Разработка конструкции и технологии изготовления штампового инструмента для изготовления железнодорожной шайбы

кu - коэффициент нагрузки при изгибе;

k = ku k2 к3ик4 = 1,3•1•0,517•1,4 = 0,94;

k1- коэффициент перегрузки; при расчете на усталость к1=1;

?'-- коэффициент, учитывающий нагружение передачи моментом, обратным по знаку рабочему моменту, передаваемому муфтой ;

Для тихоходной передачи прессов с муфтой включения и тормозом, расположенными на коленчатом валу Ф' = 0;

Ф? -- коэффициент, учитывающий свойства материала;

Ф? =Ф? 0+??=1,8 + 0,1 = 1,9;

Ф? 0 = 1,8 - коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и масштабный фактор, определяется по табл. 25 [10];

[nц] - коэффициент запаса прочности, относительно предела прочности при изгибе при нереверсивной нагрузке, для модулей до 14 мм включительно, для стального литья [nц] = 2,0, для стальных поковок [nц] = 1,8;

Коэффициент эквивалентной нагрузки при расчете на усталостную прочность к3и находят по формуле:

k3u=?u, (2.37)

где ?и =0,495 - коэффициент интенсивности нагружения, при расчете на усталостную прочность;

ii = 5,4 - передаточное отношение от главного вала до рассчитываемой шестерни. Для колеса тихоходной передачи, установленного на главном валу, ii=0

nн = 80 - номинальное число ходов пресса;

pu=0.25 -коэффициент использования числа ходов;

kвер =0,45 - коэффициент вероятности нагружения.

Проверяем допускаемый крутящий момент исходя из усталостной прочности шестерни на изгиб:

yk=0.102

Ф? =Ф? 0+??=1,8 + 0,1 = 1,9;

[nц]=1.8;

[?-1u]=3300 кг/см2

2.2.10 Проектирование быстроходного вала

Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину.

В нашем случае шкив клиноременной передачи и шестерня установлены консольно, на противоположных концах вала.

Диаметр d1 выходного конца вала определяется по формуле:

где где d1 - диаметр вала в мм; T - крутящий момент, Нм;

[?]k - допускаемое напряжение на кручение, МПа. Обычно принимают [?]k=20...25 МПа для концевых участков вала.

Полученное значение округляем до ближайшего большего из ряда R40 по ГОСТ 6636-69: принимаем d1 = d5 = 85 мм.

Длины концевых участков вала определяются:

под шкив l1 = (1,2:1,5)

d1 = (1,2:1,5)85 = 102:127,5 мм;

принимаем l1 = 105 мм;

под шестерню

l5 = (1,0:1,5) = (1,0:1,5)85 = 85:127,5 мм;

принимаем l1 = 125 мм;

Определим диаметр вала под подшипник:

d2 = d4? d1 +2t2 +1= 85 + 2•5,6+1= 97,2 мм

где t2 - глубина шпоночного паза в ступице детали (ГОСТ 23360-78).

t2 = 5,6 мм, таблица 1.1 [12].

Принимаем стандартное значение dn = 100 мм.

Длина участка вала под подшипник в соответствии со стр.48 [12]:

l2=l4=1.4•d2=1.4•100=70 мм

Диаметр среднего участка определяется с учётом фасок на кольцах подшипника по формуле:

d3=d2 +3f= 100 + 3•4 = 112 мм.

где ?-- фаска внутреннего кольца подшипника ? = 4 мм (см. табл. 1.1).

Принимаем d3 -- 115 мм.

2.2.11 Предварительный выбор подшипников качения

C учетом полученного диаметра выбираем подшипники по ГОСТ 5721- 75 (подшипники роликовые, радиальные, двухрядные).

Подшипники предназначены для работы с радиальными нагрузками, но могут одновременно воспринимать и осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях и не превышающую 25% величины неиспользованной радиальной нагрузки. Такие подшипники обладают значительно более высокой грузоподъемностью, чем сферические шарикоподшипники таких же габаритных размеров. Подшипники могут работать при значительном (2-3°) перекосе оси внутреннего кольца относительно оси наружного.

Области применения: буксы железнодорожных вагонов, насосы, компрессоры, редукторы большой мощности, прокатные станы, ходовые колеса мостовых кранов и т.п.

Обе опоры вала выполняют на подшипниках 3520 ГОСТ 5721-75, характеристика которых представлена в табл. 2.7.

Таблица 2.7 - Подшипники, устанавливаемые на быстроходном валу

Обозначение	Основные размеры	Грузоподъемность, кН
	d, мм	D, мм	r, MM	b, мм	Сr	C0r
3520	100	180	3.5	46	275	212

Схема установки подшипников -- «враспор», с одной фиксирующей опорой. B этом случае торцы внутренних колец обоих подшипников упираются в бортики вала. Внешние торцы наружных колец подшипников упираются в торцы крышек. Чтобы избежать защемления вала в опорах в результате температурных деформаций необходимо предусмотреть зазор между торцом внешнего кольца одного из подшипников и крышкой. После установления нормального температурного режима работы вала зазор исчезает.

В качестве опор подшипников используем стаканы, которые в свою очередь устанавливаются в посадочные гнезда в станине и фиксируются крышками.

Для герметизации подшипникового узла используем войлочное (сальниковое) уплотнение, которое представляет собой кольцо прямоугольного сечения из технического войлока-фетра, вставляемое в кольцевой трапециевидный паз и поджимаемое к поверхности вала предварительным деформированием.

2.2.12 Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов быстроходного вала

Определим значения консольных сил по формулам (табл. 2.8).

Таблица 2.8 - Значения консольных сил

Вид открытой передачи	Характер силы	Значение силы, ?
		На шестерне	На колесе
Цилиндрическая прямозубая	Окружная	Ft1 = Ft2 = 2059,78	Ft2 ==2059.78
	Радиальная	Fr1=Fr2 = 749,69	Fr2=Ft2tga = 749.69
Клиноременная	Радиальная	Fon=2F0Zsin = 2249,3	Fon=2F0Zsin = 2249,3

При составлении расчетной схемы вала производится схематизация нагрузок, опор и формы вала. Вал будем рассматривать как балку, установленную на двух опорах. При этом подшипники заменяем шарнирно-подвижными опорами.

Определяем реакции опор А и В из уравнения моментов равновесия.

Реакции опор в вертикальной плоскости YOZ:

MB =0; -Fr1 (l1 + l2)-RАу•l2+Fon•l3=0, H•м, (2.40)

? MA=0; -=0 , H•м, (2.41)

? y=0 ; =0 ;

-749,69+529,15+2469,83-2249,29=0

Реакции опор в горизонтальной плоскости XOZ:

MB =0; -Fr1 (l1 + l2)-RАx•l2+Fon•l3=0, H•м, (2.42)

? =0; Н•м, (2.43)

Проверка: ?y = 0; Ft1 -RAy + RBy -Fon =0;

2059.78 - 2800.9 + 2990.42 - 2249,29 = 0

Определяем суммарные радиальные реакции:



, , H, (2.44)

RA ==2850.44 H;

RB =3878.49 H.

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X в характерных сечениях 1.. .3, Нм:

Мx1 = 0; Мх2 = -Fr1 • l1 = -749.69•0.118 = -88.46; Мх3 = 0;

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси ? в характерных сечениях 1.. .4, Нм:

Му1=0;

МУ2 =Ft1 •l1 =2059.78 • 0.118 = 243.05 Н•м;

Му3 = -Fon · l3 = -2249,29 • 0.116 = -260,91 Н•м;

Му4 = 0;

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм:

M2= ; M3=My3 ;

M2 ==258.65 H•м;

M3=-260.91 H•м.

Строим эпюру крутящих моментов, H•м:



2.3 Модернизация пневмопривода муфты включения приводного вала пресса

Система включения пресса необходима для соединения исполнительного механизма с приводом и передачи момента от него на коленчатый вал или, наоборот, для остановки кривошипно-шатунного механизма в заданном положении при работающем электродвигателе. Основными элементами системы включения являются узлы пресса -- муфта, тормоз и блок управление.

Система управления предназначена для своевременного включения и выключения муфты и тормоза, обеспечивая три режима работы: последовательных, одиночных и наладочных ходов ползуна кривошипной машины. Режим наладочных ходов характеризуется кратковременным движением ползуна при нажатии кнопки управления и остановкой при отпускании кнопки.

Система управления состоят из командной и исполнительной подсистем. Для командной подсистемы применяют стандартные электрические устройства. Для исполнительной подсистемы -- механические, пневматические, электрические или гидравлические исполнительные механизмы.

Кнопки ручного управления располагают на стационарных или переносных пультах. Исполнительные механизмы получают сигналы управления от путевых бесконтактных выключателей, управляемых командоаппаратом -- набором кулачков, вращающихся вместе с коленчатым валом. Профили кулачков рассчитывают исходя из требований обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала и надежной работы оборудования на всех режимах.

В системе привода пресса используются фрикционные муфта и тормоз. При включении муфты вращательное движение и энергия от электродвигателя и маховика передается исполнительному механизму: кривошипному валу и ползуну пресса. При выключении муфты и включении тормоза останавливается исполнительный механизм и ползун пресса, а электродвигатель и маховик продолжают вращение. Муфта и тормоз взаимно блокируются системой управления: при включении муфты освобождается тормоз, который должен быть постоянно включенным. При непрерывной работе пресса автоматическими ходами, а также при работе автоматов муфта не выключается продолжительное время. При работе пресса одиночными ходами муфта может включаться несколько раз в минуту (0,1 ...0,9)nн, где nн -- номинальная быстроходность.

Время включения и выключения муфты обычно не должно превышать нескольких десятых долей секунды.

Тормоза. Тормоз предназначен для поглощения энергии ведомых частей пресса после выключения муфты. Тормоз постоянно включен, например пружинами, и выключается одновременно с включением муфты. Торможение происходит за счет сцепления фрикционной пары ведомых частей привода с неподвижно закрепленными частями тормоза.

В структуру системы управления входят органы включения, механизм управления и отключающие устройства. Механизм управления, воспринимающий команду от включающего органа передает ее муфте и тормозу при помощи пневматической системы.

2.3.1 Расчет основных исполнительных элементов системы управления

На кривошипном пресс с усилием 100 т.е. фрикционная муфта включения и тормоз установлены консольно на разных концах главного вала.

Исходными данными при проектировании муфты являются: принятая конструкция муфты и максимальный крутящий момент, действующий на главном валу.

Для определения габаритных размеров пневмоцилиндра муфты необходимо знать расчетное рабочее давление рр и давление рс1, необходимое для преодоления силы затяжки отводных пружин.

Принимаем расчетное рабочее давление рр = 0,3 - 0,35 МПа, по табл. 15

Давление рс1 принимается в зависимости от быстроходности пресса, для машин с nн = 60-120 ход/мин - рc1 = 0,045МПа.

Определяем площадь поршня пневмоцилиндра:

где Fn - площадь поршня пневмоцилиндра;

Мрас.м - 46697,3 Нм, - расчетный момент муфты;

?,q = 0,441 - приведенный коэффициент трения;

m -- количество поверхностей трения;

Rcp = 278 мм - средний радиус трения.

Диаметр поршня будет равен:

D=1.13 мм,

Принимаем диаметр поршня D = 800 мм.

Полный ход поршня составляет 1,5:2,5 мм (для муфт с регулируемым зазором).

Тормоз предназначен для выключения, остановки привода и исполнительного механизма после выключения муфты.

Расчет тормоза сводится к определению тормозного момента и выбору силовых элементов, которые будут обеспечивать получение требуемого момента.

Расчетный тормозной момент определяется по формуле:

где к•т =1.65 -- показатель момента тормоза;

Іпр - момент инерции ведомых деталей привода, приведенный к валу тормоза, Іпр = 6,24 кг• м2;

jm = 1,2 - коэффициент относительного момента инерции тормоза;

Jм - относительный момент инерции, зависящий от числа оборотов вала муфты, Jм = 2,8 при nм<\100 об/мин;

?Т - угловая скорость вала тормоза, ?Т = 8,37 с-1;

nвк = (0,3: 0,55)nH - число включений муфты, nвк = 0,55 · 80 = 44;

?? ?15° ?0,7пн -- расчетный угол торможения для обычных систем, для универсальных листоштамповочных прессов при угле торможения ?Т = 12°, расчетный угол будет равен ?т =12° =0,5nн =40.

В качестве материала фрикционных вставок выбираем вставки круглой формы из ретинакса РФ-24.

Оптимальные параметры фрикционных материалов при использовании их в тормозах:

давление q = 1,0... 1,2 МПа,

коэффициент взаимного перекрытия квз = 0,45,

относительная ширина кольца трения ? = 0,5.

коэффициент трения ?q = 0,42.

коэффициент формы ?ф = 1,115.

Приведенный коэффициент трения находим из выражения:

?,q= ?q • ?ф

?,q =0,42•1,115 = 0,468.

Проектирование тормоза ведется по значению среднего радиуса Rcp определенного из условия передачи заданного расчетного момента:

Определение габаритных размеров пневмоцилиндра.

Расчетным усилием пружины тормоза является усилие сжатия пружины, возникающее при отключении тормоза, определяемое по следующим выражениям (расчет параметров пружины производится по большему из усилий):

, H, (2.48)

, H, (2.49)

Коэффициент ?'??, для тормозных пружин определяется из условия, что их активное нажимное усилие между двумя регулировками тормоза в процессе работы не должно измениться больше чем на 15%. В этом случае ?'пр ?0,85.

Коэффициент ??? ? 0,75.

Величина износа h*0 для регулируемых тормозов h•Q = 0,4 : 0,8см.

Рабочее усилие одной пружины Рпр находим из выражения:

где = 235 мм - приведенный радиус трения;

тпр = 6 - количество пружин.

Рпр”=340,94[1+(1-0.85)=340.94 H.

Рпр”=340,94[0.75+(1-0.75)]=312.5 H

поршня Fn находим из выражения:

pp= 0,3 - 0,35 МПа - рабочее давление;

Fn=Определим диаметр кольцевого поршня:

Dn= , мм (2.52)

где dn =125 мм -- внутренний диаметр поршня, ограничен конструктивно.

Dn = =340 мм.

Прорисовываем тормоз с основными размерами и приводим описание его работы.

2.3.2 Разработка схемы управления

Выбор схемы управления осуществляем по рекомендациям, разработанным по результатам эксплуатации удовлетворительно работающих систем пневмоуправления кривошипных прессов (табл. 20).

Согласно рекомендаций наиболее применима схема для раздельно установленных муфты и тормоза с неуправляемой или самоуправляемой подводящей головкой, все цепи которой являются силовыми.

Согласно типовой схемы разрабатываем принципиальную схему управления приводом пресса.

Элементы пневматической системы объединены в общее для пресса устройство - воздухопровод. В состав воздухопровода входят специальные устройства: воздухоподводящая головка, распределители воздуха и воздушная арматура, а также трубы, вентили, обратный клапан, регулятор давления, фильтр, маслораспылитель, предохранительный клапан, манометры. В качестве аккумулятора сжатого воздуха используется воздушный ресивер.

Описание схемы управления.

Из сети сжатый воздух поступает через вентиль в фильтр-влагоотделитель. Вращением винта регулятора давления устанавливается необходимое рабочее давление в сети муфты и тормоза и контролируется манометром. Предохранительный клапан отрегулирован на давление 6 кг/см2 и срабатывает при превышении давления. Реле давления выключает пресс при падении давления ниже допустимого. Запас воздуха в ресивере компенсирует резкое падение давления при заполнении цилиндров муфты и тормоза маслораспылитель в поступающий из ресивера воздух добавляет распыленное масло, которым смазываются распределители воздуха воздухоподводящая головка и цилиндры муфты и тормоза.

Распределители воздуха муфты, тормоза и воздухоподводящая головка создают следующую последовательность работы муфты и тормоза: при включении хода ползуна - выключение тормоза, затем - включение муфты; при выключении хода ползуна - выключение муфты, затем - включение тормоза.

Тормоз маховика предназначен для быстрой остановки маховика при выключении электродвигателя, используется при наладочных работах и в аварийных случаях.

При включении воздушного клапана воздух поступает в цилиндр тормоза, прижимая вкладыш к ободу маховика, затормаживая его вращение.

Для ускоренного впуска сжатого воздуха в муфту и сброса отработавшего воздуха в атмосферу предназначена самоуправляемая воздухоподводящая головка, соединяющая через подшипниковый узел вращающуюся крышку муфты с неподвижными трубами.

Подача воздуха в муфту осуществляется через неподвижную трубу, далее через отверстия в шайбе, смонтированной в корпусе, и резиновую диафрагму, отжатую к корпусу. Одновременно с этим происходит закрытие выхлопных отверстий в корпусе. При выключении воздухораспределителя снимается подпор на диафрагму и она занимает исходное положение, т. е. открывает выхлопные отверстия в корпусе.

Распределитель воздуха является исполнительным механизмом одновременно обеих цепей управления: электрической и пневматической. Сигналы в электрической цепи управления воспринимает электромагнит, якорь которого перемещает золотник вспомогательного распределителя

При включении электромагнита золотник поднимается и пропускает сжатый воздух от ресивера в полость над поршнем основного распределителя. В результате поршень опускаясь, перекрывает выпускные окна, а благодаря открытию клапана сжатый воздух также от ресивера поступает в полость воздухоподводящей головки.

Установка в схеме двух распределителей - основного и вспомогательного позволяет намного уменьшить расход сжатого воздуха при его выпуске в атмосферу после выключения муфты, поскольку размеры проходных сечений каналов и трубопроводов, связывающих распределители между собой и с муфтой, могут быть небольшими.

Электропневматическая система управления обеспечивает работу пресса в следующих режимах.

1. Режим одиночных ходов, когда главный исполнительный механизм останавливается после совершения каждого двойного хода независимо от продолжительности нажатия на кнопки или педаль; выключатели муфты и тормоза действуют автоматически по команде от кулачков. Для совершения последующего хода органы включения должны быть отпущены и вновь нажаты.

2. Режим автоматических последовательных ходов, когда главный исполнительный механизм движется до тех пор, пока нажаты кнопки или педаль, но обязательно останавливается при их отключении в крайнем верхнем (заднем) положении. Выключатели муфты и тормоза на время нажатия кнопок или педали заблокированы, но блокировка снимается при очередном подходе к крайнему положению, если перед этим были отпущены кнопки или педаль.

3. Режим наладочных (толчковых) ходов, когда движение главного исполнительного механизма, вызванное нажатием на органы включения, немедленно прекращается: выключатели муфты и тормоза заблокированы и цепь электромагнитов воздухораспределителей замыкается и размыкается только при действии на кнопки или педаль управления.

2.3.3 Определение объема и трубопроводов цепи наполнения ресивера

На основании компоновочных чертежей муфты и тормоза определяются вредные объемы муфты Vо.м и тормоза Vо.м и приращения объемов для муфты и для тормоза [13]:

V1m=Fп.мhп.м , см3 (2.53)

где Fпм = 5026,54 см2 - площадь поршня муфт

Fпм = 753,98 см2 - площадь поршня тормоза;

hпм= 2,5 мм - максимальный рабочий ход поршня муфты,

hnm = 1,5 мм - максимальный рабочий ход поршня тормоза,

V0M = 5026,54 • 0,5 = 2513,27 см3,

V0 m = 753,98 • 0,3 = 226,19 см3,

VlM =5026,54 • 0,25 = 1256,63 см3,

Vl m = 753,98 • 0,15 = 113,09 см3,

Выражения для полных объемов муфты и тормоза,

Vм=V0м+V1м , Vm=V0m+V1m , см3 (2.54)

Vм = 2513,27 + 1256,63 = 3769,9 см3,

Vm = 226,19 +113,09 = 339,28 см3,

Объем ресивера равен:

Vp=cv(Vм+Vm), см3 (2.55)

В зависимости от заданного перепада давлений ?р коэффициент сv равен:

?p=(0,1:0,2)3,5=0.35:0.7 МПа,

сv=((0.286•3.5+1)=8.004

Vp=8(3769.9+339.28) =32873.44 см3

Эффективное сечение ?нрfнр цепи наполнения ресивера составляет:

?нрfнр >2.3•10-7(Vм+Vm)nвк , (2.57)

?нрfнр >2,3•10-7(3769,9+339,28)44>0,488

Выбор диаметра трубопровода Dy цепи наполнения ресивера производим в зависимости от величины ?нрfнр по данным табл. 21[13].

Принимаем Dyp =25 мм (1 дюйм).

2.3.4 Определяем диаметр трубопровода муфты

Эффективное сечение цепи наполнения пневмоцилиндра муфты определяется из условия обеспечения полного включения муфты к началу рабочего хода:

Значение коэффициента ?м = 40° берем из табл. 22

?нрfнр?2,17510-43769,9?0,9

Диаметр трубопровода Dy цепи наполнения силового цилиндра муфты выбирается в зависимости от величины ?нfн и типа воздухораспределительного устройства, применяемого для подачи сжатого воздуха из ресивера в муфту, по данным табл. 23 [13].

Принимаем Dyм = 20 мм (3/4 дюйма).

Эффективное сечение ?оn.м fon.м цепи опоражнивания пневмоцилиндра муфты составляет:

?нfн>1,89•10-6Vмnвк (2.59)

?нfн>1.89•10-63769.9•44>3.1

Эффективное сечение цепи опоражнивания пневмоцилиндра муфты при использовании схемы управления с самоуправляемой воздухоподводящей головкой выбираем по табл. 25 [3].

Don м - 25 мм (1 дюйм).

2.3.5 Определяем диаметр трубопровода тормоза

Минимальное эффективное сечение цепи наполнения пневмоцилиндра тормоза определяется из условия:



Давление рс1м для запроектированной муфты и рс1,т для запроектированного тормоза определяются по формуле:

pc1м , МПа, Pc1m , МПа, (2.61)

Расчетное усилие затяжки пружин муфты Рпр.м и тормоза Рпр,т и число пружин mпр берется из проектировочных расчетов муфты и тормоза.

Pc1.м?0,62 МПа.

Pс1.m??0.346 МПа.

?н.mfn.m>0.9>0.29

Диаметр трубопровода выбирается, в зависимости от эффективного сечения ?н тfн т по табл. 23.

Dy.m = 15 мм (1/2 дюйма)

Эффективное сечение цепи опоражнивания силового цилиндра тормоза находим из выражения:

?on..mfon..m> , (2.62)

Коэффициент зависит от рабочего давления.

При рp = 0,3 : 0,4 МПа, коэффициент af = 0.45.

?on..mfon..m>0.45>0.37

Выбор диаметра трубопровода производится по табл. 24 [13].

Don m = 15 мм (1/2 дюйма)

Так как ?on..mfon..m = 0,37 > ?н.mfн.м=0,29 то в данной системе пневмоуправления тормоза необходимо применять управляемую или неуправляемую головку.



2.3.6 Определение суммарного времени включения муфты

Суммарное время включения находим из выражения:

?tвк=tэ.м+tкл.1+tм , сек, (2.63)

Время срабатывания системы электроуправления tэм можно принимать в пределах 0,01: 0,02 сек.

Время включения воздухораспределительных устройств l для практических расчетов можно брать по данным табл. 27 [13].

Для системы включения муфты при диаметре трубопровода Don.м= 20 мм, время включения воздухораспределительных устройств принимаем tкл.1=0,08 сек.

Время смыкания дисков муфты определяем из формулы:

где рд -- давление, которое определяется по коэффициенту GM и давлению рс1 с помощью номограммы на рис. 111 [13]:

Сила тяжести поршня Gn -11,93 кг определяется по компоновочным чертежам муфты. Параметры пружины берем из проектировочного расчета муфты:

?”пр =31 мм - максимальное значение деформации пружины;

р'пр = 1438 Н - усилие сжатия пружины, развиваемое во включенной муфте при изношенных вставках;

тпр = 18 - количество пружин;

hn =2,5 мм - полный ход поршня,

pc1==0.099 МПа.

По коэффициенту GM и давлению рс1 с помощью по номограммы на рис.111 [13] определяем давление рд = 0,16 МПа

tм==0.18

Суммарное время включения муфт

?tвк =0,02 + 0,08 + 0,18 = 0,28 сек.

2.3.7 Определение предельного числа ходов ползуна пресса

Суммарное время срабатывания при отключении муфты определяется по формуле:

? tоm= , сек., (2.67)

Время отключения системы электроуправления t'э.м = 0,012 : 0,018 сек.

Время отключения воздухораспределительных устройств t'кл для практических расчетов следует брать по данным табл. 28 [13].

При использовании в цепи опоражнивания пневмоцилиндра муфты с самоуправляемой воздухоподводящей головкой труб диаметром Don.м =25 мм, принимаем время отключения воздухораспределительных устройств t'кл =0,08 сек.

Время размыкания дисков муфты определяется по формуле:



=2,532•, сек, (2.68)

Множитель p1/7=1/7 можно определить по рис. 112[13].

Давление pп.м определяется по давлению pc2.м и коэффициенту G3 c помощью номограммы рис. 113(б)[13]l:

рс2.м , МПа, (2.69)

По номограмме рис. 113 (б) [13] определяем давление рпм = 0,51 МПа. Время размыкания дисков муфты будет составлять

Суммарное время срабатывания при отключении муфты составляет

?tom= 0,018 + 0,08 + 0,0549 = 0,152

Предельное число ходов пресса находим из выражения:

[nн]= (2.71)

Для нормальной работы системы включения машины должно быть выполнено условие, при котором

[nн]>nн

[nн]= ?294

294>80

Условие выполняется.

2.3.8 Определение параметров командоаппарата

В системах электроуправления пресса обязательно устанавливается командоаппарат (набор кулачков, вращающихся с числом оборотов nн в минуту), обеспечивающий подачу команд на отключение воздухораспределительных клапанов муфты и тормоза.

В одно и двухклапанных системах с одновременным срабатыванием воздухораспределителей подается одна команда на угле поворота ?к т главного вала, который отсчитывается от к.и.п. в сторону, противоположную вращению.

Подача команды на отключение клапана тормоза производится на угле поворота кривошипа, равном:

?к.m 6 ( , град., (2.72)

где t'э.m0,015сек - время срабатывания системы электроуправления тормоза;

t'кл.m 0,07сек - время отключения воздухораспределительного клапана тормоза по данным табл. 28:



Давление pn.m определяется с помощью номограммы на рис. 113 (а) [13], по давлению рс2 т и коэффициенту Gm:

pc2.m , МПа, (2.75)

Сила тяжести поршня тормоза Gn.m=12.429 кг определяется по компоновочному чертежу тормоза. Множитель p1/7=1/7 определяют по номограмме на рис. 112[13].

pc2m ,

По номограмме рис.113(а) определяем давление pn.m=0.29 МПа

Подача команды на отключение клапана тормоза производиться на угле поворота кривошипа, равном:

?к.m6•80(0,015+0,07+0,038+0,015)+12=78

Полное время торможения, т.е. время, прошедшее с момента подачи сигнала на отключение до полной остановки ползуна равно:

tпол.m=t'э.m+t'кл.m+ton.m''' +ton.m'' , сек, (2.77)

Для обеспечения безопасности работы на листоштамповочном оборудовании необходимо, чтобы tпол.m < (0,3 :0,4) сек.

tnoxm =0,05 + 0,07 + 0,038 + 0,015 = 0,17 сек.

Условие выполняется.

2.3.9 Определяем рабочего давления воздуха в системе

Рабочее давление воздуха в системе устанавливается по полному нажимному усилию на поршень муфты.

Полное нажимное усилие равно:

Qпор=Qакт+Qпр + Qmp , H, (2.78)

Активное нажимное усилие находим из выражения:

Qакт= вз( - , H , (2.79)

где по данным проектировочного расчета муфты:

Rн = 363 мм и Rвн = 193 мм- наружный и внутренний радиусы трения муфты;

квз = 0,41- уточненный коэффициент взаимного перекрытия;

Qaкm = 3,14•13,2•0,4l(36,32-19,32)= 160624 Н.

Суммарное усилие отводных пружин составляет:

Qпр=P'пр.мmпр.м , Н , (2.80)

где Р'прм = 1438 Н - усилие сжатия пружины, развиваемое во включенной муфте при изношенных вставках;

mпр - количество пружин, mпр =18;

Qnp =1438•18 = 25884 Н.

Условие для преодоления трения в манжетах пневмоцилиндра находим из формулы:



Qакт=0(Dnbм-dnbм')m0(pp+1) , H , (2.81)

где 0=0,08:0,1 - коэффициент трения в мантажетах;

m0=1 - используется одна мембрана;

b0=0,5см -толщина мембраны;

dn =0 -поршень цилиндрический.

Qакт =3,14•0,1(80•0,5)1(3,5+1)=565,2 Н.

Полное нажимное усилие равно:

Qпор =160624+25884+565.2=187073.2 H.

Рабочее давление воздуха, устанавливаемое в ресивере, определяется из выражения:

Pраб= , МПа, (2.82)

Pраб=0,37 Мпа.

Наладка редукционного клапана системы пневмоуправления осуществляется на рабочее давление Pраб=0.37 МПа

2.3.10 Подбор элементов системы пневмоуправления

Согласно определенных параметров системы пневмоуправления по справочникам по подбору элементов пневмопривода и пневмоавтоматики и рекомен- дациям по расчету систем включения кривошипных прессов подбираем элементы пневмосистемы.

Давление воздуха в цеховой магистрали составляет 5+6 кГ/см2 , а диаметр трубопровода цепи наполнения ресивера (по расчетам) Dy.p = 25 мм (1 дюйм).

1. В качестве вентиля используем шаровой кран типа 602-1 являющийся элементом запорной арматуры, сечение рабочего канала которого практически не оказывает сопротивления потоку рабочей среды.

Условный проход, 25 мм

Присоединение размеры К1"

2. Фильтр-влагоотделитель В41-16м (см. табл. 2.9) предназначен для очистки сжатого воздуха от влаги и механических примесей размером более 0,05 мм. Конструктивно фильтр-влагоотделитель состоит из отражателя, металлического фильтра, резервуара для накопления влаги и устройства для спуска влаги.

Таблица 2.9 - Техническая характеристика фильтра-влагоотделителя

Модель	Условный проход, мм	Присоединительная резьба по ГОСТ	Рабочее давление кГ/см2	Потери давления на наибольшем расходе кГ/см2	Наибольший расход воздуха при давлении 4 кГ/см2, м3/мин	Полезная емкость резервуара для сбора конденсата, см3
В41-16м	25	К1"	2-6	0,2	2,5	400

3. Реле давления РД-4/25М предназначено для контроля давления в пневматических системах. Вследствие затяжки пружины реле давления может настраиваться на давление от 1 до 6 кгс/см2.

Контролируемое давление подводится через отверстие К1/4". При достижении контролируемым давлением величины, соответствующей усилию настройки пружины, мембрана с жестким центром, преодолевая усилие пружины, воздействует с помощью толкателя на шток микровыключателя, вызывая срабатывание реле.

4.Клапан предохранительный П-КАП25-2 (см. табл. 2.10) предназначен для автоматического сброса сжатого воздуха из замкнутого объема в атмосферу при повышении давления сверх установленного и применяются для предохранения пневмосистем от перегрузки.



Таблица 2.10 - Техническая характеристика обратного клапана

Модель	Условный проход, мм	Присоединительная резьба по ГОСТ	Рабочее давление кГ/см2	Превышение давления над давлением настройки, при котором открывается клапан, не более	Снижение давления по сравнению с давлением настройки, при котором закрывается клапан, не более	Номинальный расход воздуха через клапан, м3/мин
П-КАП25-2	25	К1" М33х2	0-6	15% давления настройки	10% давления настройки	6,5

5.Реле давления Б57-16 (см. табл. 2.11) предназначено для понижения давления сжатого воздуха и автоматического поддержания его на заданном уровне. Заданное давление на регуляторе устанавливается вручную винтом.

Таблица 2.11- Техническая характеристика регулятора давления

Модель	Условный проход, мм	Присоединительная резьба по ГОСТ	Давление на входе кГ/см2	Давление на выходе кГ/см2	Наибольший расход воздуха при давлении 4 кГ/см2, м3/мин
Б57-16	25	К1'	2-6,3	1-6	2,5

6. Обратный клапан В51-16 (см. табл. 2.12) предназначен для пропуска потока воздуха в одном направлении и перекрытии его в обратном направлении.

Таблица 2.12 - Техническая характеристика обратного клапана

Модель	Условный проход, мм	Присоединительная резьба по ГОСТ	Рабочее давление кГ/см2	Потери давления на наибольшем расходе кГ/см2 (не более)	Наибольший расход воздуха при давлении 4 кГ/см2, <1 м /мин
В51-16	25	К1"	1-6	0,3	2,5



7. Воздушный ресивер предназначен для накопления и хранения сжатого воздуха, и служит для стабилизации давления в пневмосистеме при переменном расходе сжатого воздуха. Воздушный ресивер (воздухосборник) оснащается клапаном слива конденсата. Объем требуемого ресивера согласно проведенных расчетов должен составлять 35:40 литров.

8. Маслораспылитель В44-26а (см. табл. 2.13) предназначен для внесения в сжатый воздух распыленного масла для смазки трущихся поверхностей пневматических устройств. Маслораспылитель состоит из резервуара для масла, подающей трубки с обратным клапаном и распылителя.

Таблица 2.13 - Техническая характеристика маслораспылителя

Модель	Условный проход, мм	Присоединительная резьба по ГОСТ	Рабочее давление кГ/см2	Полезная емкость резервуара, см	Наибольший расход воздуха при давлении 4 кГ/см2, м3/мин
В44-26а	25	К1"	1-6	400	2,5

9. В качестве воздухораспределительных устройств управления муфтой и тормозом используем распределители модели П-Р13Э-25/10 (для муфты) и П- Р13Э-16/10 (для тормоза) - трехлинейные с условным проходом 16 и 25 мм с односторонним электропневматическим управлением, пружинным возвратом в исходное положение и ручным дублированием управления, предназначены для изменения направления потока сжатого воздуха в пневмоприводах различного назначения. Пневмораспределители могут использоваться в нормальнозакрытом (Н. 3.) и нормально-открытом (Н. О.) схемном исполнениях.

Конструкция распределительного устройства: клапанного типа.

Рабочая среда - сжатый воздух давлением очищенный не грубее 10 класса загрязненности по ГОСТ 17433, содержащий распыленное масло вязкостью 10...35 мм3/с (сСт) при температуре 50°С.

Напряжение сети постоянного тока 12,24,48 или 110В.

Виброустойчивость и вибропрочность соответствуют III степени жесткости по ГОСТ 28988.

Пневмораспределители устанавливаются на обработанную поверхность в любом пространственном положении и крепятся с помощью четырех винтов через отверстия в корпусе распределителя или в его основании.

10. Трехлинейный пневмораспределитель типа П-РЭ 3/2,5 -- с электромагнитным управлением и ручным (кнопочным) дублированием электрического сигнала. Предназначен для управления потоком сжатого воздуха в пневмоприводах различного назначения.

Управляет работой тормоза моховика при наладочных работах и аварийных случаях. Пневмораспределители типа П-РЭ 3/2,5 стыкового исполнения для. присоединения к пневмоcистеме устанавливают на комплектуемом устройстве с выполненными в нем каналами для прохода воздуха и крепят двумя винтами с помощью двух отверстий.

В монтажной плите имеются каналы, соединяющие через управляющий распределитель полость управления основного пневмораспределителя с отверстием подвода давления питания. В монтажной плите выполнены резьбовые отверстия для подсоединения внешних пневмолиний.

11. Воздухопроводы предназначены для передачи энергии сжатого воздуха от цеховой магистрали до потребителя и между различными элементами пневмопривода. Основная характеристика воздухопровода - его условный проход. Необходимый условный проход воздухопровода зависит от расхода воздуха, скорости его перемещения и плотности.

Исходя из условий эксплуатации, давления, длины и т. д. воздухопроводы выполняем жесткими. Жесткими трубопроводами служат трубы стальные водогазопроводные (ГОСТ 3262-75), труб стальные бесшовные холоднодеформиро- ванные (ГОСТ 8734-75) или трубы стальные бесшовные горячедеформированные (ГОСТ 8732-78). Для трубопровода на участках от цеховой магистрали до ресивера и далее через воздухораспределительный клапан муфты к воздухоподводящей головке муфты применяем трубы с условным проходом 25 мм (1 дюйм) Труба Ц-Р-25*2,8 ГОСТ 3262-75. наружным диаметром 33,5 мм. На участке от воздухораспределительного клапана тормоза до пневмоцилиндра тормоза применяем трубы с условным проходом 15 мм (1/2 дюйм), Труба Ц-Р- 15*2,8 ГОСТ 3262-75 наружным диаметром 21,3 мм. Все соединения в системе производим с использованием стандартных соединений из ковкого чугуна и стали с цилиндрической резьбой для трубопроводов ГОСТ 8943-75: ГОСТ 8969-75.

Трубопроводы прокладывают по кратчайшим расстояниям между соединяемыми приборами и агрегатами в местах доступных для монтажа, обслуживания и ремонта. В местах укладки не должно быть резких колебаний температуры окружающего воздуха Они должны отстоять от технологических агрегатов и электрооборудования и быть удалены от мест, где возможны сотрясения, вибрации или механические повреждения.

При монтаже воздухопроводов необходимо обеспечить возможность удаления из них компрессорного масла, конденсированной воды и других загрязнений. Вода накапливается в низких местах воздухопроводов, перед задвижками, вентилями, подъемами и перемещается в разных направлениях, увлекаемая течением воздуха и силой тяжести. При укладке воздухопроводов не допускается образования впадин во избежание скопления воды, масла и грязи. Во избежание обводнения и засорения магистральные трубопроводы следует укладывать с уклоном 0,003 - 0,005 в сторону движения воздуха.



3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание конструкции и назначение детали

Деталь - матрица гибочная, является формообразующей деталью в штампе, служит для придания заготовке требуемых геометрических параметров. Формообразующим элементом матрицы является профильный паз.

В отверстие 036 мм устанавливается выталкиватель, который центрирует заготовку в матрице, а также, выталкивает готовую деталь из матрицы после гибки. Через 2 резьбовых отверстия М12 на торце матрицы, осуществляется крепление ножа, обрубающего заготовку на нужный размер. Центрирование матрицы с держателем осуществляется через штифты, установленные во втулки, которые запрессовываются в отверстия 030 мм. Крепление матрицы к держателю осуществляется болтами, через 4 резьбовых отверстия Ml6. Для изготовления матрицы выбираем материал - сталь Х12МФ химический состав, которой приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Химический состав в % материала Х12МФ ГОСТ 5950 - 2000

С	Si	Мп	Ni	Не более	Сг	Мо	V	Си
				S	Р
1.45-1.65	0.1-0.4	0.15-0.45	до 0.4	до 0.03	до 0.03	11-12.5	0.4 - 0.6	0.15-0.3	до 0.3

В горячекатаном состоянии НВ 217-228 ?В= 710 МПа.

Сталь Х12МФ штамповая сталь холодного деформирования с повышенным содержанием хрома и включениями молибдена (ср.0,5% ) и ванадия (ср.0,2%). Сталь Х12МФ обладает хорошей теплостойкостью и прочностью, высокой прокаливаемостью, закаливаемостью и износостойкостью. Также эта сталь технологична, хорошо обрабатывается резанием и давлением, удовлетворительно шлифуется.

3.2 Технологический контроль чертежа детали

Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, то есть все проекции, разрезы, совершенно четко и однозначно объясняющие её конфигурацию и возможные способы получения заготовки.

На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, что для данной детали достаточно. Чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали. Рабочий чертеж соответствует действующим на сегодняшний день стандартам.

3.3 Анализ технологичности конструкции детали

Основной задачей анализа является проработка технологичности конструкции обрабатываемой детали, снижение трудоёмкости, возможность обработки высокопроизводительными методами.

Деталь - матрица гибочная имеет сложную форму прямоугольного тела и достаточно сложная в изготовлении. Материал, из которого изготовлена деталь - инструментальная сталь Х12МФ. Свойства, предъявляемые к матрице, требуют проведения термообработки (закалки до твердости HRC 59...61), с последующим проведением финишных и доводочных операций. Программа выпуска данной детали до 500 штук в год. Для изготовления матрицы целесообразно применять как универсальное, металлорежущее оборудование, так и высокопроизводительные методы обработки с применением станков с числовым программным управлением.

Данная деталь имеет низкую технологичность, так как:

-требуются финишные и доводочные операции после термообработки;

-требуется изготовление специализированного режущего инструмента (фасонная фреза);

-требуется применение специализированного мерительного инструмента (шаблоны на профиль паза).

3.4 Выбор способа изготовления заготовки

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Иногда целесообразно сопоставить два возможных способа получения заготовки, выбрав оптимальный.

Рассмотрим два варианта получения заготовки для матрицы.

Для данной детали подходят поковки 2-х видов:

- поковка прямоугольной формы, выполненная способом свободной ковки;

-поковка прямоугольной формы с пазом.

Общие исходные данные:

-материал детали сталь X12МФ

-масса детали g = 10,5 кг

-годовая программа N = 500 штук.

Определим массу заготовки вариант 1:

m3 =p-V3, кг (3.1)

где V3 -- объем заготовки, см3;

р - удельный вес стали,(р = 7,85 г/см2)

V3 = А•В•Н, см3 (3.2)



где А, В, Н, - соответственно длина, ширина и высота заготовки, см.

V3= 7,7 • 15,8 •18,8 =2287,2 см3;

mзаг1= 2287,2 •7,85 = 17,95 кг.

Определим массу заготовки вариант 2:

m3=p-Vз2, кг;

где Vз2 - объем заготовки вариант 2, см ;

р- удельный вес стали,(р = 7,85 г/см2 ).

Vз2 = V1- V2, см3, (3.3)

где V1 -- объем заготовки прямоугольной формы, см3 :

V1=A• В• Н, см3;

где А, В, Н - соответственно длина, ширина и высота заготовки, мм.

V2 - объем паза, см3:

V2 = C •D• H + E• D• H, см3, (3.4)

где С - длина, ширина паза по дну, см;

D - высота паза, см;

Е - ширина паза вверху, см.

V1= 7,7•15,8•18,8 =2287,2 см3;

V2= 5,0•2,3•15,8 + (8,5- 50)/2 •2,3•15,8 =245,3 см3;

V3= 2287,2-245,3 = 2041,9 см3;

mзаг2 = 2041,9•7,85 = 16,98 кг.

Стоимость механической обработки можно прогнозировать без расчетных выкладок. Обработка заготовки выполненной по 2-му варианту дешевле, так как исключается операция предварительной выборки профильного паза, а все остальные операции по обоим вариантам будут одинаковыми.

Из двух сопоставляемых вариантов технологического процесса изготовления заготовки матрицы выбираем 2-й вариант. Это решение вытекает из проделанных выше расчетов и выводов: стоимость изготовления поковки прямоугольной формы и поковки с пазом отличаются незначительно; стоимость механической обработки у поковки с пазом ниже, чем у поковки прямоугольной формы, к тому же выбрав, поковку с пазом мы сэкономим значительное количество металла.

Итак; делаем вывод, что наиболее подходящий вариант заготовки для изготовления детали матрица, это поковка прямоугольной формы с пазом.

3.5 Выбор и расчет припусков на обработку

Величина припуска на обработку двух параллельных сторон определяется по формуле:

2Zmin = 2 (RZi-l+Тi-l + рi-l + Еi), мкм, (3.5)

где Zmin - величина припуска на обработку, мкм

RZi-l - величина на предыдущем переходе, мкм.

Тi-l- величина поверхностного дефектного слоя на предыдущем переходе.

pi-l - величина пространственных отклонений на предыдущем переходе, мкм;

Еi -- погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм; Фрезерование поверхности:

RZi-1 = 800 мкм, Тi-1=800 мкм;

Pi-1 = Рпор= ?к•l=0,7•2000 = 1400 мкм;

Ei = Е3 = 220 мкм;

2Zmin = 2 (800 + 800 + 1400 + 220) = 6440 мкм.

Шлифование поверхности:

RZi-l=300 мкм, Тi-1= 300 мкм;

Pi-1=pосm = k•pзаг = 0,06 •1400 = 84 мкм;

Ei = 0 (монтажная плита)

2Zmin2 = 2• (300 + 300 + 84 + 0) = 1360мкм.

Определим рабочие размеры:

lp1 = Znocm + li = 176,5 + 0 = 176,5 мм;

lp2 = lp1 + 2Zmin2= 176,5 + 1,36 = 177,86 мм;

lр3 = lр2 + 2Zmin = 177,86 + 6,44 = 184,3 мм.

Определим максимальные размеры:

lmax1 = lp1-?9 = 176,5 + 0,1 = 176,6 мм;

lmax2 = lp2 + ?ф = 177,86 + 0,84 = 178,7 мм;

lmax3 = lp3 + ?3= 184,3 + 1,4= 185,7 мм.

Определим максимальное значение припусков:

2Zmax1=lmax3-lmax2=185.7-178.7=7 мм

2Zmax2=lmax2-lmax1=178.7-176.6=2.1 мм.

Таблица 3.2 - Припуски и допуски на обработку детали

Технологический переход	RZi-!, мкм	Тi-1, мкм	pi-1, мкм	Ei , мкм	мкм	Предельный размер	Предельный припуск
						lmin , мм	lmax , мм	2Zmin , мкм	2Zmax , мкм
Заготовка Фрезерование Шлифование	800 300	800 300	1400 84	220 0	1400 840 520	184,3 177,86 176,5	185.7 178,7 176,6	6440 1360	7000 1680

По данным табл. 3.2, согласно, проведенных расчетов строим схему расположения припусков и допусков на обработку плоскостей в размер 176,5 мм.



3.6 Выбор плана обработка детали

По данным чертежа детали разрабатываем технологический процесс обработки, который предусматривает черновую обработку и окончательную (чистовую) обработку.

Рассмотрим процесс изготовления детали согласно разработанного маршрута:

1. Термическая операция. Отжиг.

2. Вертикально-фрезерная операция. Предварительная фрезеровка габаритов детали выполняется в тисках с переворотом:

- плоскости 1 и 2 размер 70 мм;

- плоскости 3 и 4 размер 150 мм;

- плоскости 5 та б размер 176,5 мм;

3. Плоскошлифовальная операция предварительная:

- плоскости 1 та 2 размер 70 мм;

- плоскости 3 та 4 размер 150 мм;

- плоскости 5 та б размер 176,5 мм.

4. Вертикально-фрезерная операция ЧПУ:

- обработка профильного паза 7.

- сверловка отверстия 12 под резьбу М8;

- обработка отверстия 13, 036 мм;

- обработка отверстия 11,025,6+0'021 мм;

-обработка 2-х колодцев 10, размером 26x34 мм;

- обработка 2-х занижений 8, шириной 42 мм, глубиной 6 мм;

- обработка занижения 9, шириной 34 мм, глубиной 6 мм.

- нарезание резьбы М8 в отверстии 12;

5. Координатно-расточная операция:

- сверловка 4-х отверстий 15 под резьбу М16;

- сверловка, расточка 2-х отверстий 14 03О*0,029 мм;

6. Сверлильная операция:

- зенковка фаски в отверстия 13, 036 мм;

- сверловка 2-х отверстий 16 под резьбу М12;

- зенковка фасок в 2-х отверстиях 16, и 4-х отверстиях 15;

- нарезание резьбы Ml2 в 2-х отверстиях 16;

- нарезание резьбы Ml6 в 4-х отверстиях 15;

7. Слесарная операция:

- обработка профильного паза 7.

8. Термическая обработка. Закалка, отпуск.

9. Плоскошлифовальная операция. Обработка поверхностей:

-плоскости 1 и 2 размер 70 мм;

- плоскости 5 и б размер 176,5 мм.

10. Слесарная операция:

-доводка профильного паза 7.

3.7 Предварительное нормирование операций

Нормирование выполняем с учетом производительности, методов обработки и величины снимаемого припуска, используя приближенные формулы. Результаты заносим в табл. 3.6.

Таблица 3.6-Определение основного технологического времени резания

Наименование операции	Размер участка, мм	Глубина резания, мм	Длина обработки, мм	Формула для расчета основного времени, мин	То, мин
	До обработки	После обработки
1	2	3	4	5	6	7
Вертикально-фрезерная операция
Фрезерование плоскостей 1 и 2 торцевой фрезой	78	73	2,5	185	6l	2,22
	73	71	1	185	4l	1,48
Фрезерование плоскостей 3 и 4 торцевой фрезой	158	153	2,5	185	6l	2,22
	153	150,8	1,1	185	4l	1,48
Фрезерование плоскостей 5 и 6 торцевой фрезой	188	179,5	2,5	151	6l	3,624
	179,5	177,5	1	151	4l	1,208
Итого вертикально-фрезерная	12,752
Шлифовальная операция
Шлифование плоскостей 1 и 2	71	70,4	0,03	111	2,5l	8,85
Шлифование плоскостей 3 и 4	150,8	150	0,03	177	2,5l	11,505
Шлифование плоскостей 5 и 6	177,5	176,9	0,03	150	2,5l	7,5
Итого шлифовальная	27,855
Фрезерная с ЧПУ операция
Черновое фрезерование паза	20	24	3	151	7,2l	8,7
Чистовое фрезерование паза	24	25	0,3	151	7,2l	91,32
Фрезеровать 2 колодца 26x34 мм глубиной 12мм		12	3	104	7,2l	5,99
Фрезеровать 2 занижения 42x50,5мм глубиной 6мм,	-	6	3	372	7,2l	10,713
	-	6	6	135	7,2l	0,972
Фрезеровать занижение 34x50,5мм глубиной 6мм,	-	6	3	233	7,2l	3,355
	-	6	6	127	7,2l	0,914
Центровать отв. 36 мм	-	6		5	0,56Dl	0,031
Центровать отв. 6,8мм	-	6		5		0,031
Сверлить отв. 36 мм пред.	-	20	10	45	0,56Dl	0,504
Сверлить отв. 6,8 мм	-	6,8	3,4	27		0,102
Рассверлить отв. 35,6 мм	20	35,6	7,8	45	0,423Dl	0,677
Рассверлить отв. 25,6 мм	6,8	24	8,6	12		0,122
Развернуть отв. 36 мм	35,6	36Н8	0,2	45	0,876Dl	1,419
Расточить отв. 25,6 мм	24	25,6Н7	0,8	12	0,181Dl	0,055
Нарезать в отв. резьбу М8	6,8	М8		20	0,4dl	0,64
Итого фрезерная с ЧПУ	125,54
Координатно-расточная операция
Центровать 2 отв. 30 мм	-	6		5	0,56Dl	0,062
Центровать 4 отв. 14 мм	-	6		5		0,124
Сверлить 2 отв. 20 мм	-	20	10	32	0,56Dl	0,716
Сверлить 4 отв. 14 мм	-	14	7	70		2,195
Рассверлить 2отв. 30мм	20	28	4,5	32	0,4237Dl	0,785
Расточить 2 отв. 30мм	28	30Н7	1	32	0,187Dl	0,345
Итого координатно-расточная	4,227
Сверлильная операция
Центровать 2 отв. 10,2 мм	-	6		5	0,56Dl	0,062
Сверлить 2 отв. 10,2 мм	-	010,2	5Д	35		0,4
Снять фаску в отв. 36 мм	36	1,5x45°	0,75	1,5		0,13
Снять 2 фаски в отв. 10,2	10,2	1,6x45°	0,8	1,6	0,2Dl	0,08
Снять 4 фаски в отв. 14	14	2x45°	1	2		0,38
Нарезать в 2отв. резьбуМ12	10,2	М12		30	0,4dl	0,225
Нарезать в 4отв. резьбуМ14	14	М14		40		0,896
Итого сверлильная						2,173
Шлифовальная операция
Шлифование плоскостей 1 и 2	70,4	70-o;i	' 0,02	177	2,5l	8,85
Шлифование плоскостей 5 и 6	176,9	176,	0,02	150		7,5
Итого шлифовальная	16,35

3.8 Выбор типа и формы организации производства

Тип производства - согласно ГОСТ 3.1108-78 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.

Коэффициент закрепления операций определяется по формуле:

KЗО=Q/?P (3.6)

где Q- суммарное число различных операций;

?Р - явочное число рабочих подразделений, выполняющих различные операции.

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

где N - годовая программа, шт.;

Тшm(ш-к) - штучное или штучно-калькуляционное время, мин;

FД действительный годовой фонд времени, ч;

з.н нормативный коэффициент загрузки оборудования.

Принимаем годовую программа N = 500 штук.;

FД- годовой фонд работы оборудования (Ffl=3904 часа.)

?з.н = (0,75.. .0,85) нормативный коэффициент загрузки оборудования. Данные для расчета штучно-калькуляционному времени, Тш к. для всех операций берем из табл. 3.6 предварительного нормирования.

Штучно-калькуляционное время определяем по формуле:

Тш.к.=?к•Т0 , мин., (3.8)

где ?к - коэффициент, учитывающий вспомогательное и дополнительное время;

Т0 -- основное технологическое время резания.

Определим значения штучно-калькуляционного времени (Тшт) и требуемое количество оборудования (mр) для всех операций.

Вертикально-фрезерная операция:

Тшк =1,68•12,752 = 21,43 мин.;

Фрезерная ЧПУ операция:

Тш.к. =3•125,54 = 376,62 мин.;

Координатно-расточная операция:

Тшк = 2,7 •4,227 = 11,41 мин.;

Радиально-сверлильная операция:

Тшк =1,58•2,173 = 3,43 мин.;

Шлифовальная операция;

Тш к = 1,83 (27,855+16,35) = 80,89 мин.;

Результаты вычислений заносим в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 - Штучно-калькуляционное время

Операция	То, мин	Фк	Тш.к., мин
Вертикально-фрезерная	12,752	1,68	21,43
Фрезерная ЧПУ	125,54	3,0	376,62
Координатно-расточная	4,227	2,7	11,41
Радиально-сверлильная	2,173	1,58	3,43
Шлифовальная (общая)	27,855+16,35	1,83	80,89

Определяем коэффициент загрузки оборудования для всех операций:

?з.ф. =mр/р,

где р - принятое число рабочего мест.

?з.В.фрез =0,057/1 = 0,057;

?з..ЧПУ =1,004/1 = 1,004;

?з.раст. = 0,03/1 = 0,03;

?з.сверл = 0,009/1 = 0,009;

?з.шлиф = 0,21 /1 = 0,21.

Определяем количество операций выполняемых на каждом станке:

Q=?зн /?эф ,

QВ.фр= 0,8/0,057 = 14,03;

QЧПУ= 0,8/1,004 = 0,79;

Qраст.= 0,8/0,03 = 26,67;

Qсверл.= 0,8/0,009 = 88,9;

Qшлиф.= 0,8/0,21 = 3,8

Результаты вычислений заносим в таблицу 3.8.

Таблица 3.8

№	Операция	тш_к	Н1в,игг.	Р,шт.		Qjnrr.
1	Вертикально-фрезерная	21,43	0,057	1	0,057	14.
2	Фрезерная ЧПУ	376,62	1,004	1	1,004	1
3	Координатно-расточная	11,41	0,03	1	0,03	27
4	Радиально-сверлильная"	3,43	0,009 ,	1	0,009	89
5	Шлифовальная (общая)	80,89	0,21	1	0,21	4

?Q = 14 + 4 + 27 + 89 + 4 = 135

Определим коэффициент закрепления операций:

КЗО =135/5 = 27

Так как 10 К30 100, то значит, производство будет серийное.

3.9 Выбор оборудования

Выбор оборудования осуществляется на основании таких данных, как метод обработки, точность обработки, расположение размеров обрабатываемых поверхностей, габаритных размеров заготовки, количество инструментов в наладке станка, обеспечение заданной производительности, эффективность использования станка по времени, мощности и др.

В процессе обработки детали используется несколько видов станков.

Краткая характеристика которых приведена ниже.

Предварительную обработку габаритов производим на вертикальнофрезерном станке 6Р12 (паспортные данные в таблице 3.9).



Таблица 3.9 - Техническая характеристика вертикально-фрезерного станка модели 6Р12

Техническая характеристика	Модель станка
Наименование	Обозначение	6Р12
Рабочая поверхность стола, мм		320x1250
Мощность эл. Двигателя, кВт	Nэ	7,5
КПД станка	?	0,7
Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи и стола, Н	Рдоп.	15000
Числа оборотов шпинделя, об/ мин	n	31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600
Скорость движения подачи стола (продольной и поперечной), мм/мин.	VS	25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1050

Шлифовку детали производим на плоскошлифовальном станке ЗГ71М паспортные данные в таблице 3.10).

Таблица 3.10- Техническая характеристика плоскошлифовального станка ЗГ71М

Техническая характеристика	Модель станка
	ЗГ71М
Рабочая поверхность стола, мм	630 х200
Наибольшая высота шлифуемых изделий, мм

Подобные документы

• Технология изготовления детали типа "Вал"

  Расчёт объёма выпуска и размера партии деталей. Служебное назначение детали "вал". Анализ соответствия технических условий и норм точности назначению детали. Анализ технологичности конструкции детали. Технологический маршрут изготовления детали.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 10.03.2011
  

• Технологический процесс изготовления вала

  Назначение вала, рабочий чертеж детали, механические свойства и химический состав стали. Анализ технологичности конструкции вала, определение типа производства. Разработка и анализ двух вариантов маршрутных технологических процессов изготовления детали.
  
  курсовая работа [925,1 K], добавлен 28.05.2012
  

• Технология листовой штамповки детали "Гайка резервуара"

  Разработка технологического процесса изготовления детали, конструкции штампа для разделительных операций, себестоимости изготовления детали по элементам затрат. Основные технологические требования к конструкции плоских деталей. Разрезка листа на полосы.
  
  курсовая работа [439,2 K], добавлен 22.02.2011
  

• Разработка технологических процессов изготовления детали "Корпус разъема"

  Проведение анализа технологичности и разработка технологического процесса изготовления детали "Корпус разъема". Обоснование метода получения заготовки и выбор способов обработки поверхностей детали. Расчет технологического маршрута изготовления детали.
  
  курсовая работа [260,6 K], добавлен 05.11.2011
  

• Разработка технологических процессов изготовления деталей машин

  Систематизация поверхностей детали. Анализ технологичности конструкции. Определение типа производства и формы его организации. Расчет технологической себестоимости изготовления детали. Расчет припусков на механическую обработку. Чертеж детали и заготовки.
  
  методичка [4,6 M], добавлен 21.11.2012
  

• Технологический процесс механической обработки детали "вал"

  Анализ технологичности конструкции детали "вал". Расчет коэффициента использования материала, унификации элементов конструкции. Выбор технологических баз токарных операций. Разработка и обоснование маршрута изготовления детали. Выбор модели станка.
  
  контрольная работа [55,5 K], добавлен 04.05.2013
  

• Изготовление вала обгонной муфты

  Процесс получения заготовки для изготовления детали; анализ и назначение вала обгонной муфты. Выбор материала; оценка технологичности детали. Определение коэффициента унификации конструктивных элементов. Выбор и обоснование метода получения заготовки.
  
  курсовая работа [175,3 K], добавлен 17.02.2012
  

• Ось ролика

  Характеристика и назначение исследуемой детали, используемый материал и способы изготовления. Анализ технологичности конструкции. Выбор вида и метода заготовки. Разработка маршрутной технологии изготовления детали. Определение операционных размеров.
  
  курсовая работа [505,6 K], добавлен 03.11.2014
  

• Технологический процесс изготовления детали "стакан"

  Процесс холодной штамповки. Методы изготовления деталей. Выбор метода изготовления детали. Механические и химические свойства латуни. Усилие вырубки контура детали. Рабочие детали штампов. Расчет припусков на обработку, погрешностей и режимов обработки.
  
  курсовая работа [40,7 K], добавлен 17.06.2013
  

• Разработка маршрутной технологии изготовления вала-шестерни

  Расчет годовой программы запуска и определение типа производства табличным методом. Анализ технических условий на изготовление детали и технологичности конструкции детали. Расчет припусков на механическую обработку расчетно-аналитическим методом.
  
  курсовая работа [331,3 K], добавлен 18.02.2009
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам