Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Технологический процесс изготовления корпуса цилиндра типа Г29-3

Технологический процесс изготовления корпуса цилиндра типа Г29-3

Разработка технологического процесса изготовления корпуса гидроцилиндра типа Г29-3 в условиях среднесерийного типа производства. Анализ назначения и условий работы детали, технологический маршрут и план ее изготовления. Выбор и проектирование заготовки.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.10.2010
Размер файла 637,7 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.

Страница:

K6 = 1,0 [9,c.384].

Подставив исходные данные в формулу (7.6) получим:

Кz=1,51,21,01,21,01,01,0 = 2,16;

Кy=1,51,21,41,21,01,01,0 = 3,024.

Если К2,5, то по рекомендациям [9,c.384] принимаем К=2,5.

Подставив исходные данные в формулу (7.5) получим:

Н.

Сила Ру стремиться вывернуть заготовку из кулачков относительно оси ОО1 (см. рис.7.1) создавая момент от силы зажима:

, (7.7)

Данному моменту препятствует момент от силы зажима:

, (7.7)

Необходимая сила зажима равна:

= 5145,13 Н

Для дальнейших расчетов принимаем наихудший случай W=5145,13 H.

Величина усилия зажима W1, прикладываемого к постоянным кулачкам, несколько увеличивается по сравнению с усилием зажима W и рассчитывается по формуле:

, (7.8)

где f1 - коэффициент трения направляющей постоянного кулачка и корпуса патрона; f1 =0,1;

LК - вылет кулачка, мм; LК = 30 мм;

НК - длина направляющей постоянного кулачка, мм; НК = 50 мм.

В процессе конструирования патрона данные размеры могут несколько измениться, но это, как показывает практика, не внесет существенных изменений в расчет усилий.

Подставив исходные данные в формулу (7.8) получим:

Н.

7.4 Расчет зажимного механизма патрона

Определяем усилие Q, создаваемое силовым приводом, увеличиваемое зажимным механизмом и передаваемое постоянному кулачку:

, (7.8)

где iC - передаточное отношение по силе зажимного механизма (выигрыш в силе).

Для клинового механизма:

, (7.9)

где - угол наклона клина, принимаем 15?.

и 1 - углы трения на поверхностях кулачка и втулки и определяемые по формуле: = arctg f1= arctg 0.1=5?43, принимаем = 1=6?.

Подставив исходные данные в формулу (7.9) получим:

,

принимаем ближайшее стандартное значение

Подставив исходные данные в формулу (7.8) получим:

Q=6274,55/2,3=2728 Н.

Принимаем клиновой зажимной механизм.

7.5 Расчет силового привода

В начале попытаемся применить пневматический привод, так как в любом производстве имеются трубопроводы для подачи сжатого воздуха. Диаметр поршня пневмоцилиндра определяется по формуле [17,c.449]:

, (7.10)

где р - избыточное давление воздуха, принимаемое в расчетах 0,4 МПа;

= 0,9 - КПД привода.

Подставив исходные данные в формулу (7.10) получим:

При расчете по формуле (7.10) диаметр поршня получился более 80 мм, следовательно по рекомендациям [17] будем применять гидравлический привод, где за счет регулирования давления масла можно получить большие исходные усилия. При заданном усилии Q подбираем давление масла (Рг =1,0; 2,5; 5,0; 7,5 Мпа) так, чтобы диаметр поршня не превышал 80 мм.

В качестве привода принимаем гидроцилиндр двустороннего действия с рабочим давлением 1,0 МПа.

Определим диаметр поршня гидроцилиндра, подставив исходные данные в формулу (7.10):

мм.

Принимаем по ГОСТ15608-81 ближайшее значение D= 63 мм.

Ход поршня цилиндра рассчитывается по формуле:

, (7.11)

где Sw - свободный ход кулачков, по рекомендациям [17], принимаем 5 мм;

iп=1/ ic - передаточное отношение зажимного механизма по перемещению, принимаем 2,3;

Значение по рекомендациям [14] принимаем с запасом 10…15 мм.

Подставив исходные данные в формулу (7.11) и учитывая рекомендации [14] получим: 15 мм.

По результатам расчетов выполняем чертеж приспособления.

7.6 Расчет погрешности установки заготовки в приспособлении

Погрешность установки определяется по формуле:

, (7.12)

где еб - погрешность базирования, равная в данном случае еб=0, т.к измерительная база используется в качестве технологической; ез - погрешность закрепления (смещение измерительной базы под действием сил зажима), в данном случае еб=0; епр - погрешность элементов приспособления, зависящая от точности их изготовления. На рисунке 7.3. представлена размерная схема патрона с клиновым зажимным механизмом.

Расчетная схема погрешностей патрона

Рис.7.3.

, (7.13)

где щАД - колебания замыкающего размера АД;

Д1… Д5 - погрешности, возникающие вследствие неточности изготовления размеров, из-за колебания зазоров в сопряжениях.

Точность составляющих размерной цепи задаем по 7 квалитету.

Подставив исходные данные в формулу (7.13) получим:

Погрешность установки не должна превышать величины минимального припуска на чистовую обработку:

, 0,0234<0.0652

Погрешность установки не превышает установленной величины , следовательно, точность приспособления удовлетворяет требованиям.

7.7 Описание конструкции и принципа работы приспособления

Самоцентрирующий 3-х кулачковый патрон с клиновым зажимным механизмом предназначен для базирования и закрепления детали "Корпус гидроцилиндра" на токарном станке.

Патрон состоит из корпуса 1, в котором установлен клин 4, в наклонные пазы которого входят подкулачники 5. К подкулачникам винтами 32 с помощью сухарей 6 крепятся кулачки 7. Деталь устанавливается до упора в опору 8, которая крепится к стойке 9 корпуса 1 винтами 27. К клину 4 с помощью втулки 2, зафиксированной винтом 13 крепится винт 30. Винт 13 входит в отверстие вала. Чтобы определить радиальное положение этого отверстия, во втулке установлен подпружиненный фиксатор 34 с конической головкой. Между корпусом 1 и корпусом 3 установлены две пружины 12. К корпусу 3 винтами 25 крепится крышка 10. В отверстиях корпуса 1 и корпуса 3 установлены направляющие шпонки 16 и 11. Патрон крепится к шпинделю с помощью винтов 29. Винт 30 с помощью муфты соединен со штоком 19 гидроцилиндра.

Гидропривод установлен на конец шпинделя и крепится к станку винтами. Гидропривод содержит корпус 14, в котором на подшипниках 26 установлена крышка 9, крепящийся винтами 18 к корпусу 14 гидропривода. На конце штока 19 установлен поршень 12, закрепленный гайкой 30 со стопорной шайбой 20. Для предотвращения ударов поршня о стенки гидроцилиндра на нем установлены демпферы 25. Между подшипниками 26 установлена втулка 13. Левый подшипник фиксируется кольцом 21. Для подвода масла к гидроцилиндру в корпусе 14 имеются два отверстия с конической резьбой для крепления шлангов. Для подачи масла в рабочие полости гидроцилиндра в крышке 9 имеются каналы, выходные отверстия которых закрыты пробками. Для уплотнения в гидроцилиндре установлены уплотнительные кольца 22,23,24.

Самоцентрирующий патрон работает следующим образом. Заготовка устанавливается до упора в опору 8. При подаче воздуха в левую полость гидроцилиндра клин 4 отходит вправо, подкулачники скользят по наклонному пазу вверх и кулачок поднимается, закрепляя заготовку.

При подаче воздуха в правую полость гидроцилиндра клин 4 отходит влево, подкулачники скользят по наклонному пазу вниз и кулачок опускается, раскрепляя заготовку.

8. Проектирование приспособления для контроля биения отверстия

8.1 Описание конструкции приспособления

Приспособление предназначено для контроля радиального биения отверстия корпуса гидроцилиндра.

Приспособление содержит: плиту 1 к которой по средством болтов 20 и гаек 23 присоединяется чугунная стойка 8. В стойке 8 при помощи подшипников 6 и втулки 5 базируется шпиндель 3, на переднем конце которого при помощи болтов 2 крепится клиновой патрон 1. На задний конец шпинделя 3 монтируется силовой привод (пневмоцилиндр.) 9 с муфтой 10. Соединение клинового патрона 1 со штоком пневмоцилиндра осуществляется с помощью тяги 4, проходящей через центральное отверстие шпинделя. Также приспособление содержит: щуп 11, передачу рычажную 13, держатель индикатора 14, крепящийся к передаче рычажной винтом 21, пружину сжатия 22 и индикатор 15, при помощи которых происходит измерение и снятие данных; передача рычажная 13 крепится к опоре 17 винтами 16, опора в свою очередь прикреплена к плите при помощи болтов 18 и гаек 19.

Приспособление для контроля биения отверстия корпуса гидроцилиндра работает следующим образом: деталь устанавливается и закрепляется в патроне, при помощи щупа 11 осуществляется контроль биения отверстия детали за счет вращения крышки вручную и передвижения щупа 11, которое обеспечивается перемещением опоры 17 по Т-образным пазам плиты 24, данные измерений контролер считывает с индикатора часового типа 15.

Чертеж приспособления представлен на листе графической части дипломного проекта.

9. Расчет и проектирование режущего инструмента

9.1 Цели и задачи проектирования

На токарных операциях применяются резцы с механическим креплением режущей пластины по ГОСТ 20872-73. Недостатками таких резцов являются недостаточная производительность вследствие низкой надежности закрепления режущей пластины, большое время замены пластины. Поэтому, основная задача проектирования - усовершенствование конструкции токарного резца с целью устранения указанных выше недостатков.

9.2 Проектирование и расчет резца

В качестве объекта проектирования примем токарный упорный резец, используемый при обработке торцовой поверхности заготовки на 040 токарной операции.

В качестве материала для корпуса резца выбираем сталь 40Х с

sв= =690МПа и допустимым напряжением на изгиб sи. д. = 200 МПа, режущая часть твёрдый сплав Т15К6.

2. Главная составляющая силы резания

Pz = 10·Cp·tx·Sy·Vn· Kp, H (9.1), Kp = Kмр·K р·Kр·Kр (9.2),

где Kмр = 0,94. Kр - коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане, принимаем по [9]: Kрz = 0,89; Kрy = 0,5; Kрx = 1,17; Kр - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла, принимаем по [9]: Kрz = 1,25; Kрy = 2,0; Kрx = 2,0. Kр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главной режущей кромки, принимаем по [9]:

Kр z= 1; Kр y= 1,25; Kрх = 0,85.

Kpz = 0, 94 ·0,89·1,25·1 = 1,05;

Kpy =0,94·0,5·2,0·1,25=0,94;

Kpx = 0,94·1,17·2,0·0,85=1,87.

Режимы резания на 2-ом переходе операции 040: t=0,9мм; S=0,12 мм/об; V=110м/мин [см. табл.6.6.]

Расчет составляющих силы резания произведем по методике изложенной в [9]: для Pz:

Cp = 300; x = 1.0; y= 0.75; n = - 0,15;

для Py: Cp = 243; x = 0,9; y= 0.6; n = - 0,3;

для Pх: Cp = 339; x = 1.0; y= 0.5; n = - 0,4.

Pz = 10·300·0,91·0.120.75·110-0,15·1,05 = 2865,6 H;

Py = 10·243·0,90.9·0.120.6·110-0,3·0.94 = 142 H;

Px = 10·339·0,91·0.120.5·110-0,4·1,87 = 260,5 H.

3. Расчет сечения корпуса резца произведем по методике изложенной в [18] с 50. При условии, что державка имеет квадратное сечение, т.е. h??b

Ширину державки определим по формуле:

b = (9.3)

где L-вылет резца, принимаем L=70 мм.

Подставив данные в формулу (9.3), получим:

b = = 0,0182м = 18,2 мм;

Принимаем ближайшее большее сечение корпуса (b=20мм). Руководствуясь приведёнными соотношениями, получим высоту корпуса резца h?= b =20 мм. Принимаем: h b??2020 мм.

4. Проверяем корпуса резца на прочность и жёсткость:

Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:

Pz. доп. =bh2?sи. д. /6L=2010-3 (20 10-3) 2 200 /67010-3 = 914,3 Н

Максимальная нагрузка, допускаемая жёсткостью резца:

Pz. ж. =3f E J /L3 =3 0,0510-3 210 11 10-31,33 10-8/ (70 10-3) 3 =326 Н

где f - допускаемая стрела прогиба резца при чистовом точении f=0,05мм

Е - модуль упругости материала корпуса резца Е=210 11Па.

J - момент инерции прямоугольного сечения корпуса:

J = bh 3/12=2010-3 (2010-3) 3/12=1333 мм 4

Резец обладает достаточной прочностью и жёсткостью, т.к выполняется условие: Pz. доп. > Pz?< Pz. ж. 914,3 Н > 286,5?Н< 326 Н - условие выполняется.

5. Конструктивные размеры резца берём по ГОСТ 20872-80; общая длина резца L=150 мм; режущая пластина из твёрдого сплава Т15К6 № 01114-220408, по ГОСТ 19046-80.

6. Геометрические параметры лезвия резца: главный угол в плане j=93°?

7. По ГОСТ 5688-61 принимаем: качество отделки (параметры шероховатости) передней и задней поверхности лезвия резца и опорной поверхности корпуса; предельные отклонения габаритных размеров резца; марку твёрдого сплава пластины и материала корпуса; содержание и место маркировки.

8. Выбираем материал резца: для корпуса - сталь 40Х (твердость 40…45 HRCэ), оксидировать, для пластины - твердый сплав Т15К6 для винта и гайки - сталь 45 (головку винта, скос, ролик термообработать до 32…37 HRCэ).

9. Технические требования на резец принимаем по ГОСТ 266613-85.

Для усовершенствования конструкции резца изменим, способ крепления режущей пластины, это позволит повысить надежность крепления пластины и снизить время замены пластины. Пластина в состоянии выдержать большое усилие резания, что позволяет увеличить подачу инструмента, а следовательно, и производительность обработки. Сокращается время на замену или поворот режущей пластины при затуплении. Резец удобен в эксплуатации, прост по конструкции, не сложен в изготовлении.

9.3 Описание конструкции резца

Резец токарный сборный с механическим креплением пластины 2 содержит державку 1, в резьбовые отверстия которой завинчены винты 7 и 8, которые служат для регулировки положения резца. Для закрепления пластины служит винт 3 с гайкой 6 и шайбой 5, который своим скосом упирается в ролик 4.

Сборочный чертеж резца с указанием всех предельных отклонений и технических требований представлен на листе графической части дипломного проекта.

10. Линейная оптимизация режимов резания на токарной операции

10.1 Исходные данные

Переход чистового точения отверстия пов. 39,828+0,062 мм на токарно-винторезном станке 16Б16П резцом с угол в плане - = 600.

обрабатываемый материал - сталь 45Л ГОСТ 977-75;

предел прочности материала инструмента= 690 МПа;

диаметр обрабатываемой поверхности -. 39,828+0,062 мм;

режущий инструмент - Резец расточной с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18882-73, Т15К6;

главный угол в плане - = 600;

6) глубина резания - t = 0,26мм;

7) оборудование - токарный - винторезный станок 16Б16П:

7.1) мощность электродвигателя = 8 кВт;

7.2) Подача минимальная (минутная) = 2 мм/мин;

Подача максимальная (минутная) = 1200 мм/мин;

7.3) Частота вращения минимальная = 20 об/мин;

Частота вращения максимальная = 2000 об/мин.

10.2. Расчет ограничений:

10.2.1 Ограничение по кинематике станка

а) Рассчитаем ограничения, устанавливающие связь между расчетной подачей и кинематическими, соответственно минимальными и максимальными, возможностями станка:

> , мм/об; ; ;

, мм/об; ; ;

;

;

.

б) Рассчитаем ограничения, устанавливающие связь между скоростью резания и кинематическими, соответственно минимальными и максимальными, возможностями станка:

, , ,

.

Ограничение по кинематике станка

рис.10.1.

10.2.2 Ограничение по мощности привода главного движения:

(10.1)

(10.2)

Ограничение по мощности привода главного движения

Рис.10.2.

10.2.3 Ограничение по температуре в зоне резания

(10.3)

,

Ограничение по температуре в зоне резания

Рис.10.3.

10.2.4 Ограничение по точности:

, (10.4)

где д - допуск на диаметр, мм;

g - коэффициент, учитывающий способ установки заготовки, принимаем g=3 (для установки заготовки в патроне);

t - глубина резания;

D - диаметр обрабатываемого отверстия;

l - длина заготовки;

kу - коэффициент, учитывающий влияние геометрии режущего инструмента на составляющую силы резания Ру. Коэффициент kу определяем по формуле:

kу= kуг? kуц? kул? kуr (10.5)

где kуг - коэффициент, учитывающий влияние на Ру переднего угла, принимаем kуг=1,35;

kуц - коэффициент, учитывающий влияние на Ру главного угла в плане, принимаем kуц =0,75;

kул - коэффициент, учитывающий влияние на Ру угла наклона режущей кромки, принимаем kул=0,75;

kуr - коэффициент, учитывающий влияние на Ру радиуса при вершине резца, принимаем kуr=1.

Подставив определенные значения в формулу (10.5) и неравенство (10.4), получим:

kу=1,35?0,75?0,75?1=0,76;

Прологарифмируем выражение:

0,6?lg (100S) - 0,3? lg V ? lg 11,76

Пусть lg (100S) =x1; lg V =x2, тогда

0,6? x1-0,3? x2? 1,069

2x1 - x2? 3,56

Ограничение по точности

Рис.10.4.

10.2.5 Ограничение по стойкости инструмента

,

где Сv=350, табл.17, стр.270 [12] ;

x=0.15, табл.17, стр.270 [12] ;

y=0.35, табл.17, стр.270 [12] ;

m=0.2, табл.17, стр.270 [12] ;

KV=1,72·1,0·1,0·1,0=1,72.

Ограничение по стойкости инструмента

Рис.10.5.

10.2.6 Расчет целевой функции:

(10.6)

10.3 Решение графическим методом

Система ограничений:

(10.7)

На графике (см. лист графической части №) построим сис-тему ограничений и целевую функцию.

Найдем оптимальную точку, т.е. ту, в которой целевая функция Z будет максимальной. Рассмотрим точки фигуры, наиболее удаленные от начала координат - точки А, Б и В.

Определим их координаты:

т. А: , т. Б:

т. В:

Найдем значение целевой функции в этих точках:

ZБmax т. Б - оптимальная.

Рассчитаем скорость резания и подачу, используя полученные данные:

Отсюда:

Заключение

При разработке дипломного проекта предложены следующие пути совершенствования техпроцесса:

разработан новый технологический процесс изготовления детали в условиях среднесерийного производства;

разработана заготовка, полученная методом литья в земляные формы;

определены оптимальные режимы проведения лезвийной обработки на токарной операции;

спроектирован резец с механическим креплением режущей пластины, применение которого позволит сократить время замены режущей пластины и повысить надежность крепления режущей пластины;

спроектировано приспособление для контроля биения отверстия;

спроектирован патрон токарный клиновой с торцовым поджимом.

Изменения, внесенные в техпроцесс изготовления детали позволили достичь основных целей проекта, обеспечить заданный объем выпуска деталей, снизить себестоимость ее изготовления и повысить качество изготовления по сравнению с базовым вариантом технологического процесса.

Экономический эффект от внедрения данных мероприятий составит более рублей.

Список использованных источников

1. Марочник сталей и сплавов - Под ред.В.Г. Сорокин - М.: Машиностроение, 1989 - 640 с.

2. Методические указания к выполнению курсовых проектов по дисциплине "Технология отрасли". Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин. Сост. Михайлов А.В. - Тольятти, 2002.

3. Методические указания к выполнению курсовых проектов по дисциплине "Технология отрасли". Сост. Михайлов А.В. - Тольятти, 1998

4. Михайлов А.В., Расторгуев Д.А., Схиртладзе А.Г. Основы проектирования технологических процессов механосборочного производства. Тольятти, 2004.

5. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов

6. Методические указания: Экономическое обоснование выбора заготовок при проектировании заготовок. Сост. Боровков В.М. - Тольятти, 1999

7. Методические указания: Выбор маршрутов обработки поверхностей деталей машин. Сост. Михайлов А.В., Пашко Н.М. - Тольятти: ТГУ, 2003г

8. Допуски и посадки ГОСТ25347-82, стр12-25.

9. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2/ под ред.А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М. Машиностроение, 1985. - 496 с.

10. Панов А.А. и др. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. - М.: Машиностроение, 1988. - 736с.

11. Баранчиков В.И., Жариков А.В., Юдина Н.Д., Садыхов А.И. Прогресивные режущие инструменты и режимы резания металлов. - М.: Машиностроение, 1990. - 399с.

12. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания, ч.1. Нормативы времени, Москва "Экономика", 1990г.

13. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машинострое-ния, Минск "Высшая школа", 1983. - 255 с.

14. Методические указания к оформлению документов на технологические процессы резанием. Сост. Михайлов А.В. - Тольятти, 2002.

15. Справочник упрочнение

16. Справочное пособие. Хонингование. / под ред.С.И. Куликов и др. - М. Машиностроение, 1973. - 167 с.

17. Методические указания: Проектирование кулачковых самоцентрирующих патронов. Сост. Николаев С.В. - Тольятти, 1991.

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

19. Вульф А.М. Резание металлов. - М.: Машиностроение, 1973. - 496 с.

Страница:


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.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены