Силу трения в контакте детали с цангой представим, как сумму сил трения от 4-х сосредоточенных нормальных сил закрепления со стороны лепестков.

, (4.1.2.4)

где - коэффициент трения в контакте детали с цангой, равен 0,15.

Сила закрепления одним лепестком.

(4.1.2.5)

4.1.3 Расчет осевой силы тяги на цанге

В соответствии с расчетной схемой на рисунке 5.1.1.1, сила закрепления определяется из уравнения равновесия лепестка цанги с учетом силы N, необходимой для сжатия самого лепестка цанги.

Q'-Q-N=0 (4.1.3.1)

Усилие необходимое для предварительного сжатия лепестков цанги, определяется по формуле:

(4.1.3.2)

где S - половина диаметрального зазора между цангой и деталью, равна 0,3 мм.

Суммарное радиальное усилие для сжатия лепестков цанги при закреплении детали:

Q'=Q+N=2065+173,6=2238,6 Н.

Сила тяги на штоке для одного лепестка цанги:

(4.1.3.3)

где б - половина угла конуса цанги, равна 15,5°.

(ц===5,7° - угол трения на конической поверхности цанги, =0,l - коэффициент трения;

(===10,2° - угол трения на поверхности контакта лепестков цанги с базовой поверхностью детали.

Суммарная сила тяги на штоке:

W=4W'=41276=5104 Н. (4.1.3.4)

4.1.4 Выбор размеров тарельчатых пружин

Предварительно принимаем W=P₃0,25P_H,

где

Р₃ - усилие пружины при зажиме детали;

Р_н - усилие пружины при наибольшем прогибе.

(4.1.4.1)

Принимаем =21560 Н (2200 кгс).

Этому усилию соответствует тарельчатая пружина со следующими размерами:

D = 45 мм - наружный диаметр;

d = 25 мм - диаметр отверстия;

S =3 мм - толщина;

f_H = l мм - наибольший прогиб;

=4 мм - высота в свободном состоянии.

Номинальная длина пакета пружин в свободном состоянии L_o=360 мм.

Номинальное количество пружин в пакете n=L₀/h₀=360/4=90 шт.

Прогиб пружины прямопропорционален усилию:

мм. (5.1.4.2)

Деформация пакета из 90 пружин при зажиме детали

мм. (5.1.4.3)

Дополнительная деформация пакета пружин при разжиме цанги ДА=3 мм.

Полная деформация пакета пружин при разжиме цанги

А_Р=А₃+ ДА =21,33+3=24,33 мм. (4.1.4.4)

Усилие пружины при разжиме цанги

(4.1.4.5)

4.1.5 Определение диаметра пневмоцилиндра

Усилие, развиваемое пневмоцилиндром:

, (4.1.5.1)

где D - диаметр пневмоцилиндра;

р - давление в пневмосети, р=0,5 МПа;

з - потери на трение в манжетных уплотнителях, з =0,9

м. =128 мм. (4.1.5.2)

принимаем диаметр пневмоцилиндра D=130 мм.

4.2 Контрольное приспособление

4.2.1 Назначение, устройство и работа

После операции шлифования зубьев сектора вала сошки производится контроль отклонения межцентрового расстояния зубчатого зацепления. Проверке по данному параметру подвергаются 10% всех деталей.

Контрольное приспособление представляет собой измерительный прибор, оснащенный индикатором, на котором отображается величина отклонения.

Контрольное приспособление собрано на плите 3. на стойке 4 установлены базовые ролики 43 и каретка 53 с прижимным рычагом 52. Каретка 53 поворачивается на оси 41 и имеет два фиксированных положения (рабочее и отведенное). Рядом со стойкой 4 на плите 3 установлена втулка 9, а на втулке при помощи винта 66 закреплена вставка 8. высота вставки регулируется шайбой 7.

Вставка 8, ролик 43 и рычаг 52 предназначены для установки и закрепления проверяемого вала сошки.

По плите 3 в направляющих планках 47 и 55 в продольном направлении перемещается плита 50. подвижное соединение имеет форму "ласточкин хвост". Планка 47 прижимается к плите 50 винтами 62, распложенными в планке 49. Тем самым регулируется зазор в подвижном соединении. На плите 50 установлена планка 30, а на ней две призмы 14. Между призмами 14 расположена рамка 15, перемещающаяся в поперечном направлении по шарикам 87, заключенным в сепараторы 26. В рамке 15 на оси 45 установлена эталонная рейка 46. поперечное перемещение рамки 15 с эталонной рейкой 46 ограничено винтами 61, установленными в пальцах 44. Снизу на рамке 15 закреплен сухарь 12, а в нем на пальце 11 свободно перемещается ролик 10. Ролик 10 соприкасается с пластинами 13, закрепленными в вилке кулисы 1. Кулиса 1 вращается на оси 23, закрепленной в стойке 4. Кулиса 1 имеет ручку 37, при помощи которой эталонная рейка 46 перемещается в поперечном направлении. Под плитой 50 в отверстии плиты 3 установлен кривошип 22. На кривошип 22 надет ролик 36, перемещающийся в пазу плиты 50. На кривошипе 22 закреплена так же рукоятка 21, с помощью которой плита 50 отводится в крайнее заднее положение. Для возврата плиты 50 в направлении зацепления и для создания измерительного усилия в зацеплении предусмотрена пружина 17. Измерение отклонения межцентрового расстояния зубчатого зацепления от номинальной величины производится индикатором 88, установленным с помощью втулки 34, винта 33 и стойки 19 на плите 50. Измерительный наконечник индикатора 88 во время измерения касается поверхности упора 18, установленного на неподвижной плите 3.

Для предохранения индикатора 88 от поломок на неподвижной плите 3 расположен установ 31, а на подвижной плите 50 - упор 29. В нерабочем положении упор 29 прижимается пружиной 17 к цилиндрической поверхности установа 31. Измерительный наконечник индикатора 88 при этом не касается поверхности упора 18. В рабочем положении установ 31 повернут лыской к упору 29.

Если вал сошки установлен в приспособление, то эталонная рейка упирается в зубчатый сектор и индикатор показывает отклонение проверяемог размера.

Если вал сошки не установлен, то лыска на установе ограничивает перемещение упора 29, а с ним плиты 50 и индикатора 88.

Перед установкой проверяемого вала сошки контрольное приспособление следует подготовить. Ручкой 37 установить эталонную рейку 46 в среднее положение. Рукояткой 21 отвести плиту 50 с эталонной рейкой 46 и индикатором 88 к крайнее заднее положение. Повернуть установ 31 в рабочее положение (лыской к упору 29). Ручкой 25 повернуть каретку 53 с рычагом 52 в отведенное положение.

Установить проверяемый вал сошки отверстием в шейке на вставку 8. Ручкой 25 повернуть каретку 53 с рычагом 52 в рабочее положение, при этом рычаг 52 прижмет вал сошки к базовым роликам 43 на стойке 4. Повернуть вал сошки вокруг своей оси так, чтобы средний зуб сектора оказался напротив средней впадины эталонной рейки 46.

Рукояткой 21 подвести плиту с эталонной рейкой 46 и индикатором 88 к проверяемому валу сошки. Ручкой 37 передвинуть эталонную рейку 46 в одно из крайних положений, а затем в другое крайнее положение, наблюдая при этом за показаниями индикатора 88. Отклонение расстояния между осью вала сошки и осью эталонной рейки при повороте вала сошки на 72° должно быть не более 0,08 мм (настройка индикатора на 0 производится по эталонному валу сошки).

4.2.2 Расчет погрешности измерения

Контрольное приспособление производит измерение с погрешностью, которая рассчитывается по формуле.

, (4.2.2.1)

где - погрешность установки детали в приспособление;

^_ погрешность базовой поверхности детали

Е_из - погрешность измерения.

Для данного приспособления рассчитывается следующим образом. Допуск на вертикальный размер 41,95 между осью эталонной рейки и вставкой ±0,01, то есть 20мкм. Так как наклон исходного контура зубчатого сектора равен 7,5°, то погрешность установки будет равна горизонтальной составляющей (меньшему катету) в прямоугольном треугольнике со стороной 20мкм и углом 7,5°.

=20tg7,5°=200,l 317=2,6 мкм.

На измерение этого параметра может сказаться погрешность формы базовой шейки. Величина погрешности формы на чертеже в явном виде не указана, поэтому берем ее, как неуказанное отклонение из справочника. Для детали, неуказанная погрешность формы составляет 5 мкм. Деталь изготовлена по 7 квалитету.

Погрешность измерения соответствует точности индикатора, равной 1 мкм.

=2,6+5+1=8,6 мкм

Погрешность приспособления при измерении отклонения межцентрового расстояния составляет 10,7% от допуска.

4.3 Загрузочное устройство

4.3.1 Назначение, устройство и работа

Загрузочное устройство устанавливается между конвейером деталей и токарным станком с ЧПУ на операции точения шеек вала сошки. Оно предназначено для перемещения необработанных заготовок с конвейера в рабочую зону станка и обработанных деталей со станка на конвейер.

Загрузочное устройство состоит из поворотного манипулятора 1, установленного на неподвижной подставке 2. Манипулятор оснащен двумя питателями, один из которых предназначен для загрузки заготовок, а другой для снятия готовых деталей. На питателях имеются клещевые схваты для удержания заготовок и деталей. Заготовка в схвате зажимается призмами 18, 19, установленными на рычагах 15. Рычаги 15 качаются на втулках 16 и осях 17, установленных в корпусе 4 схвата. Рычаги 15 связаны пластинами 13 с вилкой 11, расположенной на штоке 10 пневмоцилиндра одностороннего действия. Пневмоцилиндр состоит из гильзы 5, крышки 6, втулки 7, поршня 9, возвратной пружины 8 и крепится шпильками 28 к корпусу 4 схвата. Корпус 4 соединен фланцем 3 с питателем. Сжатый воздух к пневмоцилиндру подается по трубам 33 через фланец 3 и отверстие в питателе.

После окончания токарной обработки и остановки вращения детали верхний питатель перемещается вперед и его схват зажимает обработанную деталь. Задний центр отходит от детали и патрон станка разжимается. Верхний питатель с зажатой обработанной деталью возвращается в исходное положение, а нижний питатель с зажатой заготовкой перемещается вперед к патрону станка. Патрон зажимает заготовку, а задний центр поджимает её торец. Схват нижнего питателя освобождает заготовку и питатель отходит в исходное положение. Начинается токарная обработка.

Манипулятор поворачивается на 180° к конвейеру деталей. Верхний питатель перемещается вперед, кладет обработанную деталь на конвейер и возвращается в исходное положение. Конвейер перемещается на один шаг. Нижний питатель перемещается вперед, берет с конвейера заготовку и возвращается в исходное положение. Манипулятор поворачивается на 180° к станку и останавливается в исходном положении.

По окончании токарной обработки детали цикл работы загрузочного устройства повторяется.

4.3.2 Расчет усилия удержания детали в схвате

Для работы автооператора необходимо определить усилие зажима детали в схвате при ее транспортировке. Расчетная схема представляет собой рычажный механизм с плечами и . На конце плеча =52 см имеется призма с углом 90°. Плечо . =30 см шарнирно связано с тягой, создающей исходное усилие.

Таким образом, сила зажима Q будет зависеть от передаточного отношения плеч рычагов и . Так как скорость движения детали спала, то при расчете сил зажима заготовки можно ограничиться учетом только веса заготовки Р. При расчете будем считать, что силы и - равны.

= = (4.3.2.1)

Усилие зажима, создаваемое рычагами и .

(4.3.2.2)

Далее, учитывая коэффициент запаса к=2,5, соотношение плеч рычагов и , потери на трение в шарнирах =0,9 и потери в соединении рычагов с тягой =0,85, определяем исходное усилие W, необходимое для удержания заготовки в схвате автооператора. Оно равно:

= =12,72кг. (4.3.2.3)

5. Организация вспомогательных систем

Для обеспечения бесперебойного выпуска качественной продукции на участке должны функционировать вспомогательные системы: транспортная, система контроля, система инструментального обеспечения и система удаления отходов.

6.1 Транспортная система

Транспортная система предназначена для обеспечения рабочих мест заготовками и материалами, а также для передачи деталей на участки термообработки и сборки. Складских помещений для хранения заготовок и готовых изделий в цехе нет. Однако на участке предусмотрены площади для складирования заготовок, предназначенных для обработки, и уже готовых деталей, которые, будучи отправлены на склад или другие участки.

Транспортная система цеха делится на две части: система обеспечения участков заготовками и материалами, и система транспортировки заготовок внутри участка. При транспортировке по цеху заготовки и детали укладываются в специальную тару, предохраняющую их от повреждений, и электропогрузчик перевозит их к месту обработки или сборки.

На участке механической обработки вала сошки передача детали с операции на операцию осуществляется подвесным конвейером или напольным транспортером с гибкой связью.

Напольный транспортер с гибкой связью предназначен для передачи заготовок и удобства автоматической загрузки автооператором на позициях с гидрокопировальными токарными полуавтоматами. Транспортер имеет два уровня и, в зависимости от технологической операции, автооператор берет заготовку с одного уровня и соответственно на второй уровень кладет обработанную деталь.

Цепной подвесной конвейер представляет собой замкнутый конур, который проходит между станков, обрабатывающих деталь, охватывает участок обработки закаленной детали, проходит через моечную машину и ОТК. Заготовки, прошедшие термообработку, кладут на верхние полки подвесок конвейера.

Детали перемещаются по конвейеру на подвесках по 50 штук на каждой. После контрольной операции деталь укладывают в специальную тару и отправляют на термообработку. После термообработки закаленные детали доставляются электропогрузчиком в ту же часть участка, их раскладывают на подвески конвейера, по которому они проходят через моечную машину, а потом поступают в ОТК. После ОТК годные детали укладываются в специальную тару и отправляются на участок сборки.

В течение одной смены на участке изготавливается 373 детали. Масса, поступающих на участок, заготовок равна 1436 кг. Масса деталей, отправляемых на термообработку и, естественно, получаемых с термообработки, равна 1045 кг. Масса деталей, отправляемых на участок сборки, равна 1000 кг.

Заготовки поступают на участок два раза в течение смены в таре емкостью 210 штук. Поскольку заготовки поступают на завод с предприятия смежника, то количество тары заранее определено.

Транспортировка деталей на термообработку производиться в специальной таре емкостью 210 штук дважды в течение смены. В связи с этим, для бесперебойной работы на участок механической обработки вала сошки должно приходиться 4 единицы тары.

Отправка вала сошки на сборочный конвейер осуществляется в специальной таре емкостью 60 штук. Для обеспечения равномерной работы участков количество тары принимаем равным 4 шт.

5.2 Система контроля

Система контроля предназначена для проверки качества ОТК. Для контроля продукции в технологическом процессе изготовления вала сошки предусмотрены контрольные операции. Они осуществляются на специальном месте с помощью специальных средств технического контроля. Кроме того, на отдельных операциях применяются приборы активного контроля размера. Контроль за состоянием станков осуществляется наладчиками.

На контрольных операциях осуществляется выборочный контроль. На контрольной операции перед отправкой деталей на термообработку проверяется: визуально - внешний вид детали; отверстие Ш30-30,33 мм; шейки Ш42,238-42,3; две шейки Ш43,038-43,1 мм; размер от донышка отверстия в короткой шейке вала до канавки, 16,3-16,42 мм и т.д.

На контрольной операции перед отправкой вала сошки на участок сборки проверяются: внешний вид детали, шейка Ш41,938-42 мм; 2 шейки Ш42,75-42,775 мм; зацепление вала сошки с рейкой-поршнем.

Выборочным контролем проверяются: отсутствие трещин, резьба M30-l,5-6g; параметры шлицов; взаимное биение шеек Ш42,75-42,775 мм.

Приборами активного контроля регистрируются диаметр шеек вала при шлифовании.

Оборудование для контроля параметров детали располагается на участке обработки вала сошки. ОТК располагаются по краям участка, так как после контрольных операций детали укладывают в тару и увозят с участка.

Контроль за состоянием режущего инструмента, технологического и вспомогательного оборудования ведется наладчиками. Оборудование для контроля инструмента находится в заточных мастерских.

5.3 Система обеспечения участка инструментом

Система обеспечения участка инструментом. На участке используется мерный свободно-размерный инструмент.

К мерным относятся сверла, зенкеры и протяжки. Они сделаны из быстрорежущей стали и твердых сплавов цельными. На режущую часть нанесено твердое износостойкое покрытие для увеличения стойкости инструмента.

Замена и контроль за состоянием инструмента осуществляется наладчиком. По мере надобности наладчик берет инструмент их инструментальной кладовой. Весь инструмент затачивается и предварительно налаживается в заточных отделениях цеха, после чего устанавливается наладчиком на станке.

Подналадка осуществляется только для свободно-размерного инструмента и зависит от его стойкости. Для резцов замена инструмента производиться через 50-60 минут, а его подналадка производиться через каждые 10-12 минут работы.

5.4 Система удаления отходов

Система удаления отходов. При обработке металлов резанием для повышения режимов резания на станках применяется СОТС. Система подачи СОТС централизована и замкнута. Для многократного использования СОТС применяется специальная система очистки обработанной жидкости.

Система регенерации СОТС располагается в подвальных помещениях цеха. В нее входят отстойные баки для осаждения крупных частиц металла, фильтры для более тщательной очистки жидкости и насосы для подачи СОТС по трубам к работающим станкам.

В процессе обработки заготовки материал припуска снимается в виде стружки. Для удаления стружки на участке применяется автоматизированная система, состоящая из линейных и магистральных конвейеров. По конвейерам стружка попадает в отделение переработки стружки, где ее обезжиривают, сушат, а затем брикетируют и удаляют из цеха.

6. Выбор оптимального метода зубообработки вала сошки

Зубчатый сектор вала-сошки рулевого управления автомобиля ЗИЛ представляет собой сектор коническо-цилиндрического зубчатого венца с зубом переменного по длине профиля. Геометрия этого профиля отличается следующими особенностями: впадина между зубьями расширяется и углубляется к одному из торцев. Боковая поверхность зуба является винтовой поверхностью, при этом правая и левая поверхности зуба являются винтовыми поверхностями с разными направлениями вращения. Зуб нарезаемого венца имеет эвольвентный профиль в торцевом, а не в нормальном сечении. Смещение исходного контура переменное. Важным преимуществом является возможность регулирования бокового зазора без нарушения правильности зацепления.

Даже в производстве обычных зубчатых колес формообразование зубьев является очень сложным и трудоемким этапом механической обработки, для которого в настоящее время широко распространен метод фрезерования зубьев червячными фрезами. Зуборезный инструмент, имеющий сложную кинематическую схему резания и сравнительно низкую стойкость, не может обеспечить высокую производительность и точность обработки, поскольку требует частую подналадку и смену.

Следует считать вполне оправданным изыскание других методов обработки зубьев колес, а также создание новых прогрессивных конструкций режущего инструмента и высокопроизводительного оборудования.

Анализ современных процессов нарезания зубьев колес (зубодолбление фасонным инструментом одновременно всех зубьев, зубопротягивание, зубонарезание "охватывающей" червячной фрезой большого диаметра, имеющей внутренние зубья), позволил установить следующее:

1. Для работы на больших скоростях резания инструменту необходимо придавать вращательное движение.

2. При высокой производительности новый метод должен обеспечивать высокую точность обработки.

3. Операции чернового и чистового нарезания зубьев должны по возможности быть раздельными.

4. Для повышения стойкости инструмента каждый его зуб при нарезании одной впадины должен проходить в металле минимальный путь.

5. Зуборезный инструмент должен быть прост и дешев как в изготовлении, так и в эксплуатации.

6. С целью повышения точности обработки необходимо обеспечить простую кинематику движений рабочих органов станка.

Всем этим требованиям отвечает метод нарезания цилиндрических колес круговым протягиванием.

Нарезание зубьев цилиндрических колес круговыми протяжками по сравнению с применяемыми в настоящее время методами нарезания имеет свои специфические особенности:

1. За один оборот инструмента нарезается полностью одна впадина между зубьями шестерни.

2. При черновом прорезании толщина стружки остается постоянной на всей длине нарезания.

3. За один оборот инструмента время нарезания каждым резцом примерно в 30 раз меньше, чем время остывания резца.

4. Большая жесткость инструмента и системы в целом.

Метод позволяет разделить черновое и чистовое нарезание зубьев шестерни и осуществить его различными резцами одного инструмента.

Вместе с тем, все существующее множество способов нарезания зубчатых колес можно отнести к двум методам: методу копирования и методу обката. На машиностроительных заводах наибольшее распространение получил метод обката. Он заключается в том, что воспроизводится зацепление сопряженных зубчатых колес, одним из которых является режущий инструмент, другим - нарезаемое колесо.

В базовом технологическом проекте для нарезания зубчатого сектора вала-сошки используется фрезерование червячной фрезой. Этот метод обладает существенными недостатками: при фрезеровании зубчатого сектора нагрузки при резании распределяются неравномерно, поэтому в результате не жесткости системы возникает погрешность профиля. При нарезании зубчатого сектора с зубом переменного по длине профиля возникает подрезание, изменяющееся по длине зуба. Кроме этих недостатков способ фрезерования зубчатого сектора малопроизводителен, время нарезания зубчатого сектора вала сошки методом фрезерования составляет 5,56 мин.

Метод копирования еще не получил широкого распространения в массовом и крупносерийном производстве, однако по сравнению с методом обката он позволяет вносить в нарезаемый профиль необходимые модификации без усложнения технологии и увеличения времени обработки. Это обстоятельство является существенным при нарезании зубьев переменного профиля конически-цилиндрических зубчатых венцов. Особенно велико преимущество метода копирования перед методом обката при нарезании зубчатых секторов. Наиболее производительным способом нарезания зубчатых венцов по методу копирования является круговое протягивание. Этот способ используется для нарезания зубчатого сектора вала сошки в разрабатываемом технологическом процессе.

Нарезание зубчатого сектора вала сошки автомобиля ЗИЛ производится в две операции чернового и чистового кругового протягивания. Черновое протягивание впадины производится фиксированным круговым протягиванием. В процессе резания протяжка вращается с постоянной угловой скоростью. Оси инструмента и нарезаемой заготовки неподвижны, продольное перемещение отсутствует. Впадина между зубьями получается вогнутой. По торцам зуба напуск переменного сечения (рис.6.1). Круговая протяжка представляет собой диск Ш700 мм, на котором расположено 16 резцовых сегментов, изготовленных из быстрорежущей стали Р6М5К5. Резцы работают периферийными режущими кромками и осуществляют протягивание по генераторной схеме резания, то есть каждый последующий зуб протяжки выше предыдущего. При этом высота последнего резца чернового сектора меньше наибольшей высоты зуба на величину припуска на чистовое протягивание.

Рисунок 6.1 - Формы впадины после червячного протягивания

Зуб переменного профиля воспроизводится постепенно в результате работы режущих кромок, срезающих металл концентричными слоями. В связи с тем, что ширина черновых режущих кромок, вступающих первыми, значительна, применяется групповая схема резания.

Резцы 1, 3, 5, 7, 9 резцовых блоков срезают ширину меньшую, чем ширина впадины, а резцы 2, 4, 5, 6, 8, 10 резцовых блоков снимают оставшийся объем металла (рис.6.2).

Машинное время при черновом протягивании равно 0,6 мин.

Чистовое прорезание впадины осуществляется координированным круговым протягиванием. В процессе резания круговой протяжке сообщается вращательное движение вокруг своей оси с постоянной угловой скоростью и продольное перемещение вдоль линии, направленной под углом к оси нарезаемой заготовки. При чистовом протягивании режим резания следующий: V=l 1 м/мин, =0,5 мм/зуб. Машинное время чистового протягивания составляет 0,8 мин.

При вращении протяжка в зацеплении с заготовкой в одновременной подачей вдоль боковой поверхности образуется поверхность зубьев, глубина которых меняется в пределах от 11,12 до 15,62 мм. После чистового протягивания зубчатый сектор вала сошки имеет следующие точностные характеристики:

· радиальное биение зубчатого венца лежит в пределах от 2 до 64 мкм и не превышает допуска для 8 степени точности;

· колебания длины общей нормали изменяется от 13 до 36 мкм и находится в пределах 7-8 степени точности;

· измерительное межосевое расстояние меняется от 23,25 до 67 мкм и укладывается в допуск для 7 степени точности;

· разность окружных шагов удовлетворяет, но не превышает 8 степени точности;

· шероховатость боковой поверхности нарезанных зубьев Ra 1,5 до 4,5.

Применение чистового кругового протягивания сопряжено с рядом сложностей. При круговом протягивании применяется сложный инструмент, требующий длительной наладки и высокой квалификации наладчика. Профиль резцов зависит от режимов резания, в частности, от скорости вращения протяжки и подачи вдоль оси зуба, поэтому чрезвычайно важно точно выдерживать эти режимы при обработке деталей.

Технологическая производительность Q_T=l/t_p являются количественной характеристикой прогрессивности технологического процесса. Замена фрезерования на круговое протягивание позволяет повысить производительность процесса нарезания зубчатого сектора вала сошки в

раза. (6.1)

Производительность оборудования с учетом внецикловых потерь можно представить в следующем виде:

(6.2)

где t_p - время резания;

t_x - время холостых ходов;

- внецикловые потери по оборудованию и инструменту. При круговом протягивании:

C=t/T, (6.3)

Рисунок 6.2 - Схема съема металла при черновом протягивании.

где t - время простоя станка по вине инструмента;

Т - период стойкости инструмента

Максимальная производительность будет достигнута при условии, что сумма всех составляющих затрат времени будет минимальна. Из исследований, проведенных Алейниковой Г.Р., следует, что времена распределяются следующим образом: __

Таблица 6.1

	tp	tx		С
%	78	6	5	11

Из таблицы видно, что наибольшие внецикловые потери приходятся на смену и регулирование инструмента. Для снижения этих потерь и повышения производительности процесса кругового протягивания необходимо увеличивать стойкость инструмента.

Стойкость режущего инструмента является мерой его изнашивания и зависит от тех же параметров, что и износ. Интенсивность износа трущихся поверхностей зависит от следующих факторов: силовых характеристик процесса трения, состояния трущихся поверхностей и температурных условий трения. В зависимости от совокупного действия этих факторов могут иметь место следующие механизмы износа: абразивно-механический, адгезионный, диффузионный и окислительный.

При действии абразивного механизма изнашивания поверхностный слой снимается.

При адгезионном изнашивании большую роль играет способность к схватыванию, которая обусловлена химической активностью инструмента и обрабатываемого материала.

Известно, что при прочих равных условиях, чем меньше отношение твердость материала инструмента к твердости обрабатываемого материала, тем сильнее изнашивается инструмент.

Диффузионный и окислительный износ протекает при высокой температуре в зоне резания.

Износ при круговом протягивании инструментом из БРС имеет, прежде всего, адгезионную природу и поэтому применение твердого износостойкого покрытия существенно снижает интенсивность износа. В качестве покрытия применяется ионное покрытие TIN.

Образование ионно-вакуумного покрытия происходит на атомном или молекулярном уровне, что обеспечивает структурную однородность покрытия. Благодаря высокой энергии осаждающихся частиц, предварительной очистке и активации покрываемых поверхностей бомбардировкой ионами с высоким уровнем энергии, образующиеся покрытия характеризуются высокой адгезией к подложке и высокой износостойкостью. Оптимальная толщина напыления 4-6 мкм.

Применение TIN позволяет увеличить стойкость инструмента в 1,85 раза. Период стойкости инструмента составляет 1800 деталей. Радиальное биение зубьев и погрешность шага нарезанных зубьев не превышает 0,06 мм в конце периода стойкости.

Вывод

Дипломный проект представлен на 12 графических листах и расчетно-пояснительной записки на 69 страницах. В процессе выполнения дипломного проекта был проведен анализ технологичности изделия. Проведены расчеты режимов резания и припусков. Спроектирован процесс механической обработки вала сошки.

В проекте предложен процесс кругового протягивания при нарезании зубьев сектора вала сошки. Этот метод позволяет повысить производительность процесса нарезания зубчатого сектора по сравнению с фрезерованием червячной фрезой. Анализ, действующего производства, показал, что в процессе изготовления вала сошки на позициях загрузки преобладает ручной труд, поэтому в проекте предложена автоматизированная загрузка оборудования на отдельных рабочих позициях.

Для сокращения межоперационного времени и сокращения количества производственных рабочих на участке, на операциях токарной обработки шеек детали, применяется автоматическая загрузка посредством автооператора.

В разделе "Специальные средства технологического оснащения" приведены описание конструкции и расчеты приспособлений, применяемых в технологическом процессе. Для контрольного приспособления, предназначенного для измерения отклонения межцентрового расстояния зубчатого сектора вала сошки, рассчитывается погрешность измерения и определяется, какой процент она составляет от допуска на параметр.

На операции чистового протягивания зубчатого сектора вала сошки для базирования и закрепления заготовки применяется цанговый патрон. Для него рассчитаны силы закрепления и параметры пневмопривода.

Для установки и снятия детали с гидрокопировальных станков на операциях точения шеек вала сошки используются автооператоры. В дипломном проекте приведен расчет усилия захвата для удержания детали.

На основе оценки технологичности конструкции изделия предложены средства автоматизации сборки. Спроектирован технологический процесс сборки рулевого управления грузовых автомобилей. Проведены расчеты штучного времени и параметров сборочных переходов. Также в данном дипломном проекте предлагается изменить оборудование сборочной операции и вместо двух рабочих-сборщиков установить автоматический поворотный стол, установка которого позволит сократить затраты, связанные со сборкой механизма рулевого управления грузовых автомобилей. Рассмотрен вопрос о надежности предлагаемого сборочного оборудования.

Список используемых источников

1. Алейникова Г.Р. "Повышение производительности процесса обработки коническо-цилиндрических колес"

2. Андерс А.А. "Проектирование заводов и механосборочных цехов в автотракторной промышленности", Машиностроение, 1982 г.

3. Анурьев В.И. "Справочник конструктора-машиностоителя", Машиностроение, 1999 г.

4. Барановский Ю.В. "Режимы резания металлов", НИИТавтопром, 1995 г.

5. Васильев А.А. "Повышение производительности чистовой обработки коническо-цилиндрических зубчатых колес"

6. Великанов К.М. "Экономика и организация производства в дипломных проектах", Машиностроение, 1977 г.

7. Кащук В.А. и Верещагин А.Б. "Справочник шлифовальщика", Машиностроение, 1988 г.

8. "Справочник технолога-машиностроителя" под ред. Касиловой А.Г. и Мещеряковой Р.К., Машиностроение, 1985 г., 2 тома

9. Ординарцев И, А., Шевченко А.Н. "Справочник инструментальщика", Машиностроение, 1987 г.

10. Юдин Е.Я. "Охрана труда в машиностроении", Машиностроение, 1983г.

11.П. Егоров М.Е. "Основы проектирования машиностроительных заводов", М.:

Высшая школа, 1969 г.

12. "Допуски и посадки", Справочник, Машиностроение, 1982 г.

13. И. Соколова Р.А. Методические указания к выполнению организационно-экономической части дипломных проектов, МАМИ, 1990г.

14. Ламин И.И. Учебное пособие по выполнению технологической части дипломного проекта, "Проектирование технологических процессов сборки изделий автотракторостроения", МАМИ, 2004 г.

15. Мазуркевич В.В., Балашов В.Н. Методические указания к лабораторной работе № 5 Т. "Расчет операционных припусков и определение операционных размеров", МАМИ, 1981 г.

16. Шандров Б.В. и др. Методические указания к выполнению дипломного проекта, "Расчет зажимных механизмов станочных приспособлений", МАМИ, 1987 г.

Размещено на Allbest.ru