Разработка узла холодной раскатки внутренних колец подшипников для многошпиндельного автомата 1Б290-6

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ РАСКАТКИ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ

1.1 Разработка технологии холодной раскатки

2 Конструкторская часть

2.1 Состав и компоновка станка - автомата 1Б290-6

2.2 Механизм холодной раскатки колец подшипников для автомата 1Б290-6

2.3 Расчёт и выбор гидроаппаратуры

2.4 Динамический расчёт гидропривода подач

2.5 Расчёт резьбового соединения

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание назначения и конструкция детали

3.2 Технологический контроль чертежа

3.3 Анализ технологичности конструкции

3.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

3.5 Выбор структуры и плана обработки

3.6 Расчет припусков на обработку

3.7 Себестоимость заготовки

3.7.1 Себестоимость заготовки из проката

3.7.2 Себестоимость заготовки методом отливки

3.8 Выбор оборудования

3.9 Выбор режущего инструмента

3.10 Выбор инструментальных приспособлений

3.11 Выбор режимов резания

3.12 Технологическое нормирование времени

3.13 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ

3.14 Текст управляющей программы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития машиностроения характеризуется широким внедрением автоматизированных технологических процессов и созданием станков с автоматическими системами управления и регулирования. Одновременно повышая требования к точности обработки, формы деталей, качеству поверхности.

Для повышения эффективности производства большое внимание уделяется росту производительности, за счёт совершенствования технологических процессов и применением высокопроизводительных методов обработки. Наибольшие производительные возможности представляются в замене механической лезвийной обработки на новые, более экономичные типы обработки, например, холодная раскатка. Раскатка колец без нагрева заготовок получила название холодной раскатки. Потребовалось создание специальных раскатных станков, отличающихся более мощными механизмами раскатки и станинами. Использование холодной раскатки для изготовления подшипниковых колец позволяют практически без съема металла получить профиль, близкий по конфигурации и профилю готового кольца, что дает возможность сократить объём токарных операций и достичь 20-30% экономии металла. Современная тенденция роста стоимости металла, повышение требований к экономии при производстве подшипников к их долговечности неизбежно оказывает стимулирующее воздействие на развитие и внедрение холодной раскатки в подшипниковой промышленности. Рациональность метода холодной раскатки заключается не только в экономии металла. Сравнение микроструктуры деталей подшипников, полученных путем холодной профильной раскатки и без неё, показывают, что после деформации в приграничных слоях рабочих поверхностей (беговые дорожки) под действием формообразующих роликов (валков) волокна располагаются концентрично раскатанным поверхностям. Доказано, что долговечность наших подшипников увеличивается.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. МЕТОД И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ РАСКАТКИ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ

Раскатка колец без нагрева заготовок, которая, получила название холодной раскатки, потребовала создания специальных раскатных станков (машин), отличающихся более мощными механизмами раскатки и станинами. Такие машины были сконструированы в СССР (4К-066, 4К-046, 4К-077, РМ-300МХ, МХР-01), Англии (автоматическая линия ИР-1003 фирмы «Форм-Фло»), Германии (УПВ-63, УРВА-100), Японии (КРФ-70, КРФ-120) и нашли промышленное применение, в основном, в подшипниковой промышленности.

Использование холодной раскатки для изготовления подшипниковых колец позволяет практически без съёма металла получить профиль, близкий по конфигурации к профилю готового кольца, что дает возможность сократить объём токарных операций и достичь 20-30% экономии металла.

На рисунке 1.1. показана схема технологических операций изготовления колец подшипников традиционным способом, в котором производиться полная токарная обработка исходной заготовки (трубы или поковки), и альтернативной технологии на базе метода холодной раскатки. Существующий парк оборудования холодной раскатки позволяет в настоящее время изготавливать подшипниковые кольца различных типов, имеющих симметричный профиль от 16 до 200 мм. Применение холодной раскатки как дополнительной операции на первом этапе внедрения, как правило, приводит к повышению суммарной трудоёмкости всего технологического процесса изготовления колец подшипников. Реальный путь решения этой проблемы - повышение уровня автоматизации всего технологического процесса изготовления колец подшипников. Эта идея нашла практическое воплощение в автоматической линии ИР-1003 фирмы «Форм-Фло» (Англия). Наиболее предпочтительной является чистовая холодная раскатка (см. рисунок 1.1.), так как это позволяет избежать дополнительной токарной операции после холодной раскатки. Схема обработки кольца 6309.02 представлена в таблице 1.1.

Рисунок 1.1- Структурная схема технологии изготовления колец п/ш

Таблица 1.1- Схема обработки кольца 6309.02



1.1 Разработка технологии холодной раскатки

Процесс холодной открытой раскатки заготовок колец шариковых подшипников состоит из двух стадий: интенсивной раскатки и последующего «выхаживания» (калибровки).

Интенсивная раскатка начинается с момента соприкосновения валков с заготовкой. При этом за счёт уменьшения площадки сечения заготовки, происходит оформление профиля и интенсивное увеличение диаметральных размеров раскатываемой заготовки до наступления «выхаживания».

Интенсивная раскатка характеризуется величиной обжатия за один оборот кольца ?Z, которая задаётся на машине регулировкой рабочего давления P₁ в зависимости от типоразмера кольца.

Величина обтачивания за один оборот кольца устанавливается и контролируется расчётным временем интенсивной раскатки t₁ на конкретный типоразмер кольца.

«Выхаживание» определяется количеством оборотов необходимых для получения геометрической и размерной точности раскатанного кольца при незначительном обтачивании по сечению и небольшом увеличении диаметральных размеров. «Выхаживание» контролируется по расчётному времени «выхаживания» t₂ - времени с начала стадии «выхаживания» до окончания раскатки.

Скорость раскатки на автомате модели 1Б 290-6 колеблется в пределах до 90 м/мин.

Обжатие за один оборот кольца на стадии интенсивной раскатки ?Z на основании теоретических расчётов и экспериментальных работ должно составлять 0,015…0,05 мм /об в зависимости от степени обжатия (коэффициенту л=1,15 соответствует ?Z=0,015 мм/об, с увеличением значения коэффициента л значение ?Z увеличивается, при л=1,4 ?Z=0,05 мм/об). Для кольца 6309.02 при л=1,17 ?Z=0,015 мм/об.

Количество оборотов необходимое для «выхаживания» колеблется в пределах 15ч40 и контролируются временем «выхаживания» t₂. Для кольца 6309.02 принимаем Ц_к=25 оборотов.

Рабочее давление P₁ регулируется в зависимости от высоты конкретного типоразмера заготовки кольца. Эта зависимость приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Зависимость рабочего давления от высоты заготовки кольца

Высота заготовки кольца H, мм	Рабочее давление P1, МПа
1	2
11ч19 19ч26 26ч31	2,0ч3,0 3,0ч4,0 4,0ч5,0

Для кольца 6309.02 с высотой H=25,35 мм принимаем P₁=4.0 МПа.

Давление в гидросистеме измерительного ролика P₂ устанавливается в зависимости от радиальной жёсткости конкретного типоразмера заготовки кольца. Эта зависимость приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Зависимость давления в гидросистеме измерительного ролика от радиальной жёсткости

Радиальная жёсткость, Дк/Sк	Давление в гидросистеме измерительного ролика P2, МПа
1	2
Свеше15 12ч15 до 12	1,0ч1,5 1,5ч2,0 2,0ч2,5

Общее давление P₃ в гидросистеме вспомогательных перемещений фиксатора, контрольного ролика; загрузки и бабки раскатника для всех типоразмеров заготовок колец составляет 2,0ч2,5 МПа.

Давление P₄ в пневмосистеме измерительного устройства для всех типоразмеров заготовок колец составляет 0,15ч0,20 МПа.

Эта технология предъявляет более высокие требования по точности и качеству поверхности к исходной заготовке под раскатку.

Современная тенденция роста стоимости металла, повышение требований к экономии при производстве подшипников, к их долговечности неизбежно оказывает стимулирующее воздействие на развитие внедрение холодной раскатки в подшипниковой промышленности. Рациональность метода холодной раскатки заключается не только в экономии металла. Сравнение микроструктуры деталей подшипников, полученных путем холодной профильной раскатки и без неё, показывают, что после деформации в приграничных слоях рабочих поверхностей (беговые дорожки) под действием формообразующих роликов (валков) волокна располагаются концентрично раскатанным поверхностям.

Анализом результатов стендовых испытаний и длительным опытом применения таких подшипников доказано, что долговечность таких подшипников увеличивается. Это особенно эффективно при раскатке внутренних колец, так как внутреннее кольцо, как правило, является «узким» местом по усталостной долговечности.

Известно, что более равномерная структура увеличивается стабильность долговечности, а конечные свойства закаленной стали определяются исходным состоянием, элементами микро и макроструктуры, видом предшествующей термообработки и пластической деформации.

В основе исходного состояния хромистой подшипниковой стали имеются включения карбидов Fe₃C и (FeCr)₃C, а также неметаллические включения (сульфиты, оксиды, силикатные включения).

Как показали исследования микроструктуры деталей подшипников, при холодной раскатки сульфиты и другие неметаллические включения на раскатанных рабочих поверхностях распределяются более равномерно при их значительном уплотнении.

Если крупные очаги неметаллических включений на фоне закаленной мартенситности структуры деталей являются питтингов на рабочих поверхностях колец и тел качения, то вполне естественно ожидать, что уплотнение и более равномерное распределение неметаллических включений будет в дальнейшем затруднять условия питтингообразования, повышать долговечность деталей и соответственно подшипника. Стендовые испытания деталей подшипников, полученных методом холодной раскатки показали рост долговечности подшипников в 1,5-2,0 раза. Это же подтверждается опытом эксплуатации у потребителей.

Из всего многообразия методов раскатки колец из кольцевого полуфабриката (заготовки) в холодной раскатке получили наиболее распространение: раскатка между двумя валками (внутренним и наружным) со свободным ростом диаметральных размеров кольца - открытая раскатка; раскатка внутренним валком в жёсткой матрице с ограничением роста размера наружного диаметра - закрытая раскатка; раскатка внешним валком на оправе с ограничением измерения внутреннего диаметра - полузакрытая раскатка. Торцевая - раскатка, при которой часть сечения кольца деформируется вдоль оси заготовки с образованием внешнего или внутреннего бурта.

Измерение наружного диаметра при закрытой раскатке и внутреннего диаметра при полузакрытой раскатке не превышают величины технологических зазоров между заготовкой и инструментом (матрицей или оправкой).

Первый метод конструктивно реализован в машинах холодной раскатки 4К-066, 4К-046, 4К-077 (изготовитель - ПО ГПЗ-4, г. Куйбышев, Россия); УПВ-63, УРВА-100 (изготовитель - завод профиленакатных машин, г. Бад-Дюбен, Германия); КРФ-70, КРФ-120 (изготовитель - «Койо-Сейко Корпорэйшн», г. Осака, Япония).

Второй метод использован в конструкции раскатной машины МХР-01 (изготовитель - ГПЗ-8, г. Харьков).

Третий метод применён в конструкции раскатной машины автоматической линии ИР-1003 английской фирмы «Форм-Фло».

Раскатная машина 4К-046 выпускалась двух модификаций: А и Б. На автомате 4К-046А приводным является наружный валок, от него вращение передаётся заготовке и далее к внутреннему валку. Опорный валок в процессе раскатки перемещается за счёт кинематической связи через копир с перемещением контрольного ролика.

Автомат 4К-046Б отличается от 4К-046А большим усилием раскатки (15т) и наличием приводного механизма у внутреннего валка. Опорный ролик установлен на штоке гидроцилиндра, а скорость перемещения траверсы раскатного валка задаётся посредством регулирования скорости вращения специального опорного эксцентрика, что позволяет обеспечивать постоянную подачу в процессе раскатки.

Автомат 4К-077 самый мощный из выпускаемых моделей серии 4К (25т).

Отличительная особенность автоматов 4К-046 и 4К-077 вертикальное расположение подвижного в радиальном и осевом направлениях внутреннего раскатного валка. Процесс раскатки сопровождается обжатием стенки кольца и увеличением его диаметральных размеров. По достижении размера раскатного кольца величины, на 1,5-2,0 мм меньше конечного размера, сигнал от первого датчика контрольного ролика поступают в систему управления, радиальное перемещение нажимного внутреннего валка прекращается, и наступает период выхаживания, во время которого калибруются геометрическая форма и размеры раскатного кольца. По окончании процесса калибровки (достижения заданного диаметра) сигнал от второго датчика контрольного ролика включает гидроцилиндр нажимного механизма на обратный ход.

Общим недостатком машин этой серии являются сложная процедура настройки автомата на раскатку определённого типа кольца подшипника, а также относительно трудоёмкая операция замены раскатного инструмента.

Принципиальная схема механизма раскатки машин холодной раскатки 4К-066, 4К-046, 4К-077 и УРВА-100 показала на рисунке 1.2, где приняты следующие обозначения: 1 - датчик размера; 2 - контрольный ролик; 3- опорный (центрирующий) ролик; 4 - внутренний ролик; 5 - раскатываемое кольцо; 6 - наружный валок. Автомат УРВА-100 служит для раскатки внутренних и наружных колец подшипников качения, а также других симметричных кольцевых деталей с коэффициентом раскатки К_р=1,2-1,7.

Рисунок 1.2 - Конструкционная схема исполнительного механизма машин холодной раскатки 4К-046, 4К-077, УРВА-100

Метод раскатки представляет собой технологию формоизменения в холодном состоянии, которая в первую очередь отвечает требованиям подшипниковой промышленности. Она обеспечивает кольца подшипника качения точной формы и размеров. Исходная кольцевая заготовка подаётся на оправку и затем за счёт вертикального перемещения суппорта наружного валка при существующем усилии производиться раскатка до готовой детали с формированием практически под шлифование.

Измерительная система блока управления после достижения нужного чистового диаметра кольца вызывает возврат ролика, и процесс раскатки завершается. Заготовки могут быть получены токарной обработкой холоднотянутых и горячекатаных труб, а также поковок при условии, чтобы колебания по твердости не превышали 20 HB.

Одинаковые максимальные допуски по ширине, внутреннему и наружному диаметрам исходной кольцевой заготовки вызывают удвоение допуска измеренного диаметра готового кольца.

Характерными признаками автомата для раскатки колец УРВА-100 являются:

- принцип открытой раскатки;

- автоматическая загрузка-выгрузка;

- свободный доступ к рабочему пространству;

- точная настройка осей инструмента;

- централизованное расположение органов управления;

- программируемая система управления;

- электронная система измерения пути;

- адаптивные связи;

- небольшая занимаемая площадь.

Благодаря использованию автоматов для раскатки колец УРВА-100 обеспечиваются следующие преимущества:

- экономия металла;

- повышения эксплуатационных свойств колец (долговечности) до 50%;

- небольшое время на переналадку - около 30 мин;

- удобство обслуживания;

- производительность 6-10 мм/мин;

- диагностика машины;

- экономия энергии;

- уменьшение трудозатрат на токарных операциях;

- отсутствие вредного влияния на окружающую среду.

На раскатной машине УРВА-100 можно изготавливать кольца подшипников радиальных; радиально-упорных; сферических; роликовых с цилиндрическими роликами; колец коробки передач автомашины.

Принципиальные схемы механизмов раскатки машин холодной раскатки УПВ-63 и 4К-066 показаны на рисунке 1.3 и рисунке 1.4 соответственно. На этих рисунках приняты следующие обозначения: 1 - датчик размера; 2 - контрольный ролик; 3 - опорный ролик; 4 - внутренний ролик; 5 - раскатываемое кольцо; 6 - наружный валок.

Кольцераскатная машина УПВ-63 была сконструирована на базе профиленакатного станка. Схема раскатки принципиально не отличается от схемы машины 4К-046. В качестве исходной заготовки используется кольцевой полуфабрикат, обточенный по всем поверхностям и шлифованный по торцам.

Деформация заготовки осуществляется между внутренним (оправкой) и наружным валиками. В качестве контрольно-измерительного устройства используется гидравлически управляемая головка с двумя роликами, симметрично расположенная относительно плоскости раскатки. Эти ролики способствуют устойчивости кольца во время раскатки. Измерительная головка связана с электрокомпаратором, переключающим режим работы наружного валка.

Рисунок 1.3 - Конструктивная схема исполнительного механизма машины холодной раскатки УПВ-63

Рисунок 1.4 - Конструктивная схема исполнительного механизма машины холодной раскатки 4К-066



Автомат 4К-066, самый маленький из выпущенных на ПО ГПЗ-4, предназначен для раскатки мелких колец диаметром до 45 мм. Автомат имеет горизонтальное исполнение раскатного узла. Отличительная особенность - активный контроль внутреннего диаметра. Работа автомата выполняется следующим образом. Заготовка подаётся в кольцевую матрицу и центрируется подпружиненными упорами. Внутрь заготовки входит сепаратор с размещёнными в нём тремя рабочими валами. Два штока от гидроцилиндра перемещаются навстречу друг другу и воздействуют на конические поверхности рабочих валов, распирая и перемещая их в радиальном направлении. Заготовка растягивается, принимая треугольную форму, соприкасается с вращающейся матрицей и вращается вместе с ней. Установленные в не вращающемся сепараторе валки, вращаясь от трения с заготовкой, осуществляют её раскатку и перемещаются в радиальном направлении до заданного положения, определенного положением штоков. После выглаживания раскатанной заготовки штоки расходятся, сепаратор с рабочими валками выходит из рабочей зоны, и заготовка выталкивается в отводящий желоб. Исходной заготовкой служит полученная из трубы обточенная снаружи и расточенная изнутри заготовка с обработанными наружными фасками. Для обеспечения минимальных объёмных отклонений заготовку подвергают дополнительно одновременному шлифованию двух торцов. Раскатанная на автомате модели МХР-01 заготовка перед термообработкой проходит операцию шлифования двух торцов одновременно. Принципиальная схема механизма раскатки машины МХР-01 показана на рисунке 1.5, где: 1 - матрица; 2 - внутренний валок; 3 - раскатываемое кольцо; 4 - опорный валок. Раскатная машина ИР-1003 входит в состав автоматической линии холодной профильной раскатки из труб внутренних колец радиальных шариковых подшипников с диапазоном наружного диаметра 23-95 мм разработанной фирмы «Форм-Фло» (Англия).



Рисунок 1.5 - Конструктивная схема исполнительного механизма машины холодной раскатки МХР-01

холодный раскатка подшипник станок

В автоматической линии реализован следующий технический маршрут:

-изготовление кольцевого полуфабриката из труб обточной и малоотходным отделением вращающимися дисковыми ножами;

- выталкивание двухсторонних фасок в отверстии;

- промывка полуфабриката;

- холодная профильная раскатка.

Компоновочная схема механизма раскатки машины ИР-1003 показана на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 - Конструктивная схема исполнительного механизма станка ИР-1003 для холодной раскатки

Холодная раскатка колец производиться следующим образом (см. рисунок 1.6). На неподвижном 1 и подвижном 7 суппортах установлены внешние валки 2 и 6, формующие наружный профиль кольца 5. Исходная заготовка 9 помещается в ручей свободно вращающейся разъёмной оправки 4 и раскатывается между деформирующими валками. Два поддерживающих свободно вращающихся ролика 3 ограничивают увеличение диаметральных размеров кольца и уменьшают отклонение от округлости. Такая четырёхвалковая схема обеспечивает высокую точность обработки и исключает охватывание оправки кольцом.

В процессе раскатки смещаемый объём металла в зоне дорожки качения и фасок перетекает в ширину кольца. Части оправки удерживаются при этом от расхождения боковыми щеками 8, закреплёнными на формующих валках. Раскатанные кольца перед термической обработкой не подвергаются механической обработке, припуски на шлифование соответствуют получаемым по действующей на подшипниковых заводах технологии.

Расчёты показывают, что внедрение технологии холодной раскатки заготовок внутренних колец радиальных шариковых подшипников обеспечивает экономию металла 20-24% по сравнению с существующей технологией точения из труб на многопрофильных автоматах, при этом разделение труб роликами даёт экономию 6-8%, а профилирование колец раскаткой 14-16%.

Все созданные машины холодной раскатки работают в дискретном режиме цикла (загрузка - раскатка- выгрузка). Операции загрузки и выгрузки занимают более 50% общего времени цикла, поэтому с целью повышения производительности машин перспективным направлением является разработка машин непрерывного действия (роторного типа).

Способ холодной торцовой раскатки в настоящее время разрабатывается для изготовления кольцевых деталей с буртами. Азовское специальное конструкторское бюро кузнечно-прессового оборудования и автоматических линии совместно с ЛПИ разработало конструкцию машины для холодной торцовой раскатки, которая послужила базой для станков моделей СО-424 и СА-0428. Схема раскатки одинаковая для всех машин. Схема раскатки представлена на рисунок 1.7.

Торцовая раскатка осуществляется следующим образом. В матрицу 2, закреплённую на шпинделе станка, устанавливается заготовка 4, частично выступающая из матрицы. Рабочий валок 5подводится к заготовке под углом б (изменяется от 0° до 15°) к оси шпинделя в горизонтальной плоскости, при этом поверхность А рабочего валка касается внутренней поверхности заготовки, а поверхности Б упирается в торец заготовки. Для поддержания консольно-расположенного рабочего валка установлен поддерживающий ролик 6. Шпиндель станка вместе с матрицей и заготовкой приводиться во вращение. Рабочий (раскатной) валок, вращаясь от трения с заготовкой и перемещаясь вдоль оси матрицы, раскатывает заготовку, при этом металл заготовки вытесняется в свободное пространство, образованное матрицей, формующим роликом 3 и рабочим валком. На торце заготовки образуется бурт. Базирование исходной заготовки и выталкивание раскатанной осуществляется выталкивателем 1.

Внедрение станков для торцевой раскатки при изготовлении заготовок колец с буртом типа закрепительно-стяжных втулок или колец роликовых подшипников экономит до 20-30% металла.

Рисунок 1.7 - Схема торцевой раскатки



2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Состав и компоновка станка - автомата 1Б290-6

Автоматы токарные многошпиндельные патронные горизонтальные повышенной точности 1Б290-6, 1Б290-8 предназначены для изготовления деталей из штучных заготовок (отливок, штамповок, поковок) в условиях массового, крупносерийного и серийного производства при повышенных требованиях к точности обрабатываемых деталей.

Перечень составных частей станка:

1. Станина;

2. Коробка передач;

3. Шпиндельный блок;

4. Распределительный вал;

5. Продольный суппорт;

6. Верхние поперечные суппорты;

8. Шпиндельный барабан;

10. Охлаждение;

11. Гидрооборудование и система смазки;

12. Электрооборудование;

13. Привод независимых устройств;

14. Командоаппарат;

15. Транспортёр стружки;

16. Оснастка и приспособления;

17. Щит ограждения задний;

18. Щит ограждения передний;

19. Верхние щиты;

20. Привод продольного суппорта;

24. Механизм поворота шпиндельного барабана;

25. Механизм фиксации шпиндельного барабана;

27. Механизм контроля подъёма барабана;

28. Задний средний суппорт;

31. Привод поперечных суппортов;

32. Механизм подъёма барабана;

33. Привод упоров суппортов;

34. Гидростанция;

35. Панель управления станком;

36. Поперечный и продольный суппорт раскатки.

Компоновка станка состоит из корпуса, выполненного в виде замкнутой портальной конструкции. На литой коробчатой станине расположены шпиндельный блок 3, в котором смонтирован шпиндельный барабан 8, с рабочими шпинделями. Шпиндели оснащены патронами для зажима обрабатываемой заготовки. Кроме барабана, в шпиндельном блоке расположены рычаги и тяги привода 31 поперечных суппортов, механизмы фиксации барабана 25, подъёма барабана и контроля подъёма 27. На верхней плоскости блока смонтирован механизм поворота барабана 24. На зеркале шпиндельного блока смонтированы средний 28 и суппорта раскатки 36.

На станине с левой стороны расположена коробка передач 2, где находятся привод главного двигателя (рабочих шпинделей), привод подачи (к распределительному валу), привод инструментальных шпинделей (устройство для сверления, разворачивания и резьбонарезания 21); наладочный привод, рычаги привода 20 продольного суппорта. Сзади коробки прикреплён электрошкаф 12. Между коробкой и блоком расположен продольный суппорт 5. На коробке и шпиндельном блоке лежит траверса 4, внутри, которой расположен распределительный вал для управления всеми механизмами станка. На траверсе расположены верхние поперечные суппорты 6.

По специальному заказу на траверсе может быть установлен вспомогательный чистовой продольный суппорт с независимыми приводами. Кроме этого в траверсе расположены верхние рычаги привода суппортов 31, рычаги привода независимых устройств 13, рычаги фиксации. Сбоку траверсы установлен командоаппарат 14, управляющий электромагнитными муфтами коробки передач и соленоидами золотников гидрооборудования. На траверсе, блоке и коробке передач расположены верхние щипы 19. За коробкой передач в станине расположены помпы и отсек для охлаждающей жидкости 10, главный двигатель. В нише шпиндельного блока на станине расположена насосная установка 11 гидрооборудования, с торца станины монтируется выносная насосная установка смазки, отсек для масла расположен в станине под установкой гидрооборудования. За коробкой передач на станине расположен транспортёр 15 для удаления стружки. Рабочее пространство станка закрыто оградительными щитами 17, 18.

Станок представляет собой автомат последовательного действия. Заготовка, закреплённая в каждом из шпинделей, проходит последовательно обработку во всех позициях. Шпиндельный барабан в начале каждого цикла поворачивается и фиксируется на одну позицию.

За 1оборот распределительного вала совершается 1 рабочий цикл. Часть оборота распределена от 0° до 210° идёт на вспомогательные движения и производится быстро с постоянной скоростью 94 мин^-1. В это время производиться отвод суппортов, разжим патрона и зажим, поворот шпиндельного барабана на очередную позицию, подвод суппортов. Остальная часть оборота распределена от 210° до 360°, идущая на рабочую подачу инструментов, производится медленно со скоростью, зависящей от настройки гитары подач.

2.2 Механизм холодной раскатки колец подшипников для автомата 1Б290

Работа в автоматическом режиме. Схема предусматривает два возможных варианта работы: основной (А) и запасной (В). Кроме того, предусмотрены два режима раскатки:

1) фиксация раскатников;

2) автоматический отвод раскатников под действием сил рабочего процесса.

Основной вариант (А) (см. лист 2): управление подачей раскатников от линейного кулачка К, установленного на подвижном поперечном суппорте. В данном варианте для регулирования подачи применяются распределитель Р4 с механическим управлением и регулятором расхода РР.

Быстрое перемещение механизма в рабочую зону. Механизм работает следующим образом. По окончании поворота шпиндельного блока автомата включается электромагнит Y1, распределитель Р1 переключается в правую (по схеме) позицию и механизм раскатки МР посредством гидроцилиндра ГЦ1 перемещается в рабочую зону (по схеме - вниз).

Выключается конечник В1, включается конечник В2 и электромагнит Y4. При раскатке колец в режиме фиксации раскатников, одновременно должен выключиться электромагнит Y1, при этом распределитель Р1 займёт среднюю позицию и запрёт полости гидроцилиндра ГЦ1.

Быстрый подвод раскатников происходит при включении электромагнита Y4, распределитель Р2 включится в правую (по схеме) позицию и осуществляется быстрое перемещение раскатников навстречу друг другу. При этом жидкость из левой полости гидроцилиндра ГЦ2 свободно вытесняется в бак через распределитель Р4.

Процесс раскатки. В конце быстрого подвода кулачок К переключает распределитель Р4 вниз (по схеме), сопротивление потоку жидкости через него возрастает, скорость движения раскатников плавно уменьшается. Идет процесс раскатки. Скорость подачи при этом определяется формой профиля кулачка и рабочей кромки золотника распределителя Р4. Питание системы осуществляется при этом от насоса высокого давления Н_рх.

Поток жидкости двигается следующим образом:

Когда замкнутся контакты конечника В4 измерительного устройства, выключится электромагнит Y4, распределитель Р2 займёт среднюю позицию и запрёт полости гидроцилиндра ГЦ2. Раскатка продолжается при остановленном поршне ГЦ2, идёт процесс выхаживания до срабатывания конечника В5 измерительного устройства, который фиксирует окончательный размер кольца.

Быстрый отвод раскатников осуществляется включением электромагнита Y5, распределитель Р2 включается в левую (по схеме) позицию и реверсирует ГЦ2, раскатники быстро расходятся в исходное положение.

Быстрый отвод механизма раскатки. В исходном положении ГЦ2 включает конечник В3, выключатся магниты Y5 и Y1 (если раскатка происходила в режиме автоматического отвода раскатников), включится магнит Y2. Распределитель Р1 включится в левую (по схеме) позицию. Гидроцилиндр ГЦ1 выведет механизм раскатки из рабочей зоны. Поток жидкости двигается следующим образом:

Выключается В2, Y2 и включается В1, после чего подаётся команда на поворот шпиндельного блока автомата.

Для регулирования давления в системе служит панель регуляторов давления (ПРД).

Насосная установка НУ включает два насоса: один Н_бх - для осуществления быстрых ходов и вспомогательных движений, второй Н_рх. - для рабочих подач. Клапан КП1 настроен на высокое давление и при быстрых ходах закрыт. При быстрых ходах жидкость от насоса Н_бх. проходит через обратный клапан КО и, объединяясь с потоком жидкости от насоса Н_рх, направляется в систему. Давление на выходе из насосов регулируется клапаном КП2.

При соприкосновении раскатников с заготовкой в начале раскатки давление в напорной линии увеличивается, клапан КО закрывается, а КП1 - открывается и регулирует давление на выходе из насоса Н_рх, от которого и происходит питание ГЦ2.

В приводе перемещения механизма раскатки в рабочую зону установлен клапан давление КД, который регулирует давление в штоковой полости (ШП) гидроцилиндра ГЦ1 в процессе раскатки.

Управление подачей раскатников. В гидроприводе подачи раскатников в линии, присоединённой к штоковой полости (ШП) гидроцилиндра ГЦ2, параллельно распределителю Р4 установлен регулятор расхода РР с обратным клапаном. Он предназначен для поддерживания постоянного перехода давления на дросселирующей щели распределителя Р4, что позволит обеспечить стабильный закон изменения величины подачи раскатников в процессе раскатки.

Вариант В (запасной): управление подачей раскатников от дискового кулачка К1 с электромеханическим приводом (электродвигатель М2 - червячный редуктор 1/80). Для управления подачей применяется дросселирующий распределитель Р5 специальной конструкции с механическим управлением.

По окончании быстрого подвода раскатников, когда разомкнуться контакты В3, включается электродвигатель М2, который приводит во вращение кулачок К1, управляющий распределителем Р5. Последний установлен в линии, присоединённой к штоковой полости ШП гидроцилиндра ГЦ2 (вместо Р4).Вместо регулятора расхода устанавливается обратный клапан КО1. Идёт процесс раскатки колец.

Поток жидкости двигается следующим образом:

Закон изменения подачи в процессе раскатки определяется формой рабочей кромки золотника распределителя Р5.

Когда замкнутся контакты В4 измерительного устройства, выключится М2. Раскатка продолжается на остановленном кулачке (процесс выхаживания) до срабатывания конечника В5, который фиксирует окончательный размер кольца. Когда ГЦ2 возвратится в исходное положение и замкнутся контакты В3, включается электродвигатель М2 для поворота кулачка К1 в исходное положение. При этом замкнутся контакты В6 и электродвигатель М2 выключится.

Для улучшения энергетических характеристик привода и уменьшения пульсацией давления в схему введён пневмогидравлический аккумулятор А, который подключён к напорной линии насосов через распределитель Р3. Последний служит для отключения аккумулятора А при выключении насосов, что предотвратит его непроизводительную разгрузку и отрицательное влияние на работу насоса.

При включении насосов одновременно включается магнит Y3, в результате чего аккумулятор подключится к гидросистеме.

При выключении насосов выключится Y3 и полость аккумулятора заглушается.

Обозначения на схеме:

ПП - панель подач;

ПРД - панель регулирования давления;

ПР - панель распределителей;

А - аккумулятор пневмогидравлический;

НУ - насосная установка.

2.3 Расчёт и выбор гидроаппаратуры

Привод подач раскатников.

Гидроцилиндр Ш180/60-70:

1) максимальное усилие, R_max=8 т;

2) скорость холодного хода, V_х.х=0,75 м/мин;

3) скорость рабочей подачи, V_р.п=0ч20 мм/мин;

4) скорость раскатки 90 м/мин.

На рисунке 2.1. показаны параметры привода подач раскатников.



Рисунок 2.1 - Привод подач раскатников

Площадь цилиндра F₂ определим по формуле:

F₂=р/4(D²•d²), м², (2.1)

F₂=р/4•0,18²•0,06²=2,26•10² м².

Площадь цилиндра F₁ определим по формуле:

F₁=рD²/4, м², (2.2)

F₁=р/4•0.18²=2.54•10² м²,

P₁=/F₁(P₂F₂+R_У), МПа, (2.3)

МПа. Принимаем 0,9 МПа.

Давление в правой полости определим по формуле:

P₁=1/F₁(P₂F₂+R_max), МПа, (2.4)

P₁=1/254(0,9•10⁶•226+80000)=4,55 МПа.

Требуемое давление насоса P_н=6,3 МПа.

Расходы жидкости, требуемые для питания ГЦ.

При холостом ходе: м/мин. Расходы жидкости при быстром отводе определим по формуле:

Q_БО=v_ххF₂, л/мин, (2.5)



Q_БО=0,75/60•2,26•10² =16,95 л/мин.

Расходы жидкости при быстром подводе определим по формуле:

Q_БП=v_хх•F₁, л/мин, (2.6)

Q_БП=0,75/60•2,54•10² =19,05 л/мин.

При рабочей подаче определим по формуле:

Q_р.п=v_р.п•F₁ , л/мин,

Q_р.п=0,04/60•2,26•10⁵=0,9 л/мин.

Привод перемещения раскатников.

На рисунке 2.2 показана схема привода перемещения.

Гидроцилиндр: Ш60/36х220, скорость перемещения V_пр=0,75 м/мин. Давление насоса вспомогательного движения P_нв=1,8ч2 МПа.

Рисунок 2.2 - Схема привода перемещения раскатников

Площадь цилиндра F₂ определим по формуле:

F₂=р/4(D²•d²), м², (2.8)

F₂=р/4((0,06)²•(0,036)²)=1,8•10³ м².



Площадь цилиндра F₁ определим по формуле:

F₁=р D²/4, м², (2.9)

F₁=р /4 •(0,06)²=2,82•10³ м²,

P₁F₁=P₂F₂+R_У, МПа, (2.10)

МПа. Принимаем 0,9 МПа.

Давление жидкости в полости Р₁ определим по формуле:

P₁=1/F₁(P₂F₂+R_max), МПа. (2.11)

Максимальное усилие определим по формуле:

R_max=м_пр•G_п+m_п•a, Н, (2.12)

R_max=0,0012 • 3000+3000 •1= 3003 Н,

Р₁=1/2,82•10^-3(0,9•10⁶•1,8•10^-3+3003)=1,63 МПа.

Выбираем насос с запасом , P_н=6,3 МПа. Расходы жидкости, требуемые для питания ГЦ.

При холостом ходе: v_х.х=0,75 м/мин.

Q_БО=0,75/60•1,8•10^-3=2,2•10^-5 м³/с=1,35 л/мин,

Q_БП=0,75/60•2,82•10^-3=3,52•10^-5 м³/с=2,1 л/мин.

Выбор насосной установки устанавливается исходя из требуемых расходов жидкости и давления ГП.

л/мин.

Номинальная подача насоса Q_н должна превышать найденный расход, то есть: Q_Н ? Q_mаx.

Величина требуемого давления на выходе из насоса определяется по формуле:

P_н= P₁+ ?P_н, МПа, (2.13)

где ?P_н - суммарные потери давления в линии, соединяющей насос с ГД при рабочем ходе определяется по формуле:

P_н= 3/2P₁, МПа, (2.14)

P_н= 3/2 • 4,55 =6,8 МПа.

Выбираем P_ст.=6,3 МПа. На основании полученных знаний Q_н. и P_н. из справочника [1] выбираем модель насосной установки и регулирующую гидроаппаратуру.

Насос 3С160В2В6 5/354 УХЛ4

3 - исполнение по высоте гидрошкафа;

С - тип насосной установки;

160 - вместительность бака, 160 л;

В - с воздушным маслоохлаждением;

2В - вертикальной компоновки насосного агрегата;

6 - номинальное давление насоса, 6,3 МПа;

5/35 - номинальная подача насоса, л/мин;

4 - мощность кВт электродвигателя привода;

УХЛ4 - климатическое исполнение и категория размещения.

Насосный агрегат: ( 5Г12-24АМ/4А112МВ6 )/6Г43-33,

5Г12-24АМ - тип насоса;

4А112МВ6 - тип электродвигателя.

Выбор гидроаппаратуры производится из справочной литературы [1] по величине расхода и рабочего давления в той линии, где установлен аппарат, номинальное значение расхода и давления должны быть ближайшими большими к расчётным значениям.

Выбираемые аппараты должны соответствовать заданному способу монтажа, в нашем случае - стыкового.

Распределитель Р5, ВЕ10.574 Г24:

В - гидрораспределитель золотниковый;

Е - управление электромагнитное;

10 - диаметр условного прохода, мм;

574 - исполнение по гидросхеме;

Г24 - постоянный ток напряжением 24В.

Распределитель Р1, ВЕ10.44 Г24:

В - гидрораспределитель золотниковый;

Е - управление электромагнитное;

10 - диаметр условного прохода, мм;

44 - исполнение по гидросхеме;

Г24 - постоянный ток напряжением 24В.

Распределитель Р4, ВМР10.573:

В - гидрораспределитель золотниковый;

МР - управление от ролика;

10 - диаметр условного прохода, мм;

573 - исполнение по гидросхеме.

Q_н=33 л/мин; P_н=32 МПа. Регулятор расхода РР, МПГ 55-34 М:

М - международные присоединительные размеры;

П - стыковое присоединение;

Г 55-3 - обозначение по классификатору станкостроения;

4 - исполнение по диаметру условного прохода, Д_у=20 мм;

М - модернизованная конструкция.

Q_н=100 л/мин; P_н=20 МПа. Клапан давления КД ПВГ 66-32М:

П - стыковое исполнение;

В - исполнение по давлению на 10 МПа;

Г 66-3 - обозначение по классификатору станкостроения, гидроклапан давления;

2 - исполнение по диаметру условного прохода, 10 мм;

М - модернизованная конструкция.

Клапан давления КП1, ПБГ 54-32М:

П - стыковое исполнение;

Б - исполнение по давлению, 6,3 МПа;

Г 54-3 - обозначение по классификатору станкостроения, гидроклапан давления;

2 - исполнение по диаметру условного прохода, 10 мм;

М - модернизованная конструкция.

Q_н=32 л/мин; P_н=6,3 МПа. Клапан давления КП2, ПГ 54-34М:

П - стыковое исполнение;

Г 54-3 - обозначение по классификатору станкостроения, гидроклапан давления;

4 - исполнение по диаметру условного прохода, 20 мм;

М - модернизованная конструкция.

Q_н=125 л/мин; P_н=2,5 МПа. Клапан обратный КО-20-2:

20 - диаметр условного прохода, мм;

2 - конструктивное исполнение.

Q_н=125 л/мин; P_н=32 МПа. Переключатель манометра Р5, 3М6.С320:

3М - золотниковый манометр;

320 - давление 32 МПа.

Манометр МН МТП-2/1:

МТП-2 - манометр с трубчатой пружиной показывающий диаметр корпуса 60 мм;

1 - конструктивное исполнение: без фланца с радиальным штуцером.

А - аккумулятор пневмогидравлический АПГ-Б6,3/20:

Б - вертикальное положение при монтаже;

6,3 - вместимость 6,3 дм³;

20 - номинальное давление 20 МПа.

После расчёта расходов, давления и выбора гидроаппаратуры производим расчёт трубопроводов.

Внутренний диаметр трубопровода определяем по формуле:

d=2vQ/р¦v¦, мм, (2.15)

где Q - максимальный расход жидкости в трубопроводе;

¦v¦- рекомендуемая скорость течения жидкости в трубопроводе.

Минимально допустимая толщина стенки трубопровода определяем по формуле:

д=P•d_ст/ 2д_ср•К_Б, мм, (2.16)

где Р - максимальное давление жидкости в трубопроводе;

у_вр - предел прочности на расстояние материала трубопровода;

К_б - коэффициент безопасности, равен 2.

Трубопроводы разбиваем на участки (см. рисунок 2.3) и производим расчёт для каждого участка.

Участок 1 - 2 - 3 - 4 - напорно-сливной.

Р_н=6,3 МПа; v=2 м/с; Q_БО=2,8•10^-4 м³/с.

d = 2v(2,8•10^-4/3,14•2)=0,013 м = 13 мм,

д=6,3•16/2•340=0,296 мм.

На основании расчётных значений d и д для различных линий гидросистемы выбираются стандартные трубы и рукава, у которых внутренний диаметр и толщина стенки (d_ст и д_ст) являются ближайшими большими к расчётным. d_ст.=16 мм.

Выбираем рукав 2-16-210/125:

2 - тип рукава, с двумя металлическими оплётками;

16 -- внутренний диаметр, мм;

210 - рабочее статическое давление, кгс/см²;

125 - рабочее динамическое давление, кгс/см².

Принципиальная гидравлическая схема показана на рисунке 2.3.

Выбираем трубу, которая соединена с рукавом и идёт от гидростанции:

д_пр=6,3•14/2•340=0,26 мм.

Выбираем трубу 18-2.

Участок 5 - 6 - напорно-сливной.

P_н=6,3 МПа; Q_БП=3,17•10^-4 м³/с; v=2 м/с.

d = 2v(3,17•10^-4/3,14•2)=0,0142 м = 14,2 мм,

д_пр=6,3•16/2•340•2=0,296 мм.

Рисунок 2.3 - Принципиальная гидравлическая схема

Выбираем рукав 2 -16-210/125.

Расчёт трубы:

д_пр=6,3•14/2•340=0,26 мм.

Выбираем трубу 18-2.

Участок 7 - 8 - 9 - 10 - напорно-сливной.

P_н=6,3 МПа; Q_БЛ=3,5•10^-5 м³/с; v=2 м/с.

d = 2v(3,5•10^-5/3,14•2)=0,0047 м = 4,7 мм,

д=6,3•10/2•340=0,185 мм.

Выбираем рукав 2-10-210/125.

Расчёт трубы:

д=6,3•8/2•340=0,15 мм.

Выбираем трубу 12-2.

Участок 11 - 12 - 13 - напорно-сливной.

P_н=6,3 МПа; Q_БО=2,2•10^-5 м³/с; v=2 м/с.

d = 2v(2,2•10^-5/3,14•2)=0,0037 м = 3,7 мм,

д=6,3•10/2•340=0,185 мм.

Выбираем рукав 2-10-210/125.

Расчёт трубы:

д=6,3•8/2•340=0,15 мм.

Выбираем трубу 12-2.

Перечень всех гидроаппаратов приведён в приложении 2.

2.4 Динамический расчёт гидропривода подач

Динамический расчёт производится для процесса торможения рабочего органа при переключении с БП на РП или при его остановке после БП и включает две задачи: синтез и анализ.

Задача синтеза заключается в определении геометрической характеристики управляющего (тормозного) гидроустройства (УГУ), исходя из требуемого закона движения выходного звена ГД, подборе необходимых форм и размеров УГУ.

Задача анализа заключается в определении закона движения выходного звена ГД при известной геометрической характеристике УГУ - это зависимость площади проходного сечения f_y устройства от перемещения его подвижного элемента, то есть f_y=f(Y).

В качестве заданного закона движения выходного звена ГД в процессе торможения принимаем закон постоянного ускорения, то есть: б = б_n= const

x=v_yt-(1/2a_nt), (2.17)



где v_y - скорость установившегося движения.

Расчёт производим по программе GIDRO, исходными данными, к которой являются:

1. Положение УГУ - на выходе;

2. Номинальное давление системы P_ном, Мпа: 6,3;

3. Кинематическая вязкость жидкости N_y.u, мм²/с: 20;

4. Плотность рабочей жидкости R_o, кг/м³: 900;

5. Тип гидродвигателя: гидроцилиндр;

6. Вид управления УГУ: по пути;

7. Проекция сил веса подвижных частей, Н:О;

8. Масса подвижных частей, приведённая к поршню, кг: 300;

9. Диаметр поршня, м: 0,18;

10. Диаметр штока, м: 0,06;

11. Угол кулачка, град.: 18;

12. Скорость установившегося движения, м/с: 0,023;

13. Ускорение торможения, м/с²: 1;

14. Количество трубопроводов в напорно-сливной линии: 0;

15. Количество аппаратов в напорно-сливной линии: 0.

16. Трубопроводы в сливной линии: 3;

Трубопроводы в сливной линии приведены в таблиц 2.1.

17. Трубопроводы в напорной линии: 3;

Трубопроводы в напорной линии приведены в таблице 2.2.

18. Количество гидроаппаратов в сливной линии: 3;

Количество гидроаппаратов в сливной линии приведено в таблице 2.3.

19. Количество гидроаппаратов в напорной линии: 3.

Количество гидроаппаратов в напорной линии приведено в таблице 2.4.



Таблица 2.1 - Количество трубопроводов в сливной линии

№ п/п	Длина, м	Диаметр, м	Коэффициент местных потерь
1	2	3	4
1	0,5	0,016	0,00391
2	1,2	0,014	0,0433
3	1,2	0,012	0,433

Таблица 2.2 - Трубопроводы в напорной линии

№ п/п	Длина, м	Диаметр, м	Коэффициент местных потерь
1	2	3	4
1	0,5	0,016	0,00456
2	1,2	0,014	0,0456
3	1,2	0,012	0,0344

Выбираем конический золотник диаметром 0,016 м, углом 40? и высотой конуса 0,00013 м.

Таблица 2.3 - Количество гидроаппаратов в сливной линии

№ п/п	Потери давления при номинальном расходе, МПа	Номинальный расход, л/мин	Давление открытия клапана, МПа
1	2	3	4
1	0,036	125	1
2	0,005	33	1
3	0,007	33	1

Таблица 2.4 - Количество гидроаппаратов в напорной линии

№ п/п	Потери давления при номинальном расходе, МПа	Номинальный расход, л/мин	Давление открытия клапана, МПа
1	2	3	4
1	0,011	33	1
2	0,007	33	1



2.5 Расчёт резьбового соединения

Определяем диаметр болта (см. лист, позиция 5), при помощи которого герметизируется гидроцилиндр поперечного суппорт. Гидроцилиндр вызывает усилие в 8000 кг.

Внутренний диаметр резьбы болта определяется по формуле:

d₁?v(2K_дX•F_в핦S_a¦)/(ре_уу_1pc•K_y•в), мм, (2.20)

где К_у - ффективный коэффициент концентрации напряжений в резьбе;

- допустимый коэффициент запаса прочности;

е_у - коэффициент влияния абсолютных размеров болта;

К_у - коэффициент, учитывающий технологическое упрочнение резьбы, К_у=1;

В - коэффициент конструктивного упрочнения, в=1,5.

Для формулы рекомендуется принимать: x=0,25; =3,5; К_у е_у =9.

d₁?v(9•2•8000•3,5)/(3,14•360•1•1,5)=17,2 мм.

Принимаем d_1ст=20 мм.

Проведём проверочный расчёт на прочность циклическую. При изменении внешней нагрузки коэффициент запаса прочности S_a находится из отношения:

S_a=у_{б lim}/ у_б? ¦S_a¦, (2.21)

где у_alim - предел выносливости болта и находим из формулы:

у_alim=е_у у_-1р.с К_у в/ К_у, Н•м. (2.22)



Здесь е_у определяется в зависимости от диаметра болта [3, страница 198]. Принимаем е_у=0,66.

Коэффициент К_у находится из зависимости по формуле:

К_у=1+q_у(б_у-1), (2.23)

где q_у - коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений, q_у=0,55 для углеродистых сталей;

б_у - теоретический коэффициент концентрации напряжения (для метрической резьбы по СТ СЭВ 180-75 б_у=10);

е_у - коэффициент влияния абсолютных размеров болта.

Действующая амплитуда напряжений:

у_a=2XF_вн/(рd₁²), МПа, (2.24)

К_у=1+0.55(10-1)=5,95,

у_alim=0,66•360•1•1,5/5,95=59,89,

у_a=2•0,25•8000/(3,14•20²)=3,18,

S_a=59,89/3,18=18,8>[3,5]

Рассчитанный болт диаметром d₁=20 мм сможет выдержать циклическую нагрузку равную 8000 кг.



3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В данном разделе дипломного проекта приводится методика разработки технологического процесса изготовления плиты гидравлического блока управления. Разработать технологический процесс изготовления детали плита с применением станков с ЧПУ. Сведения для проектирования: Годовая программа выпуска детали N = 300 шт. Технические требования на изготовление детали приведены на конструкторском чертеже.

Определим действительный годовой фонд времени работы оборудования определяем по формуле (3.1)

F_д=(D-d)·h·S·K_p, ч, (3.1)

F_д = (365-113)•2•8•0,97=3912 ч,

где d - количество нерабочих дней;

h - продолжительность смены;

S - количество смен в сутки;

К_р - коэффициент планируемых потерь времени.

Для изготовления плиты используется сталь 20 ГОСТ 1050-88. Для всех углеродистых сталей наиболее значимым является процент содержания в общем составе углерода. Этот показатель и указывается в марке в сотых долях процента. Полный химический состав Стали 20 будет следующим: железо (Fe) - до 98%; углерод (C) - от 0,17 до 0,24%; марганец (Mn) - от 0,35 до 0,65%; никель (Ni) - до 0,25%; сера (S) - до 0,04%; фосфор (P) - до 0,04%; хром (Cr) - до 0,25%; медь (Cu) - до 0,25%; мышьяк (As) - 0,08%.

3.1 Описание назначения и конструкции детали

Плита является частью гидроблока управления для холодной раскатки применяемый в токарном автомате 1Б290-6. Данная плита служит для монтажа на ней гидроаппаратуры и трубопроводов. Присоединяемые аппараты должны полностью прилегать к поверхности плиты, чтобы предупредить утечки масла, поэтому эти поверхности необходимо шлифовать.

3.2 Технологический контроль чертежа

В целом конструкторский чертеж содержит необходимую информацию для технологического проектирования. Это подтверждается тем что: изображение детали адекватно (однозначно, воспроизводимо); указаны все размеры; на все размеры имеются допуски, указанные по действующему стандарту; на все поверхности указаны требования по шероховатости с использованием параметров Ra; имеются технические условия на изгото вление детали.

3.3 Анализ технологичности конструкции

Технологичность конструкции детали на стадии эскизного проектирования не может оцениваться чисто экономическими показателями. Технологичность конструкции определена по соотношению положительных и отрицательных элементов. В целом конструкция детали является технологичной. Элементы технологичности конструкции детали: деталь изготовлена из технологичного материала - сталь 20, которая хорошо обрабатывается лезвийными и абразивными инструментами, а так же термически обрабатываема. Рациональность и простота конструкции. Не высокая материалоемкость и трудоемкость изготовления детали. Высокая жесткость детали. Возможность использования типовых методов обработки (сверлильная, фрезерная, шлифовальная). Возможность применения типового технологического оборудования. Возможность применения типовых стандартных инструментов. Размеры и поверхности детали имеют соответственно оптимальные степени точности и шероховатости. Конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.