Н.

,

,

,

Проверка:

,

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси, Нм:

,

Строим эпюру крутящих моментов относительно оси OZ, Нм:

Определяем суммарные реакции, Н:

(2.16)

(2.17)

Определяем суммарные изгибающие моменты в опасных сечениях вала, Нм:

(2.18)

Эпюры изгибающих и крутящих моментов привода вала изображены на рисунке 2.2.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рисунок 2.2 - Эпюры изгибающих и крутящих моментов приводного вала

2.2.6 Проверка долговечности предварительно выбранных подшипников

Эквивалентная нагрузка учитывает направление и характер нагрузок, действующих на подшипники и условия работы, зависящих от типа подшипника.

Так как на подшипники не воздействует осевая сила, то эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле, :

,

.

Определяем базовую долговечность подшипника

Отсюда следует,

пригоден.

2.2.7 Уточненный расчет приводного вала

Проверочный расчет валов на прочность выполняют, учитывая совместное действие изгиба и кручения. Целью расчета является определение коэффициентов запаса прочности в наиболее опасном сечении вала и сравнение его с допускаемым коэффициентом запаса прочности.

,

где s - общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении вала;

[s] = 1,6…2,1 допускаемый коэффициент запаса прочности.

Нормальные напряжения в опасных сечениях вала изменяются по симметричному циклу и определяются, Н/мм2:

,

Моменты изгиба на приводном валу испытывают 2 и 3 сечения.

- осевой момент сопротивления сечения вала, мм3.

Для второго сечения

Для третьего сечения

Касательные напряжения меняются по нулевому циклу и определяются формулой:

,

- полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм3.

Для второго сечения

Для третьего сечения

Касательные напряжения для второго сечения,

Касательные напряжения для 3-го сечения,



Во втором сечении нормальные и касательные напряжения имеют максимальное значение в сравнение с другими сечениями вала. Последующий расчет производится только для второго сечения вала, которое называется расчетным.

Коэффициент концентрации нормальных напряжений в расчетном сечении вала определяется по формуле:

,

Принимаем

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения

- коэффициент влияния шероховатости

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Коэффициент концентрации касательных напряжений в расчетном сечении вала определяется:

Пределы выносливости по нормальным напряжениям в расчетном сечении вычисляются,

,

где ; - предел выносливости

Следовательно,

Пределы выносливости по касательным напряжениям в расчетном сечении вычисляются, Н/мм2:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям вычисляются:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям определяется:

Общий коэффициент запаса прочности в расчетном сечении определяется:

Условие прочности выполняется.

Дальнейшее снижение коэффициента запаса прочности вала в опасном сечении повлечет за собой уменьшение диаметра цапфы вала, что будет не целесообразно, поскольку это отрицательно повлияет на грузоподъемность подшипников приводного вала.

Подбор и проверочный расчет муфт

Подбор муфты для выходного вала электродвигателя:

Для соединения выходного вала электродвигателя с быстроходным валам редуктора выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую, номинальный момент Нм, посадочный диаметр

Выполним проверочный расчет муфты упругой втулочно-пальцевой:

,

где: К = 2,5 - коэффициент режима нагрузки муфты.

Муфта пригодна.

Подбор муфты для тихоходного вала редуктора:

Для соединения тихоходного вала с приводным валом выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую:

номинальный момент: Нм,

посадочный диаметр

Выполняем проверочный расчет муфты упругой втулочно-пальцевой:

,

где: К = 2,5 - коэффициент режима нагрузки муфты. [4, стр. 250].

Муфта пригодна.

Подбор муфты для приводного вала:

Для соединения тихоходного вала с приводным валом выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую номинальный момент Нм, посадочный диаметр d1=100…125 мм. Выполняем проверочный расчет муфты упругой втулочно-пальцевой:

,

где: К = 2,5 - коэффициент режима нагрузки муфты [4, стр. 250].

Муфта пригодна.

2.2.9 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений

Подбор призматической шпонки и проверочный расчет соединения на быстроходном валу редуктора.

Для соединения быстроходного вала редуктора с муфтой принимаем призматическую шпонку

Условие прочности соединения, Н/мм2:

,

[2, стр. 266]

Условие прочности соединения выполняется.

Проверяем прочность шпоночного соединения на срез.

,

- коэффициент внешней динамической нагрузки.

Принимаем для нагрузок средней неравномерности.

допускаемое напряжение среза.

Прочность соединения обеспечена.

Для соединения полумуфты и тихоходного вала редуктора принимаем 2 призматические шпонки ГОСТ23360-78, t1 = 9 мм. [4, стр. 450].

,

где d = d2 = 80 мм

Т = Т2 = 4317,5Нм.

Проверим прочность шпоночного соединения на смятие.

Условие прочности соединения выполняется.

Проверим прочность шпоночного соединения на срез.

,

Для соединения полумуфты и приводного вала выбираем 2 призматические шпонки ГОСТ23360-78, t1 = 9 мм. [4, стр. 450].

,

где d = d2 =110 мм;

Т = Т2 = 4127 Нм.

Проверим прочность шпоночного соединения на смятие.

Условие прочности соединения выполняется.

Проверим прочность шпоночного соединения на срез.

,

2.3 Разработка пневматического привода прижимных роликов вытаскивающего распределительного устройства

2.3.1 Расчет и выбор пневмоцилиндра

Из технической документации блока пневмоуправления стана 150 взяты следующие данные:

Время срабатывания прижимных роликов t = 1c.

Ход поршня пневмоцилиндра Н = 340 мм.

Рабочее давление воздуха Р = 0,4 МПа.

Рассчитываем скорость движения поршня:

(2.38)

Выбираем пневмоцилиндр:

Внутренний диаметр Д =140 мм = 0,14 м.

Диаметр штока d = 50 мм = 0,05 м.

Ход поршня Н = 340 мм = 0,34 м.

Рассчитываем площадь рабочей части поршня:

(2.39)

(2.40)

Рассчитываем расход воздуха

(2.41)

где: х - скорость движения поршня,

F - площадь рабочей части поршня.

,

Рассчитываем требуемое давление в пневмоцилиндре.

, (2.42)

где: F - усилие, создаваемое цилиндром.

F = 0,00539 МПа

D = 0,14 м2

Dш = 0,05 м2

2.3.2 Составление принципиальной схемы и описание привода

Подводка воздуха к системе осуществляется от общецеховой системы воздухоподачи с постоянным давление 6 атм. Содержащиеся в воздухе влага, пыль мелко- и крупнодисперсная оседают в фильтре влагоотделителе 8, при помощи редукционного пневмоклапана 9 осуществляется регулировка давления на заданном уровне, клапан выполнен разгружаемым от действия давления на входе, чем обеспечивается высокая точность поддержания давления на выходе. Смазка подвижных трущихся поверхностей осуществляется посредством маслораспылителя 10. Далее воздух по напорной линии рабочего хода подаётся к плите управления, где через электропневматические распределители РЭП-1-1-15П подаётся в пневмоцилиндры по мере срабатывания конечников на каждой линии прокатки. При этом нужное давление в пневмоцилиндре поддерживается за счёт внедрённых в систему пневмодросселей 5. Понижение уровня шума, сбрасываемого из системы воздуха, осуществляется с помощью глушителей 6. Обратный ход осуществляется в такой же последовательности, за исключением необходимости фиксации штока пневмоцилиндра в конце рабочего хода. Управление пневмораспределителями осуществляется посредством включающих вентилей типа ВВ-32Ш.

Пневмоцилиндр.

Трубопровод К1/2”.

Пневмораспределитель РЭП-1-1-15П.

Включающий вентиль ВВ-32Ш.

Пневмодроссель.

Глушитель.

Подвод воздуха под давлением.

Фильтр влагоотделитель.

Пневмоклапан.

Маслораспылитель.

Напорная линия рабочего хода.

Напорная линия обратного хода.

2.4 Расчёт и выбор пневмоаппаратуры и трубопроводов

2.4.1 Выбор пневмоаппаратуры

Выбираем пневмораспределители РЭП-1-1-15-П распределители электропневматические, одноклапанные, с одним соленойдным вентилем, предназначенные для управления пневмоцилиндром одностороннего действия. [7, с 58.]

Номинальное давление Р=0,63 МПа

Условный проход Ду=16мм

Присоединительная резьба G Ѕ ГОСТ 6111-52

Расход воздуха Q =1,1м3/мин

Потери давления не более 0,02 МПа

Выбираем пневмодроссель В77-14 [7, с. 95]

Номинальное давление Р = 0,63 МПа

Расход воздуха при давлении 0,63 МПа = 1,16 м3/мин

Потери давления не более 0,035 МПа

Пропускная способность:

в прямом направлении - 25 л/мин

в обратном направлении - 25 л/мин

Долговечность 5000 часов

Выбираем маслораспределитель В44-14: [7, c. 156]

Присоединительная резьба G Ѕ ГОСТ 6111-52.

Условный проход Ду=16мм.

Номинальное давление Р=1 МПа.

Минимальное давление - 0,2МПа.

Расход воздуха при давлении 0,4 МПа:

максимальный - 1,0 м3/мин.

минимальный 0,2 м3/мин.

Потери давления при максимальном расходе, не более - 0,025МПа.

Пропускная способность - 40 л/мин.

Диапазон регулирования подачи масла при постоянном расходе воздуха, 0-40 капля/мин.

Полезная вместимость резервуара для масла - 200 см3

Долговечность 6000 часов.

Масса - 1 кг.

Выбираем пневмоклапан БВ57-14 редукционный по ГОСТ 18468-73. [7, c.254]

Присоединительная резьба G Ѕ ГОСТ 6111-52.

Условный проход Ду=16мм.

Номинальное давление Р=0,63 МПа.

Диапазон регулирования давления на выходе 0,1-0,5 МПа.

Номинальный расход воздуха - 0,8 м3/мин.

Долговечность 5000 часов.

Масса - 1,4 кг.

Выбираем влагоотделитель БВ41-14 [7, c. 65]

Присоединительная резьба G Ѕ ГОСТ 6111-52.

Условный проход Ду=15мм.

Рабочее давление Р=0,2-0,6 МПа.

Наибольший расход воздуха - 0,9 м3/мин.

Наибольшая потеря давления - 0,015 МПа.

Полезная вместимость резервуара для сбора конденсата - 250 см3.

Масса - 1,4 кг.

Выбираем глушитель типа П-Г1116/0,63 [7, c.73]

Условный показатель - 16.

Номинальное давление - 0,63МПа.

Расход воздуха - 1,6 м3/мин.

Потери давления не более 0,02 МПа.

Шумовая характеристика - 85ДБа.

Долговечность - 5000 часов.

Масса - 0,45 кг.

2.4.2 Расчёт воздухопроводов

Расчёт условного прохода:

, (2.43)

где: Q - расход воздуха, м3/с

х - Скорость сжатого воздуха, м/м

с0 - плотность воздуха при соответствующем давлении в воздухопроводе г/м3

При значении условного прохода 15,9 мм. диапазон действительных внутренних диаметров 14-18,8 мм.

Выбираем воздухопровод по ГОСТ 3262-75

Условный проход - 15 мм.

Наружный диаметр - 21,3 мм.

Толщина стенки - 2,8 мм.

Масса 1 метра трубы - 1,28 кг.

Внутренний диаметр - 15,7 мм.

Определи фактическую скорость воздуха для использования в дальнейших расчётах.

(2.44)

Фактическая скорость воздуха в пневмосистеме х = 8,24 м/с.

2.4.3 Определение потерь давления в пневмоаппаратуре и трубопроводах.

Потери давления на прямых участках

, (2.45)

где: в - коэффициент трения воздуха о стенки трубопроводов.

(2.46)

L - длина трубопровода

L - 28 м

d - диаметр трубопровода внутренний

d =15,7 мм

j - удельный вес воздуха

(2.47)

х - скорость движения воздуха в воздухопроводе.

с - плотность воздуха.

Потери давления на прямых участках составляют 0,0011 мПа, далее рассчитываем потери давления от местных сопротивлений и суммируем их.

Потери давления от местных сопротивлений

(2.48)

Потери давления в пневмораспределителях



Потери давления в пневмодросселях:

Потери давления в влагоотделителе:

Потери давления во влагоотделителе принимаем

Вход и выход с поворотом (острые края)

Поворот потока

Рассчитываем суммарные потери давления воздуха в системе:

Суммарные потери составляют 0,00952 МПа, что говорит о эффективной работе пневмопривода, следовательно, его можно внедрить в прижимной механизм рабочего вытаскивателя заготовок.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разработка технологического процесса изготовления детали «цапфа вала»

3.1.1 Описание конструкции и назначение детали

Цапфа представляет собой тело вращения с посадочными местами для подшипников, лабиринтных колец, уплотнений и муфты.

Имеется обилие фасок, галтелей, поверхностей с различной шероховатостью и т.д.

Для подачи воды для охлаждения подшипникового узла изнутри в цапфе со стороны посадочного места для запрессовки в бочку ролика имеется глухое отверстие.

Для посадки муфты на шейке цапфы выполняется шпоночный паз под призматическую шпонку.

Все посадки выполняются с натягом. Особенности эксплуатации данного узла наложили свой отпечаток на конструкцию и особенности изготовления и монтажа, изображено на рисунке 3.1.

Рис. 3.1 Цапфа вала

3.1.2 Технологический контроль чертежа детали

Чертеж цапфы имеет достаточное количество проекций и видов, которые позволяют однозначно трактовать конструкцию детали. Изображение детали выполнено в двух видах в масштабе 1:1 - главный вид и вид с боку. На главном виде совмещены вид и разрез, что дает более полное представление о детали. Вид с боку дает дополнительное представление о детали, о её конструкции и технологичности.

Чертеж выполнен в соответствии с ГОСТ 2.316-68 «Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц». Размеры, посадки и предельные отклонения размеров обозначены в соответствии с ГОСТ 2.207-68 «Нанесение размеров и предельных отклонений». Отклонение формы и взаимного расположения поверхностей детали, а так же размеры и размерные линии выполнены в соответствии с ГОСТ 2.308-68.

В технических требованиях, расположенных над основной надписью, приведена дополнительная информация для проектирования детали. Указываются требования к размерам, предельным отклонениям, допускам формы и расположения поверхностей, требования к качеству поверхностей.

3.1.3 Анализ технологичности конструкции

Одним из важнейших факторов, влияющим на характер технологического процесса является технологичность конструкции.

Поскольку данная деталь представляет собой тело вращения, то при её изготовлении нет каких-либо помех, вызванных не технологичностью конструкции. Большинство основных операций делается на обычном токарном станке с ЧПУ. Сверление глухого отверстия для подачи охлаждающей жидкости не требует высокой точности и выполняется так же на токарном станке. Шпоночный паз выполняется на вертикально-фрезерном станке. Мест труднодоступных для обработки деталь не имеет. Стандартным измерительным инструментом можно проконтролировать все размеры.

Все эти операции отработаны и опробованы в ремонтно-механических цехах ОАО «Северсталь», но при необходимости данная деталь может быть изготовлена без каких-либо проблем силами ремонтно-механической мастерской сортопрокатного цеха, в котором данный узел и используется.

В целом, я нахожу деталь технологичной.

3.1.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

Метод выполнения заготовки для изготовления деталей определяется исходя из назначения и конструкции детали, условиями её работы и представляемыми требованиями к ней. Выбрать заготовку, значит установить способ её получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Для рационального изготовления заготовки с минимальной себестоимостью необходимо учитывать все вышеперечисленные данные.

Выбор метода изготовления заготовки зависит от формы и размеров детали, ее материала и назначения, объема производства и т.д. лучшим методом является тот, при котором заготовка получается более дешевой, включая стоимость последующей механической обработки, и имеют требуемое качество. Важнейшим фактором при выборе метода изготовления заготовок является экономия металла. Значительное сокращение расходов металла достигается при использовании технологических процессов малоотходного производства заготовок, размеры которых максимально приближаются к размерам деталей. Экономия металла достигается благодаря сокращению припусков под механическую обработку и повышения точности размеров заготовки.

Цапфа может быть изготовлена 2 способами:

Из проката

Поковка

Заготовка из проката:

Для изготовления детали принимаем прокат ?.

Рассчитаем себестоимость заготовки из проката.

Себестоимость заготовки из проката вычисляется по формуле:

,

- технологическая операция правки, калибровки прутков, разрезки их на штучные заготовки:

,

Тшт - штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.

По массе проката можно определить затраты на материал, необходимый на изготовление детали, и массе сдаваемой стружки по формуле:

М = Q • S - ( Q - g ) • Sотх,

;

;

;

Sотх -;

Цена 1 кг материала

Цена 1 кг отходов

Определяем объём заготовки из проката:

Определим массу заготовки из проката:

М = 50412,7 · 7,85 · 0,001= 395,74 кг

Вычислим приведённые затраты на рабочем месте при резке проката на отрезных станках, работающих дисковыми пилами Сп.з. = 121руб/час

Определим штучно-калькуляционное время на отрезку заготовки из проката по формуле:

= ц • То,

- коэффициент, зависящий от типа производства.

То = 0,19 · D І

То = ,

Тшт.к. = ,

Со.з. = ,

Sзаг. = .

Поковка:

Формула, по которой определяется стоимость заготовки, получаемой методом поковки:

Sзаг = ( Cj / 1000 • Q • Кт • Кс • Кв • Км • Кп )-(G-g) • Sотх/1000,

- базовая стоимость 1т заготовки в руб.

Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок.

Масса заготовки, полученная поковкой, равна 130 кг.

Базовая стоимость поковки из стали

Выбираем значения коэффициентов:

Sзаг. = (200·130·1·1,13·0,77·0,7·1 ) - ( 130 - 72 )·25 = 10614,18 руб

Сравнительная характеристика заготовок представлена в таблице 3.1

 -

Экономически выгоднее является поковка.

3.1.5 Выбор маршрута обработки детали

Для изготовления детали разработаны специальные типовые технологические процессы. На основании существующего общего типового технологического процесса разработаем последовательность изготовления проушины, данные приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Маршрут обработки цапфы

№, п/п	Наименование операции и содержание переходов	Выбранное оборудование
1	Токарная операция 1.1 Точить торец Ф 110 мм 1.2 Черновое точение Ф 110 мм на длину 150 мм. 1.3 Чистовое точение Ф 110 мм на длину 150 мм. 1.4 Черновое точение Ф 115 мм на длину 87 мм. 1.5 Чистовое точение Ф 115 мм на длину 87 мм 1.6 Черновое точение Ф 120 мм на длину 110 мм. 1.7 Чистовое точение Ф 120 мм на длину 110 мм. 1.8 Черновое точение Ф 140 мм на длину 100 мм. 1.9 Чистовое точение Ф 140 мм на длину 100 мм. 1.10 Черновое точение Ф 160 мм на длину 96 мм. 1.11 Чистовое точение Ф 160 мм на длину 96 мм. 1.12 Черновое точение Ф 320 мм на длину 40 мм. 1.12 Чистовое точение Ф 320 мм на длину 40 мм. 1.13 Черновое точение Ф 279 мм на длину 20 мм. 1.14 Чистовое точение Ф 279 мм на длину 20 мм. 1.15 Точение торца Ф 279 мм. 1.16 Сверление отверстия Ф 50 на длину 320 мм. 1.17 Нарезание резьбы М120*2 мм. 1.18 Растачивание отверстия Ф 50 мм. до Ф 240 мм.	Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3 С5
2	Шлифовальная операция. 2.1 Шлифование Ф 110 мм. 2.2 Шлифование Ф 150 мм. 2.3 Шлифование Ф 120 мм.	Круглошлифовальный станок 3У131
3	Фрезерная операция. 3.1 Засверливание шпоночного паза. 3.2 Фрезерование шпоночного паза. 3.3 Фрезерование фрикционных канавок.	Вертикально-фрезерный станок 6Н11
4	Слесарная операция 5.1 Снять заусенцы, зазубрины, стружку
5	Операция контрольная

3.1.6 Расчет припуска на обработку

Заготовки, предназначенная для дальнейшей механической обработке, изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Этот припуск представляет собой материал, необходимый для получения заданных параметров по шероховатости и точности изготовления поверхностей детали.

Разность размеров заготовки и окончательно обработанной детали определяет величину припуска. Припуски разделяют на общие и межоперационные. Под общим понимают припуск, снимаемый в течение всего процесса обработки данной поверхности - от размера заготовки до окончательного размера готовой детали. Межоперационным называется припуск, который удаляют при выполнении отдельной операции. Припуски так же бывают симметричные и ассиметричные. Величина припуска дается на «сторону», т.е. указывается толщина слоя снимаемого на данной поверхности. Припуск должен быть оптимальным, так как чрезмерно увеличенные припуски вызывают излишние затраты на изготовление детали, что влечет за собой увеличение себестоимости.

Величина припуска на обработку заготовки зависят от следующих факторов:

материал заготовки;

конфигурация и размер заготовки;

вид заготовки и способ её получения;

требования по механической обработке;

технические условия по качеству и классу шероховатости поверхности, точности размеров детали.

Из этого следует, что величина общего припуска зависит от толщины дефектного слоя, подлежащего снятию, припусков на промежуточные операции, погрешности установки шероховатости поверхности.

Так как требуется поковка весом менее 200 кг, то припуски на обработку берём по ГОСТ 7062-87.

При обработке наружной поверхности поковок припуск на обработку определяется по формуле:

, (3.8)

где: Zmin - минимальный припуск на обе стороны или диаметр;

Rz - высота микронеровностей;

Rz = 0,20 мм.

Тi - глубина поверхностного дефектного слоя;

Тi = 0,20 мм.

Рi - суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предшествующем переходе.

(3.9)

Еy - погрешность установки заготовки при выполняемом переходе.

Еy = 0,3 мм.

Рассчитываем максимальный припуск, данные сводим в таблицу 3.3

, (3.10)

где: zmax - максимальный припуск, мм;

дDi-1 - допуск по размеру на предшествующем переходе

дDi-1 для Ф 145 h11 = -0,25

дDi - допуск на выполняемом переходе:

Таблица 3.3 - Припуски на обработку

№ п/п	Номинальный диаметр, мм	Поле допуска, мкм	Наименование операции.	Припуск на обработку, мм.	Чистота поверхности
1	Ф 279		Черновое точение Чистовое точение	4,6 мм. 0,6 мм	Rz20
2	Ф 240		Черновое растачивание		Rz80
3	Ф 320		Черновое точение Чистовое точение	5 мм. 0,6 мм.	Rz40
4	Ф160		Черновое точение Чистовое точение	4 мм. 0,6 мм.	Rz40
5	Ф140		Черновое точение Чистовое точение	4,48 мм 0,6 мм.	Rz40
6	Ф120		Черновое точение Чистовое точение Шлифование	3,6мм. 0,5 мм. 0,3 мм.	0,63v
7	Ф115		Черновое точение Чистовое точение Шлифование	2,4 мм. 0,5мм. 0,2 мм.	0,63v
8	Ф 110		Черновое точение Чистовое точение Шлифование	2,4 мм. 0,5мм. 0,2 мм.	0,63v

3.1.7 Выбор типового оборудования, типовых универсальных приспособлений, инструмента

Типовое оборудование, приспособления и инструмент сводим в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Типовое оборудование, приспособления, инструмент

Приспособление	Оборудование	Переход	Инструмент
1	2	3	4
Съёмный вращающийся центр (ГОСТ 8742-75)	Токарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16к20ФЗС5	Черновое точение посадочных поверхностей шейки цапфы	Черновой проходной прямой резец с пластиной из твердого сплава Т5К10 20*32
		Черновое точение боковой поверхности цапфы, торцевание боковых поверхностей.	Черновой проходной прямой резец с пластиной из твердого сплава Т5К10 20*32
		Растачивание торца цапфы Ф240 и глубину 20 мм.	Токарный расточной резец из быстрорежущей стали (ГОСТ 10883-72) Т5К10 20-32 ГОСТ 18882-73
		Чистовое точение цилиндрических поверхностей цапфы	Чистовой проходной прямой резец Т5К10 20*32 ГОСТ 10043-62
		Нарезание резьбы М120*2 на шейке цапфы	Резьбовой резец с твердосплавной пластиной ромбической формы 20-32
Универсальная делительная головка марки УДГ160	Вертикально фрезерный станок марки 6Н11	Фрезерование канавок на фланце цапфы	Фреза концевая угловая (по МН 406-65) Обозначение - 2280-0001
		Фрезерование шпоночного паза на шейке цапфы.	Фреза концевая с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали (по ГОСТ 8237-57) Фреза 28IIБ ГОСТ 8237-57
	Токарно-винторезный станок модели 16К20 ФЗС5	Сверление отверстия (глухого) под охлаждающую жидкость.	Сверло спиральное с коническим хвостовиком Д=20 мм., L=320мм. Сверло спиральное с коническим хвостовиком Д=50 мм. L=320 мм. Материал сверл Р12.
	Круглошлифовальный станок модели 3У131	Шлифование посадочных мест под подшипник и уплотнения	Шлифовальный круг прямого профиля.

3.1.8 Предварительное нормирование времени операций

Используя исходные данные: чертёж детали (длина обрабатываемых поверхностей и расчётные длины); припуски, выбранное оборудование и инструмент в справочных данных, определяем время операций, результаты сводим в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Предварительное нормирование времени операций

Станок	Операция по обработки поверхности	Размеры поверхности	Глубина резания, мм.	Инструмент	Время, мин.
		Длина L, мм	Диаметр Д, мм
1	2	3	4	5	6	7
Токарно-винторезный станок 16К20ФЗС5	Установить деталь в станок, закрепить её в патроне и съёмном вращающемся центре				Электромостовой кран или балка	9
	Обработать торцевую поверхность под муфту	59,05		2	Токарный проходной резец Т5К10	0,3
	Точить Ф 110 Черновое точение Чистовое точение Шлифование	150 150 150	112,9 110,5 110,2	1,2 0,15 0,1	Черновой резец Чистовой резец Шлифовальный круг	2 1,6 2
	Точить Ф 115 Черновое точение Чистовое точение Шлифование	87 87 87	118,1 115,7 115,2	1,2 0,25 0,1	Черновой резец Чистовой резец Шлифовальный круг	1,7 1,7 1,7
	Точить Ф 120 Черновое точение Чистовое точение Шлифование	110 110 110	124,4 120,8 120,3	1,8 0,25 0,15	Черновой резец Чистовой резец Шлифовальный круг	2,3 2,3 2,3
	Точить Ф 140 Черновое точение Чистовое точение	100 100	145,31 140,83	2,24 0,415	Черновой резец Чистовой резец	3,7 3,35
	Точить Ф 160 Черновое точение Чистовое точение	96 96	164,6 160,6	2 0,3	Черновой резец Чистовой резец	2,6 2,6
	Точить Ф 320 Черновое точение Чистовое точение	60 60	325,6 320,6	2,5 0,3	Черновой резец Чистовой резец	3,3 3,2
	Переустанавливаем заготовку для обработки фланца цапфы				Электромостовой кран или балка	5,3
	Точить Ф 279 Черновое точение Чистовое точение	20 20	320 280	5 0,5	Черновой резец Чистовой резец	4 0,9
	Торцевать боковую поверхность фланца цапфы	139,5		2,5	Черновой резец	1,5
	Сверлить отверстие по охлаждающую жидкость.	320 320	20 50	20 50	Сверло Ф 20 Сверло Ф 50	23 27
	Нарезать резьбу М20*2	50	120	2	Резьбовой резец	1,5
	Расточить боковую поверхность цапфы (8 проходов)	20	240	2,5	Токарный резец Л1-20-32 Р18	3,2
Вертикально-фрезерный станок 6Н11	Выполнить шпоночный паз. Засверлить начало паза. Фрезеровать паз за 2 прохода	100 10 100	28 28 28	10 28 5	Сверло спиральное Ф28 Фреза концевая 28IIБ	1,2 10,4
	Выполнить фрикционные канавки рабочей поверхности цапфы	30	6	6	Фреза концевая угловая 2280-0001	23

Общее время на обработку детали.

, (3.11)

где: Ton - время на каждую операцию.

3.1.9 Определение типа производства и формы организации технологических процессов

Определение типа производства, формы го организации производим по базовому технологическому процессу. Тип производства по ГОСТ 1108-88 характеризуется коэффициентом закрепления операций, который показывает отношение всех технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течении месяца, к числу рабочих мест.

, (3.12)

где: УQ - суммарное число различных операций;

УР - явочное число рабочих подразделения.

На основании данных рассчитывается годовая программа. Располагая штучным или штучно-калькуляционным временем, затраченным на каждую операцию, определяют количество станков.

, (3.13)

где: N - количество деталей по годовой программе, принимаем N=5000 шт.

Тшт - штучное время, мин.

Fg - годовой фонд работы оборудования (Fg = 3904 ч.)

Кзн - нормативный коэффициент загрузки оборудования, Кзн =

0,75…0,85

Принимаем Кзн = 0,8

Рассчитываем штучное время.

, (3.14)

где: Тшт - штучное время для каждой операции, мин.

ц - коэффициент производства (токарно-винторезный станок и единичное или мелкосерийное производство ц = 3,25; вертикально-фрезерный и круглошлифовальный станок ц=1,51).

Т0 - время на каждую операцию. (токарная Т0 = 91,75; фрезерная и шлифовальная Т0 = 40,6).

Токарная операция:

Фрезерная и шлифовальная операции:

Фактический коэффициент загрузки:

, (3.15)

где: Р - принятое число рабочих мест, Р = 4

nэф = mp, так как Р = 1

Qтокарн = 08/7,9 = 0,1; Qшлиф-фрезерн. = 0,8/1,63 = 0,49

Кзо = 3/4 = 0,75; Кзо < 10 - производство массовое.

3.1.10 Выбор режущих инструментов

Выбор режущих инструментов производится в зависимости от вида обработки, припусков на обработку, формы и размеров обрабатываемых поверхностей, требований по чистоте поверхности.

Черновое точение всех цилиндрических поверхностей - черновой проходной прямой резец с пластиной из твёрдого сплава Т5К10-20*32 ГОСТ 10043-62

Торцевание боковых поверхностей - черновой проходной прямой резец с пластиной из твёрдого сплава Т5К10-20*32 ГОСТ 10043-62

Чистовое точение всех цилиндрических поверхностей - чистовой проходной прямой резец Т15К6-20*32 ГОСТ 10043-62.

Растачивание торца цапфы - токарный проходной резец из быстрорежущей стали Т5К10 ГОСТ 18882-73.

Нарезание резьбы - резьбовой резец с твердосплавной пластиной ромбической формы Сечение корпуса 20*32 мм (сталь45)

Сверление отверстия под охлаждающую жидкость:

-- сверло спиральное с коническим хвостовиком Д=20 мм, L=320мм. ГОСТ 6647-64;

-- сверло спиральное с коническим хвостовиком Д=50 мм, L=320мм. ГОСТ 6647-64;

7. Засверливание начала шпоночного паза - сверло спиральное с коническим хвостовиком Д=28 мм, ГОСТ 6647-64;

8. Фрезерование шпоночного паза - фреза концевая с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали 28IIБ ГОСТ 8237-57.

9. Фрезерование канавок на фланце цапфы - фреза концевая цилиндрическая ( по МН406-65) 2280-0001.

10. Шлифование посадочных мест - шлифовальный круг прямого профиля.

3.1.11 Выбор средств измерения

Выбор средств измерения приведён в таблице 3.6.

-

Ш110к6 Ш115h6 Ш140h8 Ш160h8	Калибр-скоба ш110к6 ПР-НЕ Калибр-скоба Ш115h6 ПР-НЕ Калибр-скоба Ш140h8 ПР-НЕ Калибр-скоба Ш160h8 ПР-НЕ
Ш50, паз 6х4, 25h12, 100H12 20, 60	Штангенциркуль ШЦ-1-125-01 ГОСТ 166-80
Ш240H11,Ш279U8,Ш320h12,	Штангенциркуль ШЦ-1-750-0,05 ГОСТ 166-80
М120х2	Резьбовой шаблон
150,87,320,603	Поверочная линейка
Шпоночный паз В=28р9	Калибр комплектный 28р9
Шероховатость поверхности	Набор образцов шероховатости

3.1.12 Выбор режимов резания

Выбирается режим резания на каждом переходе в зависимости от состояния поверхности заготовки, материала режущей части инструмента, припуска на обработку, от режима замены и периода стойкости инструмента, требуемой чистоты поверхности. При выборе и расчёте характеристик режимов резания использовалась справочная литература по каждому виду обработки. Выбранные режимы резания для переходов на каждой операции приведены в таблице.

Обработка шейки цапфы на токарно-винторезном станке 16К20.

Характеристика станка 16К20

наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм:

- над станиной - 400 мм;

- над суппортом - 220 мм;

2. наибольшая длина изделия, мм. - 645.

3. частота вращения шпинделя, об./мин - 12,5-1600.

4.

-

-

5. - 0,5-112.

6. Мощность КВт - 10

Рассчитываем режимы резания для чернового точения диаметра 140 мм.

Глубина резания t=2,24 мм.

Подача выбирается по таблице, после определения скорости резания.

S = 0.75 мм./об.,

Частота вращения шпинделя определяется по требуемой скорости резания, зависящей от припуска на обработку, материала детали, материала и вида инструмента.

Черновой проходной резец с пластиной из твердого сплава Т15К6-20*32 ГОСТ 10043-62. Обрабатываем сталь45 при глубине резания 2,24 мм.

Vтаб = 132 м/мин

Табличную скорость корректируем для данного вида обработки коэффициентами:

Vт=Vтаб ·Ктv·Kuv·Knv, , (3.16)

где: Ктv - коэффициент периода стойкости

Ктv = 1,06

Kuv - коэффициент зависящий от марки твердого сплава. Сплав Т15К6;

Kuv = 1;

Knv - коэффициент состояния поверхности.

Knv = 0,85

Vт = 132·1,06·1,0·0,85 = 119 м/мин

Частота вращения шпинделя:

, (3.17)

где: np - расчётная частота вращения шпинделя, об/мин.

D - диаметр обрабатываемой поверхности. D = 145,31 мм.

Уточняем расчетную частоту вращения шпинделя по стандартной

Nст = 250 об/мин.

Определяем штучную подачу.

S = 0,75·260 = 195 мм/об

Определяем скорость резания на стандартной частоте вращения шпинделя:

(3.18)

Основное время на обработку:

, (3.19)

где: То - основное время на обработку, мин;

L - длина обрабатываемой поверхности, мм.

Результаты расчетов режимов резания по обработке остальных поверхностей сведем в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 - Режимы резания

Обработка поверхности	Режимы резания
	t, мм	S мм/мин	Vтк, м/мин	Vст, м/мин	np об/мин	Nст об/мин	То, мин
1	2	3	4	5	6	7	8
Обработка торцевой поверхности	2	200	258	255	719,3	800	0,28
Черновое точение посадочного места под муфту	1,2	95	202	212	598	630	1,57
Черновое точение посадочного места под муфту	0,15	57,3	376	382	1100,9	1600	2,6
Черновое точение диаметра 115	1,2	59,3	229	238	641,8	800	1,46
Чистовое точение диаметра 115	0,25	42,28	297	302	831,2	100	2,05
Черновое точение диаметра 120	1,8	381,6	209	212	542,7	630	0,28
Чистовое точение диаметра 120	0,25	84,75	331	339	893,7	1000	1,29
Черновое точение диаметра 140	2,24	421,12	177,5	188	412	500	0,23
Чистовое точение диаметра 140	0,415	125,3	270	302	682,9	800	0,79
Черновое точение диаметра 160	2	53	198	212	410,2	500	1,81
Чистовое точение диаметра 160	0,3	47,46	324	339	672,3	800	2,02
Черновое точение диаметра 320	2,5	71,44	174	188	183,8	200	0,83
Чистовое точение диаметра 320	0,3	84,75	328	339	336,6	400	0,7
Точение диаметра 279 Первый проход Второй проход Третий проход Четвёртый проход	5 5 5 5	47 47 47 47	171 171 171 171	188 188 188 188	187,1 190 193,1 196	200 200 200 200	0,42 0,42 0,42 0,42
1	2	3	4	5	6	7	8
Чистовое точение диаметра 279	0,5	59,5	226	238	852,4	1000	0,33
Торцевание боковой поверхности фланца цапфы	2,5	747,5	290	299	341,3	400	0,18
Растачивание боковой поверхности цапфы	2,5	430	164	172	570	630	1,76
Нарезание резьбы М120*2	2	292	138	146	774,9	800	0,13
Сверление отверстия под охлаждающую жидкость Первый проход Второй проход	10 25	4,8 9,9	28,5 24,1	32 27,5	509 175,1	630 200	10 11,6
Выполнение шпоночного паза Засверливание начала паза для входа фрезы. Фрезерование паза	14 5	4,8 9,6	27,4 14,06	32 15	366,1 156	400 160	0,31 13,3
Выполнение канавок на рабочей поверхности цапфы в количестве тридцати штук через равные угловые промежутки.	4	24	7,5	8	386	400	112,5

Поверхности, служащие посадочными для подшипника, муфты и лабиринтных уплотнений, обрабатываем на круглошлифовальном станке для достижения необходимой чистоты поверхности, приведены в таблице 3.8.

Таблица 3.8 - Параметры процесса шлифовки

Обработка поверхности	Обработка поверхности
	t, мм	Vкр, м/с	Vзаг, м/мин	Sпр м/мин	Sпод мм/об	Т, мин
1	2	3	4	5	6	7
Черновое шлифование диаметра 110 мм.	0,04	55	110	15	0,05	1,8
Чистовое шлифование диаметра 110 мм.	0,01	60	110	15	0,02	2,3
Черновое шлифование диаметра 115 мм.	0,04	50	100	12	0,04	1,2
Чистовое шлифование диаметра 115 мм.	0,01	55	100	12	0,02	1,4
Черновое шлифование диаметра 120 мм.	0,05	45	110	12	0,06	2,1
Чистовое шлифование диаметра 120 мм.	0,025	50	110	12	0,03	2,7

3.1.13 Уточнённое нормирование времени операции

Норма штучного времени вычисляется:

,

где: То - время основного времени операций, мин;

б - процент оперативного времени от основного и вспомогательного, приходящийся на техническое обслуживание, б = 2%;

в - процент оперативного времени от основного и вспомогательного, приходящийся на организационное обслуживание, в = 1,5%

г - процент оперативного времени от основного и вспомогательного, приходящийся на физические потребности, г=4%

Основное время на токарную операцию То = 41,59 мин., основное время на фрезерную операцию То=126,11 мин., основное время на шлифовальную операцию То=11,5 мин

Вспомогательное время.

Тв = Тус + Тзд + Туп + Тиз,

где: Тус - время на установку детали;

Тзд - время на закрепление детали, мин.;

Туп - время на управление, мин;

Тиз - Время на измерение, мин.

Токарная операция

Тус = 14,3 мин.

Тзд = 4,5 мин.

Туп = 4,7 мин.

Тиз = 2мин.

Тв = 14,3+4,5+4,7+2=25,2 мин.

Фрезерная операция:

Тус = 8,3 мин.

Тзд = 3,8 мин.

Туп = 9,5 мин.

Тиз = 1,5 мин.

Тв = 8,3+3,8+9,5+1,5=23,1 мин.

Шлифовальная операция

Тус = 5,3 мин.

Тзд = 3 мин.

Туп = 13,2 мин.

Тиз = 4,6 мин.

Тв = 5,3 + 3 + 16,2 + 4,6 = 29,1 мин.

Время на техническое обслуживание:

Время на физические потребности:

 (3.33)

Штучное время:

Тшт=То + Тв + Ттех + Торг + Тот (3.34)

Штучно-калькуляционное время:

, (3.35)

где: Тпз - подготовительно-заготовительное время, мин.

n - количество деталей в партии, n = 5000шт.

k - коэффициент такта работы k = 1,23

По справочнику выбираем Тпз

Токарно-винторезный станок Тпз=25

Вертикально-фрезерный Тпз=32

Кругло-шлифовальный Тпз=27

Результаты сведём в таблицу 3.9.

Таблица 3.9 - Уточнённое нормирование времени операции

Номер и наименование операции	То мин	Тв	Топ, мин	Тоб	Тот мин	Тшт мин	Тпз мин	n шт	Тшк мин
		Тус+ Тзд мин	Туп мин	Тиз мин		Ттех мин	Торг мин
1.Токарная	41,59	18,8	4,7	2	67,09	1,34	1	2,68	72,11	25	5000	75,64
2. Фрезерная	126,11	12,1	9,5	1,5	149,21	2,98	2,23	5,96	160,39	32	5000	160,48
3. Шлифоваль-ная	11,5	8,3	16,2	4,6	40,6	0,81	0,6	1,62	43,63	27	5000	48,9
ИТОГО:	285,02

3.1.14 Программа для токарной обработки на станке

N 001 G27 S029. М104. Т101. - Вводится абсолютная система координат.

Устанавливается частота вращения 800 об/мин

Устанавливается первый инструмент - торцов.

Резец N 002 G58 Z + 000000 F70000 - Смещение «нуля» вдоль координаты Z