Модернизация привода перемещения режущих головок дисковых ножниц непрерывно-травильного агрегата

Устройство, назначение и принцип действия дисковых ножниц с кромкокрошителем. Предварительный выбор подшипников и корпусов подшипниковых узлов приводного вала. Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах. Выбор метода изготовления заготовки.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 20.03.2017
Размер файла 725,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

2,41

157,1

0,408

0,8

0,3

0,128

10-11

напорно-сливной

0,26

0, 531

2,41

167,1

0,408

2,3

0,9

0,128

16-17

сливной

0,38

0, 745

1,72

122,8

0,484

3,1

0,6

3.7 Местные потери давления

Местные потери складываются из потерь в различных местных сопротивлениях (углы, тройники, изменение диаметра и т.д.) и определяются по формуле:

(49)

где жi - коэффициент i-го местного сопротивления;

nн - число местных сопротивлений;

fМj - площадь внутреннего сечения трубопровода перед i-тым сопротивлением.

Па (0,0008 МПа)

Остальные рассчитанные местные потери приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Местные потери давления

Этап цикла

Линия

Участок

Qмах,

м3/с

Вид местного сопротивления

Кол-во

оi

?Р, МПа

РХ

напор

1-4

0,0173

Тройник Ф30,8

1

0,3

0,3

0,0007

6-7

0,0128

Колено (б=90°), Ф26

Резкое сужение Ф16/Ф26 (вход в плиту)

2

1

1,2

0,4

2,8

0,0072

8-9

0,0128

Резкое расшир. Ф16/Ф26 (выход из плиты)

1

1,2

1,5

0,0039

Тройник Ф26

1

0,3

10-11

0,0128

Колено (б=90°)

Вход в емкость

2

1

1,2

2

3,4

0,0088

слив

12-13

0,0065

Вход в трубу Ф20

Колено (б=90°)

1

2

0,5

1,2

2,9

0,0055

14-15

0,0065

Тройник Ф20

1

0,3

0,55

0,0010

Резкое сужение Ф16/Ф20 (вход в плиту)

1

0,25

16-17

0,0065

Колено (б=90°), Ф30,8

2

1,2

2,4

0,0008

ОХ

напор

1-4

0,0173

Тройник Ф30,8

1

0,3

0,3

0,0007

6-7

0,0065

Колено (б=90°)

Резкое сужение Ф16/Ф26 (вход в плиту)

2

1

1,2

0,4

2,8

0,0019

8-9

0,0065

Резкое расшир. Ф16/Ф20 (выход из плиты)

1

0,6

0,9

0,0017

Тройник Ф20

1

0,3

10-11

0,0065

Колено (б=90°), Ф20

Вход в емкость

2

1

1,2

2

3,4

0,0065

слив

12-13

0,0128

Вход в трубу Ф26

Колено (б=90°)

1

2

0,5

1,2

2,9

0,0075

14-15

0,0128

Тройник Ф30,8

1

0,3

0,9

0,0012

Резкое сужение Ф16/Ф26 (вход в плиту)

1

0,6

16-17

0,0128

Колено (б=90°), Ф30,8

2

1,2

2,4

0,0032

3.8 Суммарные потери давления

Заключительным этапом является расчет суммарных потерь давления в напорной и сливных линиях. Общие суммарные потери давления приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Общие суммарные потери в гидросистеме

Этап цикла

Линии

PГА,

МПа

Pl,

МПа

PМ,

МПа

p,

МПа

РХ

Напорная

Сливная

1,225

0,412

0,0254

0,0233

0,0206

0,0073

1,271

0,443

ОХ

Напорная

Сливная

0,55

1,034

0,0272

0,0190

0,0108

0,0119

0,588

1,065

Общие потери согласно рассчитанных данных:

Рабочий ход (РХ) - МПа;

Обратный ход (ОХ) - МПа.

3.9 Проверка насосной установки

Давление насосной установки должно обеспечивать требуемое давление в гидросистеме с учетом потерь.

(50)

Максимальные потери МПа;

Номинальное давление насоса МПа, расчетное значение давления для цилиндра с предварительным учетом потерь МПа;

МПа

Выбранная насосная установка удовлетворяет заданным условиям.

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ ОБОЙМА

4.1 Описание конструкции и назначение детали

Обойма представляет собой обод со ступицей соединенные в единое целое диском. В ступице обода проточено посадочное отверстие Ш 120Н7 , а также прорезан шпоночный паз 32 х 7,4 мм.

Внутри диска обоймы нарезано 42 зуба модулем 6 мм. Для выхода зуборезного инструмента проточена канавка диаметром 265 мм шириной 10 мм.

Обойма является основным элементом зубчатой передачи и служит для передачи вращающего момента с одного вала на другой.

Зубчатые передачи составляют наиболее распространённую и важную группу механических передач. Их применяют в широком диапазоне областей техники и условий работы.

Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают существенными достоинствами, а именно:

малыми габаритами;

высоким К. П. Д.;

большой долговечностью и надёжностью в работе;

постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания;

возможностью применения в широком диапазоне моментов, скоростей, передаточных чисел.

Наиболее сложной для обработки поверхностью в смысле точности и ответственности является поверхность, на которой нарезаются зубья, внутреннее отверстие в ступице Ш 120Н7, а также торцевые поверхности зубчатого колеса.

Выбранная для изготовления зубчатого колеса сталь 40Х соответствует условиям работы механизма, химические свойства приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Химический состав стали 40Х

С,%

Si,%

Mn,%

S,%

P,%

Ni,%

Cr,%

0.40-0.50

0.17-0.37

0.50-0.80

0.025

0.025

0.3

0.8-1,1

4.2 Анализ технологичности конструкции детали

Одним из факторов, влияющих на характер технологического процесса является технологичность конструкции. Выполним оценку технологичности по элементам конструкции детали и технологическим условиям на ее изготовление.

Обойма - цельной конструкции.

Материал детали - сталь 40Х

Выбранная заготовка предусматривает оптимальную механическую обработку

Деталь достаточной жесткости при обработке.

Заготовка доступна для обработки и контроля.

Базы технологические и измерительные совмещены

При изготовлении обоймы используется действующее оборудование.

При изготовлении обоймы применяются универсальные приспособления

Применяется стандартный режущий инструмент.

4.3 Выбор типа производства и формы организации технологического процесса

Тип производства определяем по коэффициенту штучного времени по формуле:

К = Тшт.ср х N / Fд х 60, (51)

гдеТ шт.ср. - среднее штучное время по операциям, мин;

N - годовая программа выпуска деталей (25 деталей);

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

Для односменной работы Fд = 2015 ч.

Нормы времени определяем по приближённым формулам.

Операция 1 - Токарная:

Подрезать торец ступицы

Черновое подрезание:

to = 0.037( D - d ) х 0,001 = 0,037(190 - 100)х0,001 = 0,95 мин;

Чистовое подрезание:

to = 0.052(D - d ) х 0,001 = 0,052(190 - 100) х 0,001 = 1,35 мин;

У to = 0,95 + 1,35 = 2,3 мин

Проточить наружный диаметр ступицы;

Черновая проточка:

to = 0.17 х d х l х i х 0.001 = 0.17 х180 х 135 х 1 х 0,001 = 4,13 мин;

Чистовая проточка:

to = 0.1 х d х l х i х 0.001 = 0.1 х 180 х135 х 1 х 0,001 = 2,47 мин;

У to = 4,1 +2,47 = 6,6 мин;

Проточить торец диска;

Черновая проточка:

to = 0,037 (315 - 180) х 0,001 = 2,45 мин;

Чистовая проточка:

to = 0,052 (315 - 180 ) х 0,001 = 3,45 мин;

У to = 2,45 + 3,45 = 5,9 мин;

Проточить торец диска;

Черновая проточка:

to = 0,037 (315 - 220 ) х 0,001 = 1,9 мин;

Чистовая проточка:

to = 0,052 ( 315 - 220 ) х 0,001 = 2,6 мин;

У to = 1,9 + 2,6 = 4,5 мин;

5) Проточить наружный диаметр диска;

Черновая проточка:

to = 0.17 х 298 х 90 х 2 х 0,001 = 9,1 мин;

Чистовая проточка:

to = 0,1 х 298 х 90 х 2 х 0,001 = 5,4 мин;

Расточить внутренее отверстие диаметром 120 мм;

to = 0.18 х d х l х i х 0.001 = 0,18 х 120 х 175 х 5 х 0,001 = 18,9 мин;

Расточить внутренее отверстие Ш 242,4 мм на длину 50 мм;

tо = 0,18 х 242,4 х 50 х 5 х 0,001 = 10,9 мин;

У t ток = 2,3 + 6,6 + 5,9 + 4,5 + 14,5 + 18,9 + 10,9 = 63,6 мин;

Тшт.к.ток = К х У t ток = 2,14 х 63,6 = 136 мин;

Операция - 2 - Зубонарезная:

Нарезать 42 зуба модулем 6 мм методом зубодолбления:

tо = 9 l z = 9 х 50 х 42 х 0,001 = 18,9 мин;

Тшт. З = К х t о = 1,66 х 18,9 = 31,4 мин;

Операция - 3 - Шпоночнонарезная:

Прорезать шпоночный паз 32 х 7,4 мм во внутреннем отверстии ступицы методом протягивания:

tо = 0,4 L = 0,4 х 1200 х 0,001 = 0,5 мин;

Тшт. Шп = К х tо = 1,73 х 0,5 = 0,95мин;

Операция - 4 - Внутришлифовальная:

Шлифовать внутреннее отверстие ступицы диаметром 120Н7:

tо = 1,8 d l = 1.8 х 120 х 165 х 0,001 = 35,6 мин;

Тшт.шл = К х tо = 2,1 х 35,6 = 74,8 мин;

Общее время на операцию:

То = 136 + 31,4 + 0,95 + 74,8 =243,2 мин;

Определяем среднее штучное время:

Тшт.ср = То / п = 243,2 / 4 = 60,8 мин;

Определяем коэффициент штучного времени:

К = 60,8 х 25 / 2015 х 60 = 0,01

Значит производство - мелкосерийное.

4.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

Способ изготовления заготовки имеет решающее значение при выборе первых операций технологического процесса. На выборе заготовки и метода её получения значительное влияние оказывают характеристики материала из которого должна изготовляться деталь, её конструктивные формы и размеры, программа выпуска деталей в год.

Метод получения заготовки должен обеспечивать наименьшую себестоимость изготовления детали среди предлагаемых вариантов.

Для обеспечения правильности выбора рассмотрим два варианта получения заготовки для изготовления обоймы:

Вариант 1 - Заготовка из круглого проката

Обьём заготовки определяем по формуле:

Vз = р D / 4 L, см3 , (52)

гдеD - диаметр заготовки, см;

L - длина заготовки, см;

Vз = 3,14 х 31 / 4 х 24 = 18105 см3.

Массу заготовки определяем по формуле:

mз = с Vз , кг, (53)

где с - удельный вес стали , равный 7,85 г /см3;

mз = 7,85 х 18105 = 142124 г = 142 кг.

Вариант 2 - Заготовка - поковка - цилиндр ступенчатой формы с осевым отверстием Ш 100мм длиной 190мм и осевым отверстием длиной 50 мм.

Объём поковки определяем по формуле:

Vп = V1 + V2 - V3 - V4 см3 , (54)

гдеV1 , V2 , V3 , V4 - обьёмы отдельных частей заготовки, см3;

которые определяются по формуле:

Vп = 3,14 х 31 / 4 х 10 + 3,14 х 19,5 / 4 х 14 - 3,14 х 10 / 4 х 19

3,14 х 22 / 4 х 5 = 8330 см3.

Массу заготовки определяем по формуле:

m=7,85 х 8330 = 65398 г = 65,4 кг.

Таким образом наиболее экономичной с точки зрения расхода металла является заготовка - поковка.

4.5 Выбор маршрута обработки детали

На основании типовых технологических маршрутов, исходя из выбранной заготовки (поковка) разработаем маршрут изготовления обоймы:

Операция 1 - Токарная:

Подрезать торец ступицы на Ш 195;

Проточить радиус R 5 на наружном диаметре ступицы Ш180;

Проточить наружный диаметр ступицы Ш180 на длину 135 мм;

Снять фаску 2 х 45 на наружном диаметре ступицы Ш180;

Переустановить деталь;

Подрезать торец диска;

Проточить наружный диаметр диска Ш298 мм на длину 90 мм;

Снять две фаски 2х45 на наружном диаметре диска;

Расточить внутреннее отверстие Ш120 с припуском под шлифование;

Снять фаску 2 х45 на внутреннем отверстии Ш120;

Проточить канавку шириной 10 мм на диаметре Ш265;

Расточить внутреннее отверстие Ш 242,4 мм на длину 50 мм для последующего нарезания зубчатого венца;

Снять фаску под углом 15 на внутреннем отверстии Ш 242,4 мм.

Операция 2 - Зубонарезная:

Нарезать 42 зуба модулем 6 мм методом зубодолбления.

Операция 3 - Горизонтально-протяжная:

Прорезать шпоночный паз 32 х 7,4 мм во внутреннем отверстии ступицы методом протягивания.

Операция 4 - Внутришлифовальная:

Шлифовать внутреннее отверстие ступицы диаметром Ш120Н7.

4.6 Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений

На основании маршрута изготовления обоймы по справочникам выбираем необходимое оборудование и приспособления.

Для выполнения зубонарезной операции методом зубодолбления выбираем вертикальный зубодолбёжный станок модели 516, который имеет следующие технические характеристики:

Наибольший диаметр нарезаемых колёс, мм 450

Наибольшая ширина нарезаемых колес, мм 75

Число зубьев нарезаемых колёс

наименьшее 10

наибольшее 180

Нарезаемый модуль в мм

наименьший 1

наибольший 6

Диаметр начальной окружности нормального долбяка, мм 100

Число круговых подач 6

Величины круговых подач в мм за один двойной ход

долбяка 0,2 ; 0,22; 0,25 ; 0,3 ; 0,35 ; 0,44 ;

Число ступеней двойных ходов долбяка 4

Числа двойных ходов в минуту 92; 132; 190; 265;

Мощность электродвигателя станка , кВт 3,0

Габариты станка в плане, м 1,6 х 1,48

Вес станка, кг 2650

Горизонтально-протяжная операция

Для нарезания шпоночного паза методом протягивания выбираем горизонтальный протяжной станок модели 7510 , который имеет следующие технические характеристики:

Номинальное тяговое усилие, кН 10

Длина хода ползуна, мм

наибольшая 1400

наименьшая 120

Скорость рабочего хода , м / мин

наибольшая 3,4

наименьшая 0,5

Скорость обратного хода, м/мин 19

Мощность электродвигателя станка, кВт 6

4.7 Расчёт припуска на обработку

Величина припуска на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от следующих факторов:

Материал заготовки;

Конфигурация и размеры заготовки;

Вид заготовки и способы её получения;

Требования в отношении механической обработки;

Технические условия в отношении качества и класса шероховатости поверхности, точности размеров заготовки.

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

Выполним расчёт припуска на наружный диаметр заготовки по методу профессора Кована.

Минимальный припуск на диаметр при обработке наружной поверхности вращения определяем по формуле:

2Z min = 2 ( Rz + Rt + v Pi +Ey ), мм, (55)

где Rz - высота микронеровностей (параметр шероховатости);

Шероховатость поверхности поковки Rz 320 . следовательно,

Rz = 0,32мм

Rt - глубина дефектного поверхностного слоя;

Выбираем по таблице на поковку Rt= 3мм;

Рi - суммарное значение поверхностных отклонений;

Поверхностные отклонения - это сумма допусков формы и расположения поверхностей. Схема допусков изображена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Схема припусков и допусков

Для остальных размеров заготовки обоймы припуски и допуски определяем по таблицам из справочников и заносим в таблицу 4.3

Таблица 4.3 - Выбор припусков и допусков по таблицам

Размер, мм

Припуск, мм

Допуск, мм

Размер заготовки, мм

Ш180 h12

10

5

Ш195 h16

Ш120 H7

12

8

Ш100 H16

Ш242,4 H12

12

8

Ш222 H16

60 h14

10

5

45 h16

90 h14

10

5

105 h16

225 h14

10

5

240 h16

4.8 Выбор режущих инструментов

Для подрезки торцов, проточки наружных Ш 180, Ш 298, расточки отверстия Ш 120 и отверстия Ш 242,4 мм , а также для снятия фасок выбираем резец проходной отогнутый с пластинкой из твердого сплава Т15К6 , для проточки канавки шириной 10 мм выбираем резец канавочный внутренний с пластинкой из твёрдого сплава Т15К6 , для проточки радиуса R5 выбираем резец фасонный с радиусом 5 мм с пластинкой из твердого сплава Т15К6.

Для нарезания зубьев выбираем долбяк зуборезный чистовой модулем 6 мм, числом зубьев 20, диаметром делительной окружности 120 мм тип 4 класс точности В из стали Р6М5.

Нарезание шпоночного паза произвожу методом протягивания.

Длину шпоночной протяжки рассчитываем по формуле:

L = l + lр + lп + lк, мм, (57)

где l - расстояние от первого режущего зуба протяжки до торца

передней замковой части, мм

lр - длина режущей части протяжки, мм;

lк - длина калибрующей части протяжки, мм;

По данным станка и автоматического зажимного патрона для горизонтальных протяжных станков l=350 мм.

Lр - длину режущей части определяем по формуле:

lр=t (Zр-1), мм, (58)

где Zр - число режущих зубьев;

t - шаг режущих зубьев;

Число режущих зубьев Zр определяем по формуле:

Zр=А/а+(1-2), (59)

где А - припуск на сторону, срезаемый режущими зубьями, мм;

а - толщина среза, мм;

Zр=7,4/0,13+1=58

lп = Zп t ,мм, (60)

где Zп - число зубьев на переходной части

Zп=А/а-1=7,4/0,13-1=55

lп=55х10=550 мм

Длина калибрующей части протяжки, мм

lк=t Zк, мм, (61)

где Zк - число калибрующих зубьев;

Zк - принимается 4-8. Принимаем Zк=5.

Таким образом длина протяжки составит:

Lп=350+570+550+50=1520 мм

Материал протяжки - сталь Р6М5.

Внутришлифовальная операция

Для внутришлифовальной операции выбираем шлифовальный круг.

Наружный диаметр круга 80 мм;

Внутренний диаметр круга 32 мм;

Выбранный инструмент для всех операций отображен в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Режущий инструмент

Операция

Инструмент

Материал режущей части

Элементы конструкции

Геометрия режущей части

Токарная

Подрезание торцов, проточка наружного диаметра, растачивание отверстий, снятие фасок, проточка радиуса, канавки.

Резец проходной отогнутый. Резец фасонный Резец канавочный

Т15К6

Напайной

Y = 45є

Зубонарезная

Нарезать 42 зуба модулем 6 мм

Долбяк

Р6М5

Цельный

4.9 Выбор режимов резания

По справочникам выбираем режимы резания и заносим их в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 - Режимы резания

Операция

Скорость резания V, м/мин

Подача S, мм/об

Глубина резания t, мм

Токарная

1. Подрезать торцы

черновая

чистовая

2.Проточить наружный диаметр

черновая

чистовая

3. Расточить отверстие

черновая

чистовая

113,04

141,3

149,71

233,93

121,78

190,28

0,6

0,4

0,7

0,3

0,7

0,3

3

2

3

2

2

0,5

Горизонтально-протяжная.

Нарезать шпонночный паз

1,5

7,4

Зубонарезная

1.Нарезать зубья - черновая

- чистовая

30

60

0,35

0,2

4

1

Внутришлифовальная

черновая

чиствая

1200

1600

0,03

0,02

4.10 Уточненное нормирование времени операций

Норма штучного времени считается по формуле:

Tшт=То+Тв+Тоб+Тф, мин, (62)

где Тшт-штучное время, мин;

То - основное (технологическое) время , мин;

Тв - вспомогательное время, мин;

Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин;

Тф - время на физические надобности, мин.

Тоб = Тт.об + То.об , мин, ( 63 )

гдеТт.об - время на техническое обслуживание, мин;

То.об - время на организационное обслуживание, мин.

То + Тв = Топ, мин, ( 64 )

гдеТоп - операционное время, мин;

Так как норма времени на техническое, организационное обслуживание и физические надобности принимается в процентах от операционного времени, то формулу штучного времени можно записать в виде:

Тшт =То+Тв+(То+Тв)/100+(То+Тв)/100 +(То+Тв)/100=

В условиях мелкосерийного производства нормативы на обслуживание рабочего места и естественные надобности можно обьеденить и принять в зависимости от размеров обрабатываемой детали в размере 4,6%.

Расчет основного (технологического) времени производим по формуле:

То =L х I / S х n , мин, (66)

где L - расчетная длина обработки, мм;

I - число проходов;

S - подача, мм/об;

N - число оборотов в минуту;

Расчетная длина обработки детали, мм

L = L1 + L2 + L3, мм, (67)

гдеL1 - длина обрабатываемой детали, мм;

L2 - длина врезания и подвода инструмента, мм;

L3 - длина перебега, мм;

Длину врезания и подвода и длину перебега выбираем по справочникам. Для расчета основного времени выбираем по справочникам режимы резания для технологических операций.

По таблицам режимов резания рассчитаем число оборотов детали (или инструмента) в минуту по припуску определяем примерное число проходов и заносим все данные в таблицу 4.6.

Таблица 4.6 - Режимы обработки для токарной обработки

Операция

L , мм

n, 1/мин

i

Токарная

1.Подрезать торец ступицы

черновая

чистовая

2. Проточить наружный диаметр ступицы

черновая

чистовая

3. Проточить торец диска

черновая

чистовая

4. Проточить наружный диаметр диска

черновая

чистовая

5. Снять две фаски 2 х 45

7

7

140

140

8

8

95

95

1,6

200

250

250

315

100

125

160

250

200

2

1

2

1

2

1

2

1

1

Подставив все данные в формулу для расчёта основного времени , составим таблицу 4.7 для технологического времени по переходам.

Таблица 4.7 - Технологическое время для токарной операции

Операция

То, мин

1. Подрезать торец ступицы

черновая

чистовая

То=7х2 / 0,6 х 200 = 0,11

Тo = 7 х1 / 0,4 х 250 =0,07

Проточить наружный диаметр ступицы

черновая

чистовая

To = 140 х2 / 0,7 х 250 = 1,6

Тo = 140 х 1 / 0,3 х 315 = 1,48

3. Проточить торец диска

черновая

чистовая

To = 8 х 1 / 0,6 х100 = 0,13

to = 8 х 1 / 0,4 х 125 = 0,16

4. Проточить наружный диаметр диска

черновая

чистовая

Тo =95 х 2 / 0,7 х 160 = 1,69

Тo = 95 х 1 / 0,3 х 250 = 1,26

5. Снять четыре фаски 2х45

To = 0.25 х 4 = 1,0

6. Расточить отв Ш120

черновая

чистовая

Расточить отв Ш 242,4

черновая

чистовая

To = 170 х3 / 0,7 х 250 = 2,91

Тo = 170 х 2 / 0,3 х 315 = 3,59

То = 55 х 3 / 0,7 х 160 = 1,47

То = 55 х 2 / 0,3 х 250 = 1,46

7. Снять фаску под углом 15є в отверстии Ш264 Н9

To = 0.25

8. Итого

То = 17,18

Вспомогательное время выберем по справочнику

tв = 5,05 мин

Рассчитаем штучное время по полученным данным

Тшт = То + Тв + ( То + Тв ) б / 100 + ( То + Тв ) в / 100 +

+( То + Тв ) г /100 = ( То + Тв ) ( 1 + ( б +в + г ) / 100 =

= ( 17,18 + 5,05 ) ( 1 + 4,6 / 100 ) = 23,25 мин

Рассчитаем штучное время для зубодолбёжной операции по формуле:

Тшт = Тп.з. + То + Тв + Тоб. + Тф , мин (68)

гдеТп.з. - подготовительно - заключительное время, мин;

Тп.з. = 0,2 мин;

Т = 1,25 мин;

Так как норма времени на техническое и организационное обслуживание и физические надобности принимается в процентах от оперативного времени - (б + в + г) = 8% ,то формулу штучного времени можно записать в виде:

Тшт = Тп.з. + То + Тв + ( То + Тв ) б/100 + ( То + Тв ) в/100 +

+( То + Тв ) г/100 = Тп.з. + ( То + Тв ) ( 1 + ( б + в + г ) /100 )

Определяется машинное время для нарезания зубьев зубчатого колеса по формуле:

То = ( L + l ) z , мин (69)

То = р d ( L + l ) z /1000 V S , мин, (70)

где L - длина нарезаемого зуба, мм;

l - величина врезания долбяка, мм;

n - число двойных ходов долбяка, ход/мин

S - подача на один оборот нарезаемой детали, мм/об;

z - число нарезаемых зубьев;

V - скорость резания, м/мин;

d - диаметр долбяка, мм;

Основное время при черновой обработке:

То 1 = 3,14 х 120 ( 50 + 30 ) х 42 /1000 х 34 х 0,58 = 64 мин

Основное время при чистовой обработке

То = 3,14 х 120 ( 50 + 30 ) х 42 / 1000 х 50 х 0,44 = 57 мин

Основное время для операции:

То = 64 + 57 = 121 мин.

Штучное время для зубодолбёжной операции:

Тшт = 0,2 + (121 + 1,25 ) ( 1+ 8 / 100 ) = 132,24 мин

Рассчитаем штучное время для горизонтально-протяжной операции по формуле:

Тшт = Тп.з. + То + Тв + Тоб. + Тф.,мин (71)

Основное время рассчитываем по формуле:

То = L / V ,мин, (72)

где L - длина резания, м

V - скорость резания м /мин

То = 2,0 / 1,5 = 1,3 мин

Тшт = 0,2 + ( 1,3 + 3,12 ) ( 1 + 8 / 100 ) = 5 мин

Так как норма времени на техническое и организационное обслуживание и физические надобности принимается в процентах от оперативного времени - (б + в + г ) = 4,6%, то формулу штучного времени можно записать в виде:

Тшт = Тп.з. + ( То + Тв ) ( 1 + ( б + в + г ) /100 )

Основное время при черновой обработке:

То = L i / S п = 220 х 3 / 0,03 х 1000 = 22 мин.

Основное время при чистовой обработке:

То = 220 х 2 / 0,02 х 1600 = 14,7 мин

Основное время для операции:

То = 22 + 14,7 = 36,7 мин

Тшт = 0,2 + ( 36,7 + 5,05 ) ( 1+ 4,6 / 100 ) = 43,9 мин

Таким образом общее штучно - калькуляционное время изготовления обоймы составит:

Тшт. об = Тшт.ток + Тшт.з + Тшт.шп + Тшт.шл = 23,25 + 132,24 + 5 + 43,9 = 212 мин

Полученные результаты расчётов сведены в таблицу 4.8.

Таблица 4.8 - Штучное время по операциям, мин

Операция

Тп.з.

Тв.

То.

Тшт.

Токарная

Зубодолбёжная

Горизонтально-протяжная

Внутришлифовальная

0,2

0,2

0,2

0,2

5,05

1,25

3,12

5,05

17,18

121

1,3

36,7

23,25

132,24

5

43,9

Итого

212

5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ТОКАРНОГО РЕЗЦА

5.1 Обоснование способа обработки и выбора резца

Механическую обработку валов, втулок, обойм и др. тел вращения выполняют, как правило, на токарно-винторезных либо горизонтально- расточных станках.

Рассмотрим выбор режущего инструмента для обработки наружной поверхности диска детали «обойма».

5.2 Расчет резца

В качестве материала для корпуса резца выбираем конструкционную сталь с пределом прочности и допустимым напряжением

Определяем глубину резания:

(73)

Назначаем подачу:

Учитываем поправочный коэффициент на подачу равный 1,25 . Принимаем среднее значение .

Корректируем подачу по паспортным данным станка 16к20

Назначаем период стойкости резца Т=60 мин [31, с 415]

Определяем скорость (м/мин) главного движения резания, допускаемую режущими свойствами резца [31,табл 8 с.422] находим значение коэффициента и показателей степеней m, ,формулы для наружного точения.

(74)

где- общий поправочный коэффициент, равный произведению поправочных коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки;

- поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обрабатываемого материала;

(75)

По условию =720 Мпа

Определяем общий поправочный коэффициент на скорость главного движения резания

= (76)

где- поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, , так как заготовка - поковка, с необработанной поверхностью;

- поправочный коэффициент, учитывающий изменение материала рабочей части инструмента, =1, так как принят твердый сплав Т15К6;

- поправочный коэффициент, учитывающий изменение главного угла в плане ,

-поправочный коэффициент, учитывающий вид обработки, =1, так как осуществляется наружное продольное точение.

Подставив все найденные величины в формулу, получим:

м/мин.

В единицах СИ:

м/с.

Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости:

(77)

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка мод.16К20 и устанавливаем действительное значение частоты вращения

Определяем действительную скорость главного движения резания:

(78)

м/мин

В единицах СИ:

м/с.

Определяем главную составляющую силы резания :

,Н (79)

Вводим следующие поправочные коэффициенты на заданные условия обработки:

(80)

Определяем общий поправочный коэффициент на силу резания:

(81)

Подставляем все найденные величины в формулу:

В единицах СИ:

Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

(82)

В единицах СИ:

Необходимо проверить выполнение условия:

Мощность на шпинделе станка по приводу:

,кВт (83)

В паспортных данных станка 16К20 находим: - обработка возможна.

Определяем коэффициент перегрузки:

(84)

Определяем частоту вращения шпинделя:

(85)

Округляем до стандартного

Определяем основное время(мин):

(86)

Определяем длину рабочего хода резца:

,мм (87)

L=90+1,7+2=93,7 мм

При условии, что , ширина прямоугольного сечения корпуса резца:

(88)

Принимаем ближайшее большее сечение корпуса (. Руководствуясь приведёнными соотношениями, получим высоту корпуса резца Принимаем .

Проверяем прочность и жёсткость резца.

Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:

(89)

Максимальная нагрузка, допускаемая жёсткостью резца:

(90)

где - допускаемая стрела прогиба резца при черновом точении;

- модуль упругости материала корпуса резца;

- вылет резца;

- момент инерции прямоугольного сечения корпуса:

(91)

Резец обладает достаточными прочностью и жёсткостью, так как:

(3472>3112<57868)

5.3 Выбор резца

Конструктивные размеры резца: общая длина резца L= 120 мм; пластина из твёрдого сплава Т15К6, тип 061, форма 02251.

Технические условия:

материал корпуса резца сталь 45;

гнездо под пластинку равно 3мм;

припой, сплав: латунь Л68 +5% никеля +5% ферромарганца;

на режущей части резца (на пластинке) не должно быть трещин и выкрошенных мест;

шероховатость передней и задней поверхности не ниже Ra = 1,25;

шероховатость опорной поверхности державки резца не ниже Ra = 2,5;

отклонение расположения режущей кромки не более удвоенного допуска 4го класса точности;

отклонение угла заточки для главного угла в плане 2;

отклонение для угла наклона главной режущей кромки 1;

неперпендикулярность боковых плоскостей 1;

на одной из боковых сторон должны быть чётко нанесены: товарный знак предприятия-поставщика, марка твёрдого сплава Т15К6.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом выполнения выпускной квалификационной работы является предложение о реконструкции непрерывного травильного агрегата №2 цеха травления металла производства плоского проката ПАО «Северсталь».

Данное предложение было основано на изучении недостатков существующих в базовом варианте. Этот анализ позволил определить основные направления проектирования, цели и задачи, т.е. те элементы, опираясь на которые следует проводить опору при разработке нового варианта.

Спроектированный вариант реконструкции НТА-2 предусматривает замену старой конструкции дисковых ножниц с кромкокрошителем на новую. Новая конструкция будет оснащена мощным, высокоскоростным и надежным приводом кромкокрошителя, обеспечивающим резку боковой кромки при толщине полосы до 6 мм и скорости ее движения до 6 м/с. Наличие резервного комплекта режущих головок дисковых ножниц, позволит достаточно быстро производить смену рабочего комплекта и возможность проведения ремонта изношенного комплекта без остановки агрегата.

Применение гидропривода в механизмах перемещения даст возможность воспроизведения поступательного движения без каких-либо передаточных механизмов, что значительно сократит время на перевалку оборудования, позволит снизить простои цеха и время на ремонты.

Таким образом, новый вариант исключает недостатки базового варианта и соответствует поставленным целям выпускной квалификационной работы.

В состав дисковых ножниц с кромкокрошителем входит: рама, салазки, режущие головки, кромкокрошительные клети, привода и механизмы передвижения данных узлов, прижимы полосы, кабелеукладчики и воздуховоды. Для внедрения данного оборудования в реальные условия были проведены следующие расчеты. Разработана конструкция клети кромкокрошителя с расчетом цилиндрической косозубой зубчатой передачи, спроектирован привод кромкокрошителя. По результатам энергокинематического расчета выбраны электродвигатель, редуктор и муфты.

В результате расчётов определёны диаметры приводного вала в посадочных местах, определены коэффициенты запаса прочности в наиболее опасном сечении, подобраны и проверены на прочность шпонки и зубчатая муфта, произведена проверка долговечности наиболее нагруженного подшипника. Все выполненные расчёты подтверждают достаточную надёжность конструкции привода.

Для перемещения режущих головок дисковых ножниц разработана конструкция гидропривода, спроектирован и рассчитан силовой гидроцилиндр, выбрана насосная установка и необходимая гидроаппаратура, рассчитаны трубопроводы, а также разработана конструкция плиты на которой монтируется выбранная гидроаппаратура.

На примере детали обойма, являющейся частью разъемной муфты привода клети кромкокрошителя изучены вопросы связанные с технологическим процессом механической обработки детали, методами расчета припусков на обработку, выбором необходимого оборудования, инструмента и приспособлений, расчетом режимов резания при обработке и нормированием времени операций.

При анализе вредных и опасных факторов действующих на персонал агрегата были сделаны выводы о мерах защиты от них или их максимальному снижению. В частности, для снижения такого вредного фактора как шум предусматривается установка экранов из звуко-отражающих и поглощающих материалов. С целью обеспечения экологической безопасности оборудования рассмотрены меры по ликвидации возможных чрезвычайных ситуаций и снижению загрязняющих выбросов в окружающую среду.

Изучены все вопросы, связанные с ведением технологического процесса, проектированием и расчетом внедряемого оборудования, факторами безопасности производства и его экономичности. Анализ изучаемых вопросов показал, что все оборудование отвечает требуемым показателям, является безопасным, а проводимая реконструкция экономически выгодна.

Таким образом, можно считать, что выпускная квалификационная работа закончена, т.к. достигнута основная цель: работа обеспечивает повышение производительности агрегата, снижает эксплуатационные расходы на содержание нового оборудования и позволяет более эффективно и рационально вести технологический процесс травления металла.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Анурьев, В.И. Справочник конструктора - машиностроителя / В.И Анурьев -М.: Машиностроение, 1992. - 816 с.

2. Башта, Т.М. Гидропривод и гидроавтоматика. / Т.М. Башта - М.: Машиностроение 1972.- 320 с.

3. Гидропривод и гидропневмоавтоматика станочного оборудования. Методические указания к выполнению курсовой работы. В 2-х ч. - Вологда, ВоПИ, 1994г.

4. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред М. Высшая школа, 1983.-256 с.

5. Полетаев, В.П. Детали машин: Методические указания к курсовому проекту. Расчёт подшипников качения на долговечность. / В.П. Полетаев, А.А.Усов,- ВПИ, 1997.- 27с.

6. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. / П.Ф.Дунаев, -М.: Высшая школа, 1978.- 352с.

7. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П.Ф.Дунаев, О.П. Леликов - М.: Высшая школа, 1985.-336с.

8. Полетаев, В.П. Детали машин: Методические указания к курсовому проекту. Расчет и конструирование валов. Полетаев В.П., Усов А.А.,- ВоГТУ, 2001. - 25с.

9. ЕТКС работ и профессий рабочих. Выпуск 2. Часть 1. М.: ЦБНТ,1999 - 362 с.

10. Злобинский, Б.М. «Охрана труда в металлургии» / Б.М. Злобинский, М.: Металлургия, 1975. 536 с.

11. Иванов, М.Н. Детали машин. / М.Н. Иванов,- М.: Высшая школа, 2000. - 383 с.

12. Ковшов, А.Н. Технология машиностроения./ А.Н. Ковшов, - М.: Машиностроение,1987.-320 с.

13. Королев, А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. / А.А.Королев,М.: Металлургия, 1985.-376 с.

14. Кружков, В.А. Ремонт и монтаж металлургического оборудования / В.А.Кружков, -М.: Металлургия, 1985.-384 с.

15. Кучер, И.М. Металлорежущие станки.-/ И.М.Кучер, Л.: Машиностроение, 1962.-720 с.

16. Методические указания к выполнению курсовой работы. Часть 1. Резцы и протяжки. - Вологда: ВоГТУ, 2001. - 31с. Составитель С.С. Рябинин.

17. Нудлер, Г.И., «Электротехника и электрооборудование зданий» / Г.И. Нудлер, И.К. Тульчин, М.: высшая школа, 1978.256 с.

18. Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки. /В.А. Гапонкин, Л.К. Лукашов, Т.Г. Суворова.- М.: Машиностроение, 1990. - 448с.

19. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации ППБ 01-93** МВД РФ Государственная противопожарная служба М. 2002. 174 с.

20. Расчёт и проектирование деталей машин. Столбин Г.Б., Жуков К.П.,-М.: Высшая школа, 1978.-247с.

21. Сборник задач и примеров по курсу деталей машин. Цукевич Г.М. и др - М,: Машиностроение, 1975. - 286 с.

22. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: Справочник / В.К. Свешников, А.А. Усов, М.: Машиностроение, 1988. - 512 с.

23. Справочник технолога- машиностроителя, в 2-х томах., Под ред. Косиловой А.Г., Мещеряковой Р.К.- М.: Машиностроение, 1985.-565 с.

24. Зеньковский, М. М. Техника безопасности и производственная санитария. Изд.3-е, и доп. / М.М. Зеньковский М.: Металлургия, 1984. 232с.

25. Технология машиностроения: Методические указания по выполнению лабораторных работ по теме: «Точность обработки».-Вологда: ВоГТУ, 2000.-48 с.

26. Шейнблит, А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. / А.Е. Шейнблит, - М.: Высшая школа, 1991.- 432с.

27. Яняк, С.В. Методические указания по предмету Основы технологии машиностроения. / С.В. Яняк - Вологда, 2001.-36с.

28. Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту / Н.А. Нефедов, К.А. Осипов - «Машиностроение»,1990.-341с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.