ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ОСНОВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

3.1 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ОСНОВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

При разработке технологического процесса восстановления шатуна предусматривается подбор или расчёт оборудования основного производства и подъёмно-транспортного оборудования.

Оборудование основного производства предназначено для непосредственного выполнения работ, связанных с восстановлением шатунов, а подъёмно-транспортное оборудование – для выполнения подъёмно-транспортных работ по перемещению деталей в контейнерах на посты их восстановления.

Оборудование основного производства рассчитывается в зависимости от годового объёма работ, а некоторая часть его подбирается по табелям и каталогам исходя из условий тактической необходимости выполнения определённых операций по восстановлению детали.

Согласно выданного задания на курсовое проектирование предусматривается не расчёт, а лишь подбор необходимого технологического оборудования, поэтому ниже приведен его перечень:

ü  стол дефектовочный;

ü  стол слесарный;

ü  пресс гидравлический, мод.2135-1М;

ü  станок горизонтальный алмазно-расточной, мод.2712В;

ü  станок вертикально-хонинговальный, мод.3Г833;

ü  оправка цеховая, мод.9695P-101;

ü  приспособление для выпрессовки, мод.9612Р-025;

ü  приспособление для предварительного крепления болтов шатуна, мод.9694-1014;

ü  приспособление для затяжки болтов шатуна, мод.9116-200;

ü  приспособление для шлифования торцов шатуна, мод.9679Р-001;

ü  приспособление для расточки отверстий шатуна, мод.9675Р-0002;

ü  приспособление для хонингования, мод.9679Р-007;

ü  хонинговальная головка, мод.9494-037;

ü  патрон, мод.9494-07;

ü  приспособление контрольное, мод.9691-2170.

Инструмент режущий:

ü  резец специальный, мод.9673-103.

Инструмент измерительный и контрольный:

ü  нутромер НИ 0...25 ГОСТ 9244-85;

ü  нутромер НИ 50…120 ГОСТ 9244-85;

ü  образцы шероховатости ГОСТ 9378-85.

3.2ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШАТУНА

 

Технологический процесс восстановления шатуна устанавливает следующую наиболее выгодную последовательность операций:

-  операция 005 – выпрессовка втулки верхней головки шатуна;

-  операция 010 – расточка верхней головки шатуна под ремонтную втулку;

-  операция 020 – запрессовка ремонтной втулки;

-  операция 025 – расточка ремонтной втулки под номинальный размер;

-  операция 030 – контрольная;

-  операция 035 – расточка нижней головки шатуна под ремонтный размер;

-  операция 040 – контрольная;

-  операция 045 – хонинговка нижней головки шатуна;

-  операция 050 – контрольная;

-  операция 055 – полировка кромки масляного канала;

-  операция 060 – контрольная;

-  операция 065 – калибровка резьбы;

-  операция 070 – контрольная.

Рассмотрим каждую операцию в отдельности и выполним расчёт режимов обработки.

ОПЕРАЦИЯ 005 – ВЫПРЕССОВКА ВТУЛКИ

Этой операцией предусматривается выпрессовка изношенной втулки верхней головки шатуна.

Оборудование:

Пресс гидравлический, мод.2135-1М.

Приспособление:

Оправка цеховая, мод.9695Р-101.

Усилие выпрессовки определяется по формуле:

,

гдеf = 0,12 – коэффициент трения на контактной поверхности, зависящий от шероховатости поверхности, смазки, величины удельного давления и других факторов;

D = 28 мм – номинальный диаметр сопряжения;

L_p = 30 мм – длина сопрягаемой поверхности;

p = 6…7 кг/мм² – удельное давление на поверхности контакта.

Подставляя значения в формулу 3.3, получим:

 Н.

Основное время выпрессовки втулки определено эмпирическим путем и составило t₀ = 0,17 мин. Вспомогательное время данной операции составляет 9%, поэтому штучное время равно Т_шт = 0,1853 мин.

ОПЕРАЦИЯ 010 – РАСТОЧНАЯ

Предусматривается обработка отверстия верхней головки шатуна в размер Ø мм. Шероховатость поверхности R_a = 0,8.

Оборудование:

Станок горизонтальный алмазно-расточной, мод.2712В.

Приспособление:

Приспособление для расточки, мод.9675Р-0002.

Инструмент режущий:

Резец специальный, мод.9673-103.

Инструмент измерительный:

Нутромер НИ 50...120 ГОСТ 9244-85.

Глубина резания при черновой обработке обычно равна всему припуску на обработку; при чистовой обработке с шероховатостью до R_a = 3,2 глубина резания t = 0,5...2,06 мм, при R_a = 1,6 и 0,8 – t = 0,1...0,4 мм.

Подача выбирается из условия прочности державки резца и пластинки из твёрдого сплава, жёсткости обрабатываемой детали и прочности механизма станка. Согласно [5], подача для нашего случая составляет s = 0,05 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

,

гдеC_v – коэффициент, зависящий от условий работы и механических качеств обрабатываемого материала и металла инструмента. Значения C_v представлены в справочных таблицах [5] и для нашего случая коэффициент равен C_v = 10,8;

D = 56,25 мм – диаметр обрабатываемой поверхности;

Т – среднее значение стойкости инструмента, мин. Согласно [5] принимаем Т = 110 мин;

t = 0,125 мм – глубина резания;

s = 0,05 мм/об – подача;

q = 0,6, x = 0,2, y = 0,3, m = 0,25 – показатели степени;

k_v – общий поправочный коэффициент, характеризующий конкретные условия эксплуатации. Согласно [5] принимаем k_v = 1,0.

Подставляя значения в формулу 3.4, получим:

 м/мин.

Крутящий момент определяется по формуле:

,

гдеС_м – постоянная условий резания. Согласно [5] С_м = 90;

q = 1,0, x = 0,9, y = 0,8 – показатели степени;

k_p – коэффициент, учитывающий отличные от табличных механические свойства обрабатываемого материала. Согласно [5] k_p = 1,0.

Подставляя значения в формулу 3.5, получим:

 Н·м.

Осевая сила определяется по формуле:

,

гдеС_р – постоянная условий резания. Согласно [5] С_р = 378;

q = 0, x = 1,3, y = 0,7 – показатели степени.

Подставляя значения в формулу 3.6, получим:

 Н.

Основное время обработки определяется по формуле:

,

гдеL_p = 30 мм – длина обрабатываемой поверхности;

n = 1250 мин^-1 – частота вращения шпинделя станка.

Подставляя значения в формулу 3.7, получим:

 мин.

Штучное время определяется по формуле:

Т_шт = Т₀ + Т_у + Т_пер + Т_об ,

где Т_у – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин. Определяется эмпирическим путём. В нашем случае Т_у = 0,88 мин;

Т_пер – вспомогательное время, связанное с переходом, мин. Определяется эмпирическим путём. В нашем случае Т_пер = 0,23 мин;

Т_об – время обслуживания рабочего места, мин. Составляет 10% от (Т₀ + Т_у + Т_пер). В нашем случае Т_об = 0,159 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0,48 + 0,88 +0,23 + 0,159 = 1,749 мин.

ОПЕРАЦИЯ 020 – ЗАПРЕССОВКА ВТУЛКИ

Этой операцией предусматривается запрессовка ремонтной втулки в отверстие верхней головки шатуна.

Оборудование:

Пресс гидравлический, мод.2135-1М.

Приспособление:

Оправка цеховая, мод.9695Р-101.

Усилие запрессовки определяется по формуле 3.3.

Данные для расчёта:

Коэффициент трения по контактной поверхности f = 0,127.

Номинальный диаметр сопряжения D = 28,25 мм.

Длина сопрягаемой поверхности L_p = 30 мм.

Удельное давление на поверхности контакта p = 7 кг/мм².

Подставляя значения в формулу 3.3, получим:

 Н.

Основное время запрессовки ремонтной втулки определено эмпирическим путём и составило t₀ = 0,28 мин. Вспомогательное время составляет 10%, поэтому штучное время равно Т_шт = 0,308 мин.

ОПЕРАЦИЯ 025 – РАСТОЧНАЯ

Данной операцией предусматривается обработка ремонтной втулки верхней головки шатуна в размер Ø мм. Шероховатость поверхности – R_a = 0,4.

Оборудование:

Станок горизонтальный алмазно-расточной, мод.2712В.

Приспособление:

Приспособление для расточки, мод.9675Р-0002.

Инструмент режущий:

Резец специальный, мод.9673-103.

Инструмент измерительный:

Нутромер НИ 50...120 ГОСТ 9244-85.

Скорость резания определяется по формуле 3.4.

Данные для расчёта:

Коэффициент С_v = 28,1.

Диаметр обрабатываемой поверхности D = 22 мм.

Глубина резания t = 0,1 мм.

Показатели степени q = 0,25; x = 0; y = 0,55; m = 0,125.

Среднее значение стойкости инструмента Т = 110 мин.

Подача s = 0,05 мм/об.

Общий поправочный коэффициент k_v = 1,0.

Подставляя значения в формулу 3.4, получим:

 м/мин.

Крутящий момент определяется по формуле 3.5.

Данные для расчёта:

Постоянная условий резания С_м = 12.

Показатели степеней q = 2,0; x = 0; у = 0,8.

Поправочный коэффициент k_p = 1,0.

Подставляя значения в формулу 3.5, получим:

 Н·м.

Осевая сила определяется по формуле 3.6.

Данные для расчёта:

Постоянная условий резания С_р = 315.

Показатели степеней q = 1,0; x = 0; y = 0,8.

Остальные значения, см, формулу 3.6.

Подставляя значения в формулу 3.6, получим:

 кг.

Основное время обработки определяется по формуле 3.7.

Данные для расчёта:

Длина обрабатываемой поверхности L_p = 30 мм.

Частота вращения шпинделя станка n = 1250 мин^-1.

Подставляя значения в формулу 3.7, получим:

 мин.

Штучное время определяется по формуле 3.8.

Вспомогательное время на установку и снятие детали Т_у = 0,88 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом Т_пер = 0,23 мин.

Время обслуживания рабочего места Т_об = 0,159 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0,48 + 0,88 +0,23 + 0,159 = 1,749 мин.

ОПЕРАЦИЯ 035 – РАСТОЧНАЯ

Предусматривается обработка нижней головки шатуна под ремонтный размер Ø мм. Шероховатость поверхности R_а = 0,8.

Оборудование:

Станок горизонтальный алмазно-расточной, мод.2712В.

Приспособление:

Приспособление для расточки, мод.9675Р-0002.

Инструмент режущий:

Резец специальный, мод.9673-103.

Инструмент измерительный:

Нутромер НИ 50...120 ГОСТ 9244-65.

Скорость резания определяется по формуле 3.4.

Данные для расчёта:

Коэффициент C_v = 10,8.

Диаметр обрабатываемой поверхности D = 52 мм.

Среднее значение стойкости инструмента Т = 110 мин.

Глубина резания t = 0,25 мм.

Подача s = 0,05 мм/об.

Показатели степеней q = 0,6; x = 0,2; y = 0,3; m = 0,25.

Общий поправочный коэффициент k_v = 1,0.

Подставляя значения в формулу 3.4, получим:

 м/мин.

Крутящий момент определяется по формуле 3.5.

Данные для расчёта:

Постоянная условий резания C_м = 90.

Показатели степеней q = 1,0; x = 0,9; y = 0,8.

Коэффициент k_р = 1,0.

Подставляя значения в формулу 3.5, получим:

 кг·м.

Осевая сила определяется по формуле 3,6.

Данные для расчёта:

Постоянная условий резания С_р = 378.

Показатели степеней q = 0; x = 1,3; y = 0,7.

Подставляя значения в формулу 3.6, получим:

 Н.

Основное время обработки определяется по формуле 3.7.

Данные для расчёта:

Длина обрабатываемой поверхности L_p = 30 мм.

Частота вращения шпинделя n = 1250 мин^-1.

Подставляя значения в фоюрмулу 3.7, получим:

 мин.

Штучное время определяется по формуле 3.8.

Вспомогательное время на установку и снятие детали Т_у = 0,88 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом Т_пер = 0,23 мин.

Время обслуживания рабочего места Т_об = 0,159 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0,84 + 0,88 +0,23 + 0,159 = 1,749 мин.

ОПЕРАЦИЯ 045 – ХОНИНГОВАЛЬНАЯ

Данной операцией предусматривается обработка поверхности нижней головки шатуна до шероховатости R_a = 0,4.

Оборудование:

Станок вертикально-хонинговальный, мод.3Г833.

Приспособление:

Приспособление для хонингования, мод.9679Р-007.

Инструмент:

Головка хонинговальная, мод.9494-037.

Инструмент контрольный:

Образцы шероховатости ГОСТ 9378-85.

Режим обработки при хонинговании заключается в подборе окружной скорости и давлении брусков.

На процесс хонингования оказывает влияние соотношение:

,

гдеV_кол – скорость колебательного движения, м/мин. V_кол , согласно [5], не превышает 5...7 м/мин;

V_вр – окружная скорость брусков, м/мин;

k – соотношение при однократном хонинговании после шлифования составляет 5...7.

Преобразуя формулу 3.9, получим окружную скорость:

.

Подставляя значения в формулу 3.10, получим:

 м/мин.

Удельное давление брусков при хонинговании находится в пределах 1…3 кг/см².

Длину брусков выбирают в зависимости от длины обрабатываемого отверстия:

l = (1,0…1,2) · L_p ,

гдеl – длина брусков, мм.

Подставляя значения в формулу 3.11, получим:

l = 1,2 · 30 = 36 мм.

Принимаем l = 40 мм.

В качестве рабочей жидкости применяется смесь керосина (80...90%) с веретённым маслом (10...20%).

Основное время хонингования определено эмпирическим путём и составило t₀ = 0,67 мин.

Штучное время определяется по формуле 3.8.

Вспомогательное время на установку и снятие детали Т_у = 0,88 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом Т_пер = 0,23 мин.

Время обслуживания рабочего места Т_об = 0,178 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0,67 + 0,88 +0,23 + 0,178 = 1,958 мин.

ОПЕРАЦИЯ 065 – СЛЕСАРНАЯ

Предусматривается калибровка резьбы шатуна.

Оборудование:

Стол слесарный, мод.0Рц-00.003.00.

Приспособление:

Тиски станочные ГОСТ 4045-87.

Инструмент:

Метчик М 10×1,25-7H ГОСТ 9522-80.

Калибровка резьбы выполняется вручную, основное время данной операции определено эмпирическим путём и составило t₀ = 0,97 мин.

Штучное время определяется по формуле 3.8.

Вспомогательное время на установку и снятие детали Т_у = 0,88 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом Т_пер = 0,23 мин.

Время обслуживания рабочего места Т_об = 0,208 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0,97 + 0,88 +0,23 + 0,208 = 2,288 мин.