Разработка конструкции и технологии изготовления шлифовальной головки для обработки восстановленных поверхностей загрузочных конусов домны

Норма по изготовлению штучной продукции определяется по формуле (3.10):

. , мин,(3.10)

где - машинное время (основное) - основной расчет учитывающий все переходы по формуле (3.11):

, мин,(3.11)

где - вспомогательное время - включает в себя время холостого хода, и всего времени затрачено на вспомогательные операции;

- время затрат на ТО по формуле (3.12):

, мин,(3.12)

где - организационное время - время на снабжение рабочего места деталями и инструментом по формуле (3.13):

, мин,(3.13)

где - время перерывов по формуле (3.14):

, мин,(3.14)

- подготовительно-заключительное время - время на подготовку к новой партии деталей по формуле (3.15):

, мин,(3.15)

где р - количество деталей в партии;

N - годовая программа.

Нормы времени по операциям приведены в таблице 3.9.

Таблица 3.9 - Нормы времени на выполнение операций

3.12 Выбор средств измерения и контроля

Выбор средств измерения и контроля производится с учетом погрешностей, совершенных в результате измерения и заданных в соответствии с нормативной документацией. Назначение средств контроля должно удовлетворять требованиям получения соответствующих значений измеряемых величин с максимальной точностью. При этом с минимальными затратами.

Выбрано средство для операции приёмочного контроля. Особое внимание уделяется деталям, которые должны соответствовать высоким нормам контроля.

Осуществление контроля происходит по следующим признакам:

Во время основных технических операций.

И на завершающей стадии, на приеме продукции.

Основная проверка контроля происходит на приеме готовой продукции.

В основу выбора положена следующая зависимость:

(3.16)

Исходные данные:

- тип контролируемой поверхности и размера;

- основные размеры детали, масса;

- величины проверяемой поверхности;

- высокая точность;

- метрологические характеристики средства измерения;

- метод производства.

Выбранные средства измерения и их метрологические характеристики приведены в таблице 3.10.

Таблица 3.10 - Средства измерения и их метрологические характеристики

3.13 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ

Для выполнения нужных операций (трёх) используем станок с ЧПУ мод. 16К20Ф3С5. Применяем управляющую программу для трёх операций: сверлильная, токарная, токарно-фрезерная.

Текст управляющих программ в Приложении 3.

4. ИМИТАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

4.1 Имитационное моделирование

Имитационное моделирование - это способ позволяет построить модель, с которой в дальнейшем ведутся опыты, в ходе которых получают информации о данной системе. Исследования, проводимые с моделью, называют имитацией. Имитационный метод обычно применяют, когда провести эксперимент невозможно, дорого, или необходимо имитировать поведение объекта под воздействием времени.

Использование данного метода даст возможность получать изделие в готовом виде, высшего качества и в короткие сроки. Ключевым аспектом получения наибольшей выгоды от применения имитации считается ее использование на начальных этапах разработки и до последней стадии разработки.

Имитация в САПР - выбираем субъект, за которым производим наблюдение на всех стадиях изготовления. Тем самым мы можем выявить все недостатки в его функциональности. Исходя из выявленных недостатков, вносим изменения в производственный процесс. Имитацию квалифицируют на кинематическую и динамическую.

Кинематическая имитация производит проверку объекта в движении. Тем самым можем определить слабые зоны всего механизма в целом, так и отдельных его частей.

Динамическая имитация производит проверку объекта исследования под воздействий на него различных нагрузок и температур. Тем самым определяют деформации и теплонапряженное состояние. Чтобы произвести необходимый расчет применяют аналитические модели.

Аналитические модели опираются на методы математической физики. Они применяются к конструкционно сложным объектам. Во многих случаях это невозможно, так как приходится принимать ограничения, которые в свою очередь противоречат исследуемому объекту и его математической модели.

4.2 Проектирование шпиндельного вала

4.2.1 Создание трехмерных моделей деталей в системах «КОМПАС»

При проектировании привода, используем программу для трёхмерного моделирование «КОМПАС».

Применяем для проектирования четыре способа:

- сдвиг - на плоскости создаем эскиз и задаем вектор перемещения;

- вращение - создаем эскиз на плоскости и указываем ось;

- перемещение вдоль кривой;

- по сечениям - объект условно разделяется на плоскости.

Когда создается контур выдерживать требуемые размеры, нет необходимости. Главное задать положение всех элементов, после этого эскиз полностью параметризован, можно устанавливать каждому элементу требуемые размеры.

4.2.2 Проектирование конструкций в системе «КОМПАС»

С самого начала нужно создать файл, сделать это можно двумя способами: «Файл» > «Создать деталь», или использовать иконку «Новая деталь» на панели управления в соответствии с рисунком 4.1.

Рисунок 4.1 - Панель управления

После этого откроется новый документ, поменяется полностью интерфейс. Порядок создания детали отображается в окне «Дерево построений» в соответствии с рисунком 4.2.

Рисунок 4.2 - Дерево построения

Первым делом, при создании трёхмерной модели используют формообразующие элементы. К элементам формообразования относят:

Элемент по сечениям

Элемент кинематический

Элемент выдавливания

Когда работа над построением эскиза завершена, следует перейти к построению трёхмерной модели. Завершаем все использованные команды в режиме эскиза, нажав кнопку «Прервать команду», затем «Закончить эскиз»

на панели управления. Для того, чтобы применить вид формообразующей операции, необходимо указать способ перемещения в пространстве в соответствии с рисунком 4.3.

Рисунок 4.3 - Операции

4.2.3 Вращение контура вокруг оси

Команда “Вращение” в КОМПАС создает объемное тело путем вращения эскиза вокруг оси в соответствии с рисунком 4.5.Один из вариантов:

- повернутая на 360 градусов (рисунок 4.5);

Рисунок 4.5 - Вращение контура вокруг оси

4.2.4 Построение фасок

Команда «Фаска» . Фаска - это поверхность, торцевой кромки детали, обрабатываемой под углом в соответствии с рисунком 4.6. Следует выбрать кромку или вершину, а потом задать нужные углы и размеры фаски.

Рисунок 4.6- Построение фасок

4.2.5 Имитационное исследование

При расчетах и проектировании используем программу компании «Аскон» КОМПАС - 3DV15. Объект, который в дальнейшем будет исследован, является вал кантователя. КОМПАС - 3DV15включает в себя различного рода алгоритмы и необходимые программы для различных расчётов:

- энергетических и кинематических параметров;

- прочности, жесткости и устойчивости;

- выносливости;

- надежности и износостойкости;

- динамических характеристик.

Благодаря возможностям программы можно рассчитывать соединения всех деталей машин, все типы передач. Производить расчёт и проектирования различных типов подшипников, упругих элементов машин. Для различного рода расчётов, пользователю предоставляют ряд специальных модулей. Каждый модуль имеет свою интегрированную среду, которая состоит:

- подробные подсказки, что облегчает работу начинающему специалисту;

- цикл вычислений в полном объеме;

- все возможные средства отчетности по проделанным расчетам;

- специальный графический редактор.

Система имеет свою базу данных, где содержатся все стандартные детали, доступные для всех видов внутренних программ.

Проведём расчёт вала кантователя, для этого приложим к нему основные виды нагрузок. Модель шпиндельного вала представлена на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 - Модель шпиндельного вала

После создания 3D-модели шпиндельного вала, нужно перейти по вкладке «Менеджер библиотек», выбрать команду «APMFEM: Прочностной анализ». Затем вал, необходимо закрепить и нагрузить деталь.

Определившись с местами закрепления, используем команду «Установить закрепление. Затем прикладываем нагрузку, так как нагрузки распределенные выбираем команду «Приложить удельную силу по площади». Необходимо задать направления, и установить места, где нагружаем деталь. Вес самой конструкции, это и есть одна из основных нагрузок, действующих на площадь вала. Принимаем нагрузку на вал 100000 Н/мм2. После этого выполняем расчет.

В конечном итоге мы получаем подробный отчет по всем видам нагрузки. А так же все приложенные нагрузки представлены на деформируемой модели в соответствии с рисунками 4.8, 4.9, 4.10, 4.11.

Рисунок 4.8 - Напряжения

Рисунок 4.9 - Перемещения

Рисунок 4.10 - Коэффициент запаса по текучести

Рисунок 4.11- Коэффициент запаса по прочности

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над проектом были решены следующие задачи:

был произведен расчет и проектирование шпиндельного узла обдирочно-шлифовальной головки;

был проведён инженерный анализ напряжённо-деформированного состояния детали «Вал»;

был создан технологический процесс изготовления детали «Вал»;

была спроектирована конструкция инструмента специального назначения.

После проведения модернизации карусельного станка модели 1580Л были внесены следующие изменения:

изменение технологии обработки наплавленных поверхностей конусов;

использование, при грубой обработке (обдирке) особого приспособления.

Изменение технологии обработки наплавленных поверхностей конусов и чаш подразумевает использование, при грубой обработке (обдирке) особого приспособления. Разница его в том, что оно крепится на правой колонне станка, его головная часть передвигается правым суппортом шарнирной тягой параллельно обрабатываемой плоскости, а абразивный круг «развёрнут» перпендикулярно перемещению обрабатываемой поверхности,применяемые на станках круги, различных фирм изготовителей.

Модернизация устройства, значительно улучшает качество подготовки поверхности. Что значительно сокращает затраченное время на чистовую обработку, расходы СОЖ и электроэнергии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Анурьев, В. И. Справочник конструктора - машиностроителя: в 3 т. Т.1 / В. И. Анурьев. - Москва: Машиностроение, 2001.- 936 с.

2. Аршинов, В. А. Резание металлов и режущий инструмент: учебник / В. А. Аршинов, Г. А. Алексеев. - Москва: Машиностроение, 1976. - 442 с.

3. Горбацевич, А. Ф. Курсовое проектирование по технологии машино-строения: учебное пособие для машиностроительных специальностей Вузов / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред . -Минск: Высшая школа, 1983. - 256 с.

4. Долин, Н. А. Справочник по технике безопасности / Н. А. Долин. - Москва: Энергоатомиздат, 1984. - 824 с.

5.Дунаев, П. Ф. Детали машин: курсовое проектирование / П. Ф. Дунаев.- Москва: Машиностроение, 2004. - 560 с.

6. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие для технических спец. вузов / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. - Москва: Высшая школа, 1985. - 416 с.

7. Евсеев, Г. Б. Оборудование и технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов: учебник для студентов вузов / Г.Б. Евсеев, Д.Л. Глизманенко. - Москва: Машиностроение, 1974. - 312с.

8.Егоров, М. Е. Технология машиностроения: учебник для машиностроите-льных вузов / М.Е. Егоров. - Москва: Высшая школа, 1976.-534 с.

9.Иванов, М. Н. Детали машин: учебник / М.Н. Иванов. -Москва: Высшая школа, 1998. - 383 с.

10. Монахов, Г. А. Обработка металлов резанием. Справочник технолога / Г. А. Монахов.- Москва: Машиностроение, 1974. - 600 с.

12.Методические указания к курсовому проекту «Расчёт и конструирование валов» / сост. Полетаев В.П.- Вологда: ВПИ, 2001. - 23 с.

13.Методические указания к курсовому проекту «Энерго-кинематический расчёт привода»/ сост. Полетаев В.П.- Вологда: ВПИ, 2003. - 23 с.

14.Методические указания к курсовому проекту «Энергокинематический расчёт привода»/ сост. Полетаев В.П.- Вологда: ВПИ, 2003. - 23 с.

16.Соломенцев, Ю. М. Методы и средства обеспечения безопасности труда в машиностроении: учебник для студентов вузов /Ю. М.Соломенцев. - Москва: Высшая школа, 2000.- 326 с.

17.Соломенцев, Ю. М. Безопасность жизнедеятельности в машиностроении: учебник для студентов вузов /Ю. М.Соломенцев. - Москва: Высшая школа, 2002.- 310 с.

18.Чернавский, С. А. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. посо-бие / С. А.Чернавский, Г. М.Ицкович, К.Н. Боков. - Москва: Машиностроение, 1979. - 351 с.

19.Чекмарёв, А. А. Справочник по машиностроительному черчению: учеб.пособие /А. А. Чекмарёв, В.К.Осипов. - Москва: Высшая школа, 2002. - 493 с.

20.Сборник планов ликвидации аварий по РМЦ-1.- Череповец: АО «Северсталь», 1996.-47 с.

Размещено на Allbest.ru